S přechodem od zářivek do světa LED získává snímání nový význam, protože ovládání LED osvětlovacích systémů je mnohem efektivnější a efektivnější než starší systémy se zářivkami a jinými typy svítidel.
Časté zapínání a změna světelného toku již není pro LED světelné zdroje problémem. Dlouhá doba zpoždění (doba, po kterou světlo zůstane svítit poté, co byl naposledy detekován pohyb) není vyžadována. Výzkum ukázal, že úspory energie dosažené pomocí senzorů obsazenosti lze výrazně zvýšit, pokud se zkrátí časové prodlevy.
Aby se zabránilo náhlému vypnutí čidel přítomnosti v důsledku příliš krátké doby zpoždění, musí být správně vybrány, umístěny a seřízeny. Při výběru takového senzoru jsou dnes k dispozici různé technologie.
Níže popíšeme principy fungování nejoblíbenějších senzorů lidské přítomnosti pro řízení osvětlení a také jejich výhody a nevýhody.
Technologie senzorů více obsazenosti
Po mnoho let byl pasivní infračervený (PIR) jedinou životaschopnou volbou senzoru pro téměř jakýkoli případ použití.
Dnes jsou k dispozici 4 různé technologie:
Pasivní infračervený (PIR) senzor: reaguje na pohybující se zdroje tepla;
Vysokofrekvenční senzor (5,8 GHz): detekuje pohyby i přes tenké stěny (např. na toaletě);
Ultrazvukový senzor (40 kHz): také detekuje objekty v místnosti bez přímého vizuálního kontaktu se senzorem (například u stolu);
Optický senzor (kamera): kromě detekce přítomnosti umí např. i počítat lidi.
Pasivní infračervený (PIR) senzor
Pasivní infračervený senzor reaguje na pohybující se zdroje tepla. Pokud osoba (nebo také vozidlo) vstoupí do detekční zóny senzoru, senzor detekuje přítomnost a převede informaci na elektrický signál, který sepne výstupní obvod. Tento obvod vysílá zapínací nebo vypínací impuls do elektronického spínače světel.
Protože senzor nevysílá signál, ale přijímá pouze to, co je vyzařováno pohybujícími se zdroji tepla, nazývá se pasivní infračervený senzor (PIR senzor).
Omezení detekční oblasti (není vidět přes zdi);
Úprava detekční oblasti vyrovnáním nebo omezením uzavíracími zařízeními;
Velmi dobrá detekce tangenciálních pohybů (osoba míjí senzor ze strany);
Široký výběr produktů a výrobců.
Nedostatek detekce skrytých osob (například za závodem nebo přepážkou);
Možná chyba spínání kvůli jiným vysoce variabilním zdrojům tepla (např. výkonný ventilátor);
Špatná detekce osob s radiálním pohybem (osoba pohybující se směrem k senzoru). Tuto okolnost je třeba zohlednit při umístění čidel, např. IR čidlo v dlouhé chodbě je lepší umístit na stranu než doprostřed.
Vysokofrekvenční detektor přítomnosti (HF)
Na rozdíl od pasivního infračerveného senzoru je vysokofrekvenční senzor aktivní a vysílá elektromagnetické vlny v rozsahu gigahertzů. Vyzařované vlny se odrážejí od předmětů v místnosti (nábytek, spotřebiče, rostliny, lidé) a posílají zpět do senzoru.
Pokud je předmět, kterého se dotknete, v klidu, má odražená vlna stejnou frekvenci jako vyzařovaná. Pokud vysokofrekvenční vlna zasáhne pohybující se osobu, odražená vlna změní frekvenci. Senzor detekuje tuto změnu frekvence jako pohyb.
Stejně jako pasivní infračervený senzor aktivuje elektronický obvod spínací impuls, který může zapínat a vypínat světla nebo jiné předměty spotřebovávající elektřinu.
Provoz vysokofrekvenčního snímače
Výhody HF senzorů:
Lidé se také nacházejí za pokojovými rostlinami, příčkami a dveřmi skříní;
Detekce je velmi citlivá i na malé pohyby;
Na rozdíl od PIR je HF senzor ideální nejen pro tangenciální detekci, ale také pro radiální detekci (osoba se pohybuje směrem k senzoru).
Nevýhody RF senzorů:
Nastavení přesného rozsahu detekce je obtížnější než u PIR;
Pohybující se předměty, které nevytvářejí teplo (např. elektromechanická zařízení, závěsy ve větru), mohou také vést k detekci přítomnosti;
Sortiment je zatím malý, ale do budoucna se očekává širší využití.
