Když zmiňujete zařízení zvané „pohybový senzor“, v první řadě vyvstávají asociace s bezpečností bank, muzeí a tajných objektů. Představivost vykresluje obraz protínajících se laserových paprsků, kterými se mistrně prodírá špión nebo lupič.
To je částečně pravda, protože některé typy snímačů detekce pohybu se používají v bezpečnostních systémech. Jak však technologie zlevňovala, tato zařízení se stala dostupnou pro masy. Princip fungování pohybového senzoru navíc nebyl nikdy tajemstvím a pouze vysoká cena nám bránila v jeho používání doma.
K čemu slouží pohybový senzor?
Ve špionážních akčních filmech je zobrazen jako impozantní strážce, který při infiltraci do důležitého zařízení zapíná kulomety. Možná takový systém existuje, nebudeme to kontrolovat. Ve skutečnosti pohybové senzory zaznamenávají jakýkoli typ pohybu objektů a hlásí informace do nějakého elektronického systému.
Co se stane dál
V závislosti na tom, jak je navržen operační algoritmus, může po spuštění senzoru nastat následující:
- zapnutí (vypnutí) osvětlení;
- spuštění ventilace;
- začátek (ukončení) činnosti určitého mechanismu;
- zapnutí topného systému;
- spuštěn bezpečnostní alarm;
- spustit nahrávání videa;
- přenos informací do centrálního ovládacího panelu objektu nebo mechanismu.
Ve výčtu lze pokračovat, ale z něj je již jasný účel zařízení: kterákoli z jeho odrůd je navržena tak, aby propojila určitý algoritmus, když se v pozorovacím sektoru objeví objekt nebo živý organismus.
Princip činnosti snímače pohybu
S výjimkou mechanických zařízení, jako je natažený drát nebo lano (tyto typy snímačů pohybu existovaly již před vynálezem elektřiny), jsou snímače elektronickým zařízením. Aby bylo možné detekovat pohyb objektu, je nutné pracovat na principu radaru. Ve skutečnosti jsou radary a echolokátory odrůdy výše zmíněných senzorů, pouze ve větším měřítku. Princip činnosti domácího (civilního) pohybového senzoru je také založen na průniku jakéhokoli typu záření. Na základě principu práce se signálem se senzory dodávají ve třech typech:
- Přerušování (lineární): založený na lineárním emitoru signálu (obvykle laserový paprsek) a přijímači. Zatímco fotosenzor detekuje záření, zařízení je v klidu. Když pohybující se objekt překročí paprsek, zařízení vyšle signál.Výhodou této technologie je snadná implementace. Nedostatek — jeden paprsek lze snadno obejít. Navíc se takový senzor skládá ze dvou částí, což není vždy vhodné.
- Reflexní (objemové): založené na principu činnosti radaru. Zářič vysílá rozptýlený nebo koncentrovaný signál (dle volby zákazníka). Pokud se v jeho dráze nenachází žádná překážka, senzor je v klidu. Jakýkoli předmět, který vstoupí do akčního sektoru, bude odrážet část záření. Odražené vlny jsou zachycovány přijímačem instalovaným ve stejném krytu a senzor je uveden do poplachového stavu. Výhody: široké zorné pole, pohodlná instalace (elektronika v jednom pouzdře), přizpůsobitelné. Nevýhoda: Je nutné odříznout falešné poplachy, jinak zařízení nebude správně fungovat.
- Pasivní: Sami nic nevydávají. Jak tyto pohybové senzory fungují? Jejich citlivé senzory zachycují vlny vyzařované jinými objekty. Výhoda – jednoduchost a nízká cena, absence zbytečného vlnového pozadí. Nevýhoda: Zachycují pouze živé objekty (lidi, zvířata). Většina senzorů tohoto typu je naladěna na tepelné pozadí živých bytostí.
Které zařízení byste si měli vybrat? Záleží na úkolech. Pro ochranu nebo detekci vzhledu předmětu v chodbě nebo nějakém portálu (dveře, otvor, okno) je vhodná přerušovací sada čidel. Pokud potřebujete zaznamenat pohyb ve stísněném prostoru nebo prostoru, je lepší zvolit reflexní nebo objemový senzor.
Právě na tomto principu fungují oblíbené pohybové senzory pro zapínání (vypínání) světel. Pouze když objekt vstoupí do akčního sektoru, alarm nezazní, ale rozsvítí se osvětlení.
Informace: Ekonomové vypočítali, kolik elektřiny se ušetří použitím pohybových senzorů k automatickému rozsvícení světel. Peníze vynaložené na nákup tohoto zařízení se vrátí během 1–2 let.