Ultrazvukový detektor přítomnosti (UF)
Ultrazvukový snímač přítomnosti vydává zvuk neslyšitelný pro lidské ucho o frekvenci 40 kHz. Ultrazvukové vlny obklopují téměř každý předmět v místnosti a poloha senzoru nehraje velkou roli. Při kolizi s předměty se ultrazvukové vlny odrážejí a v závislosti na pohybu vysílají zpět ve stejném nebo jiném tónu.
Ultrazvukový senzor neproniká stěnami, ale může se například „zasunout“ pod ne zcela zavřené dveře toalety a detekovat tak osoby v kabince toalety.
Provoz ultrazvukového senzoru
Výhody ultrazvukových senzorů:
Detekce pohybu v celé místnosti – ale ne za uzavřenými stěnami;
Vhodné pro radiální a tangenciální detekci;
Vhodné pro velké plochy a chodby;
UF senzory se prodávají i jako kombinované senzory s PIR technologií, která kombinuje výhody obou systémů, ale jsou také dražší.
Nevýhody ultrazvukových senzorů:
Stejně jako u HF senzorů jsou detekovány i pohybující se objekty, které nevyzařují teplo (např. elektromechanické zařízení, větrná clona);
Nabídka produktů a dodavatelů je poměrně malá.
Optický senzor lidské přítomnosti, videokamera
Jednou ze schopností detekce přítomnosti, která je stále nedostatečně využívána, je optická detekce pomocí malého fotoaparátu, jak se dnes používá ve všech chytrých telefonech.
Snímky zachycené kamerou jsou odesílány do mikroprocesoru (malého počítače) uvnitř snímače, který využívá zpracování obrazu k analýze snímků a detekci osob.
Aby to fungovalo, musí snímač uložit velké množství snímků lidí ze všech možných směrů. Mikroprocesor v senzoru pak porovnává snímky s uloženými snímky a rozhoduje, zda jsou přítomni lidé nebo ne.
Provoz optického senzoru
Výhody optických senzorů přítomnosti:
Lidé mohou být detekováni i bez pohybu.
Kromě detekce osob lze zjišťovat i počet přítomných osob.
Rozsah detekce lze přesně určit pomocí softwaru.
Optické senzory jsou vhodné i pro současnou detekci přítomnosti a denního světla.
Nevýhody optických senzorů:
Detekce funguje pouze v případě přímého očního kontaktu mezi senzorem a lidmi.
Senzory jsou také technicky vhodné pro „vylepšený“ dohled, což vyvolává otázky na úrovni zákona o ochraně osobních údajů.
Inteligentní multi-senzor
Díky kombinaci infračervených, akustických a jasových senzorů poskytuje chytrý senzor obsazení spolehlivou detekci přítomnosti lidí a zvířat v budovách:
Aplikace
V závislosti na aplikaci bude vhodná jedna nebo druhá technologie. Při výběru typu snímače je nutné vzít v úvahu výše popsané výhody a nevýhody.
Typ pokoje | Pasivní infračervený (PIR) senzor | Vysokofrekvenční snímač přítomnosti | Ultrazvukový senzor přítomnosti | Optický senzor přítomnosti |
Chodby | + | + | + | |
Schodišťové šachty | + | + | ||
Toalety | + | + | ||
Kanceláře, školy | + | + | + | + |
Garáže, podzemní parkoviště | + | + | ||
Ulice | + | |||
Sklady | + | |||
Propojené pokoje | + | + |
Doufám, že vám tento článek pomohl. Podívejte se také na další články z kategorie Elektrická energie doma a v práci » Automatizační zařízení
Přihlaste se k odběru našeho kanálu Telegram a získejte informace o aktuálních trendech ve světě automatizace a robotiky. Zde najdete články o moderních technologiích a také školicí materiály pro ty, kteří chtějí zvládnout tento vzrušující obor: Automatizace a robotika
Infračervený pohybový senzor je elektronické zařízení schopné reagovat na změny intenzity tepelného záření pozadí v oblasti svého působení. Naprosto jakékoli předměty, nejen lidé, mají tepelné záření.
Pokud se předmět dostatečné velikosti pohybuje dostatečnou rychlostí a překračuje pracovní oblast takového senzoru, pak se spustí a senzor vyšle signál do elektronického řídicího obvodu, aby provedl určitou akci jedním nebo druhým přístroj. Takovým zařízením může být vypínač nebo pokojový stmívač, bezpečnostní alarm nebo něco jiného.
Je zřejmé, že takový infračervený senzor lze použít pro různé automatizační účely, jak v domácnosti, tak v průmyslových a jiných podnicích a zařízeních. V oblasti použití infračervených senzorů v zásadě neexistují žádná omezení.
Konstrukce infračerveného senzoru je založena na pyropřijímači, které slouží k rozpoznání infračerveného záření, a multičočce, skládající se z mnoha malých čoček. Multičočka vypadá jako matný válec s malým vzorem naneseným na povrchu. Pyroelektrické přijímače jsou umístěny uvnitř krytu senzoru za multičočkou.
Každá malá čočka (každý segment multičočky) soustředí infračervené světlo na jeden z těchto přijímacích prvků, čímž vytvoří konfiguraci zaostřených paprsků, poté, když se objekt (zdroj infračerveného záření) pohybuje, infračervené světlo dopadá na další mikročočku, se zaměřením na jiný pyropřijímač.
Ukázalo se, že soustředěné infračervené světlo je dodáváno do pyropřijímače a poté zmizí. Tím je zajištěna podmínka pro fungování elektronického obvodu snímače, do procesorové jednotky je přiváděn elektrický signál a ta či ona činnost je vykonávána jedním nebo druhým zařízením.
Je jasné, že čím více segmentů multičočka obsahuje, tím citlivější bude snímač, protože každá mikročočka pracuje s vlastním segmentem, který pokrývá svou vlastní část pracovního prostoru, a když se objekt v tomto segmentu pohybuje, nedojde k žádné operaci. .
Konstrukce infračerveného senzoru často využívá duální nebo dokonce čtyřnásobné pyroelementy, což se provádí pro přesnější provoz zařízení, eliminující drobné světelné rušení způsobené změnami teploty pozadí. Čtyřnásobné pyroelementy (dva dvojité), používané v nejnovějších modelech infračervených senzorů, zcela eliminují falešné poplachy.
Při instalaci infračerveného snímače pohybu musí být splněny některé důležité podmínky. Za prvé, přímé světlo z lampy by nemělo dopadat na snímač, narušuje správnou funkci. Za druhé, v oblasti pokrytí senzoru by neměly být žádné cizí předměty, jako jsou závěsná svítidla, lustry, sloupy, vysoké kusy nábytku a další předměty, které omezují výhled senzoru.
Skleněné přepážky v dosahu snímače budou také rušit, protože infračervené světlo neprochází sklem. Pokud se rušivý objekt dostane do oblasti pokrytí snímače, může to vést ke vzniku takzvané „mrtvé zóny“, ve které nelze zaznamenat pohyb jednoduše kvůli skutečnosti, že infračervené světlo nedopadá na čočku snímače.
Hlavní charakteristikou infračerveného snímače pohybu je detekční rádius kráčející osoby. Poloměr pohybu musí nutně dosahovat do rohů místnosti, a pokud to nefunguje, budou muset být v místnosti instalovány dva nebo tři takové senzory.
Každý senzor má svůj kruhový detekční diagram a pokud jeden takový diagram nestačí pokrýt celý prostor, například místnost, budete muset nainstalovat více senzorů tak, aby se jejich detekční diagramy vzájemně překrývaly, tím bude zajištěna kvalita instalovaného automatizačního systému jako celku.
Majitelé psů, koček a dalších domácích mazlíčků se často ptají, zda je možné vytvořit stabilní systém, který si poradí s domácími mazlíčky. Nejlepším řešením je izolovat zvířata od oblasti, kterou budeme chránit.
To však většinou není možné, a tak výrobci infračervených pohybových senzorů vycházejí vstříc uživatelům a nabízejí senzory vybavené technologiemi a detekčními algoritmy, které minimalizují příčiny falešných poplachů způsobených mimo jiné zvířaty.
Technologie digitálního tříúrovňového pokrytí detekčního pole používaná u moderních pohybových senzorů eliminuje fenomén falešných poplachů způsobených malými zvířaty.
Venkovní IR senzory OPTEX nedetekují domácí mazlíčky ani zvířata, ale detekují pouze lidskou přítomnost a vytvářejí tak spolehlivější řešení bezpečnostních senzorů
Existují různé typy infračervených snímačů pohybu. Nejběžnější modely reagují na pohyb, ale existují i funkčnější modely, které rozšiřují možnosti automatizace.
Existují například modely, které dokážou monitorovat osvětlení, pokud se v pracovní oblasti nachází pohybující se osoba. Když je dostatek světla z oken, dokáže takový senzor umělé světlo vypnout a rozsvítit, když se začne stmívat.
V takových senzorech je možné nakonfigurovat takovou citlivost specificky na světlo. To platí zejména pro vchody domů, kdy je důležité optimalizovat spotřebu energie rozsvěcováním světel pouze v noci, nebo pouze v době, kdy kolem vchodu prochází člověk. Náklady na materiál lze díky takto automatizovanému systému výrazně snížit.
Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Automatizační přístroje, Elektrické přístroje a přístroje
Přihlaste se k odběru našeho kanálu Telegram a získejte informace o aktuálních trendech ve světě automatizace a robotiky. Zde najdete články o moderních technologiích a také školicí materiály pro ty, kteří chtějí zvládnout tento vzrušující obor: Automatizace a robotika