Existuje však několik upozornění:
- použití senzoru pro osvětlení je rozumné pouze v prostorách (uvnitř), kde jsou lidé zřídka přítomni;
- Při vícenásobném připojení (odpojení) zářivky a spirálové žárovky rychle selhávají: je lepší použít LED nebo halogenové žárovky.
Návrh a technologie pohybového senzoru
- Začněme přerušovači. Jak již víme, zařízení se skládá z vysílače a přijímače. Nejjednodušší implementací je fotografie páru s čočkou, která tvoří směrovaný paprsek. Taková zařízení se však již několik desetiletí nepoužívají. Které čidlo lze považovat za moderní? Takový, který využívá koherentní nebo polarizovaný paprsek. Tedy laser.
Pro informaci: Laserový paprsek může být viditelný nebo neviditelný. To rozšiřuje možnosti zařízení při použití v bezpečnostních systémech.
Existují dvě možnosti provedení: v jednom pouzdře nebo se samostatným přijímačem a vysílačem. V prvním případě je nutné elektricky spojit dva uzly do jednoho elektrického systému. Druhá možnost využívá odraznou plochu a paprsek se vrací zpět do přijímacího senzoru umístěného vedle emitoru.
- Jak funguje mikrovlnný snímač pohybu? Vyzařuje mikrovlnné vlny, které kolem něj tvoří určité pozadí vysokofrekvenčních vln. Odrážejí se od objektů a „mozek“ senzoru si pamatuje trojrozměrný obraz ve formě úrovní záření v různých rovinách. Když se uvnitř tohoto pozadí objeví cizí předmět, změní se úroveň odraženého záření. To je detekováno přijímačem a je aktivován alarm. Po zmizení objektu se senzor vrátí do klidového stavu.
- Další podobnou možností je elektromagnetický senzor. Registruje změny v magnetickém poli, když objemové objekty vstoupí do sektoru. Nižší citlivost, velká závislost na rušení.
- Ultrazvuk. Jeho praktickou aplikaci známe z ultrazvukového přístroje, který se používá v medicíně. Existují i další využití: pohybové senzory. Ultrazvukový generátor neustále vysílá ultrazvukové vlny v daném sektoru. Je obtížné zkontrolovat (odhalit) činnost zařízení, proto jsou tyto typy senzorů oblíbené v bezpečnostních systémech. Když se objeví překážka, zvukové vlny se vrátí a zaznamenají přijímač. Senzor se spustí.
Přes jejich vysokou kvalitu a utajení se tyto typy senzorů používají i v automatických osvětlovacích systémech.
Informace: Jediným omezením je, že není vhodné jej používat v prostorách s domácími mazlíčky. Někteří jedinci reagují na ultrazvuk negativně.
Takové senzory fungují skvěle uvnitř i venku. Vypadají jinak, ale vždy mají v těle válcové okénko.
- časové relé zpožďuje okamžik sepnutí od náhodných krátkodobých operací;
- soumrakový spínač vypíná zařízení během denního světla;
- blok spínacích stupňů je přizpůsoben určité velikosti „objektu“, aby kočky a ptáci nerozsvěcovali světlo.
Je možné si takové zařízení vyrobit sami a jak jej vypnout?
Každý domácí řemeslník se ptá: jak vyrobit snímač pohybu vlastníma rukama? Samotný elektrický řídicí obvod není složitý na sestavení. Problém je ve zdroji a přijímači záření. Je snazší použít hotový vlnový zářič tím, že jej jednoduše integrujete do svého projektu. Nejúspěšnější senzory jsou pro systémy založené na Arduinu.
Dalším oblíbeným domácím výrobkem je laserové ukazovátko s fotodetektorem umístěným na průsečíku. Ale to není nic jiného než zábava: takové zařízení není vhodné pro vážné úkoly.
Další myšlenka, která napadá některé ustarané hlavy, je, jak vypnout pohybový senzor.
Důležité upozornění: Informace nejsou určeny pro kriminální účely!
Pokud vypnutí souvisí s režimem použití, žádný problém. Jednoduše odpojte senzor od napájení a přestane svítit. Například když je objekt zavřený. V ostatních případech udělejte toto (nikoli se zlým úmyslem):
- infračervené senzory jsou utěsněny kovovou páskou;
- mikrovlnné zařízení přestane přijímat signály, pokud zakryjete okno bezbarvým lakem z aerosolové nádobky;
- Ultrazvukový senzor je stíněn pouze kovovou nebo metalizovanou páskou ve 2–3 vrstvách.
V každém případě majitel zaregistruje informaci, že v objektu nefunguje pohybový senzor. Než se vám navíc podaří senzor vypnout, zaznamená se váš vzhled.
Jaký senzor zvolit
Nemluvíme o výrobci, to je každého osobní preference. Na základě informací v tomto článku si můžete vybrat typ senzoru na základě typu záření, který je vhodný pro vaše účely.
Rada: Nesnažte se získat vysoce kvalitní indikátory ze zařízení v nižším cenovém segmentu.
Stejně tak nemá smysl hledat univerzální senzor: typ je dán podmínkami použití.
Různé zabezpečovací systémy určené pro zajištění bezpečnosti, stejně jako osvětlení se speciálním časovačem, který reguluje spotřebu elektrické energie, se neobejde bez použití pohybových senzorů.
Pohybový senzor je tedy zařízení, které umožňuje sledovat pohyb objektů, zejména osob, a včas přenášet data o pohybujících se objektech do tzv. elektronického systému. Toto zařízení pomáhá automatizovat funkce elektrických spotřebičů a CCTV kamer.
Pohybové senzory se používají jako bezpečnostní systémy k ochraně určitého území, k ovládání automatického osvětlení (pro účely komfortu a úspory elektrické energie) v systému „chytré domácnosti“.
Princip činnosti snímače pohybu
Princip činnosti snímače pohybu je založen na průniku záření. Takže podle principu práce se signálem existují tři typy senzorů: přerušovací, pasivní, reflexní.
Přerušující: Jedná se o nejsnáze implementovatelnou technologii. Je založen na emitoru, což je laserový paprsek, a přijímači. Zatímco fotosenzor detekuje záření, zařízení je v klidu. Když paprsek překročí pohybující se předmět – zařízení pípne. Technologie má značnou nevýhodu – je docela snadné obejít jeden paprsek.
Pasivní snímače pohybu mají citlivé snímače, které zachytit vlny z jiných objektů. Jsou nejlevnější a nejsnadněji se obsluhují. Jejich nevýhodou je, že jsou schopné zachytit pouze živé předměty.
Princip činnosti reflexních senzorů spočívá v tom, že emitor vysílá rozptýlený nebo koncentrovaný signál (v závislosti na výběru zákazníka). Nejsou-li v cestě signálu žádné překážky, snímač zůstane v klidu, a pokud ano, bude záření odrážet. V tomto okamžiku přijímač uvede senzor do stavu alarmu. Mezi výhody tohoto typu senzorů patří: pohodlný systém nastavení, široký pozorovací úhel.
Typy senzorů: jejich výhody a nevýhody
Infračervené senzory umožňují detekovat rozdíly v tepelném záření objektů, které se nacházejí v jejich provozní oblasti. Výhody tohoto typu senzorů jsou: snadná obsluha, odolnost vůči zvukům a vibracím, pohodlné a přesné nastavení parametrů, nízká citlivost na náhlé změny okolí a naprostá bezpečnost pro předměty. Infračervený senzor se spouští specificky pohybem tepelného bodu, aniž by reagoval na neteplokrevné předměty, jako je robotický vysavač nebo pohybující se závěs. Mezi negativní aspekty patří nepříliš široká oblast pokrytí (do deseti metrů), špatný výkon ve větru a možné poruchy při příliš vysokých/nízkých teplotách. Ale jedním z nejvýraznějších nedostatků je, že infračervený senzor nedetekuje pohyb předmětů skrytých za zdí. Tento typ nachází uplatnění v systému „chytrých domů“ a také pro úspornější systém osvětlení ve vchodech, dvorech a podestách.
Mikrovlnné senzory nabízejí spotřebitelům pokročilé funkce a mají mnoho oblastí použití. Zařízení tohoto typu detekují pohybující se objekty pomocí vysokofrekvenčních elektromagnetických vln, které vysílají, fungují na principu lokalizace mikrovlnného záření do procesu odrazu. Toto zařízení může ovládat osvětlení uvnitř nebo venku a často se používá k ovládání spotřební elektroniky a alarmů. Protože jsou mikrovlnné snímače pohybu vyrobeny z plastu, jsou ohnivzdorné. Další pozitivní stránkou je, že tento typ senzoru dokáže rozpoznat předměty i přes překážky (například tenké stěny), takže jej lze velmi pohodlně ukrýt v interiéru. Mezi nevýhody patří možnost falešné reakce, nebezpečnost vln senzoru pro člověka a nadsazená cena.
Ultrazvuková zařízení slouží k zapnutí osvětlení nebo ventilace v automatickém režimu. To poskytuje nejen komfort a zjednodušuje lidem život, ale také výrazně šetří elektrickou energii. Tento typ senzoru funguje na principu záření, vnímání a analýzy ultrazvukových vln odražených od objektů umístěných v oblasti pokrytí. Výhody ultrazvukových senzorů: vykazují „citlivost“ na jakékoli předměty, bez ohledu na materiály, mohou pracovat v jakýchkoli podmínkách prostředí, zajišťují nepřerušovaný provoz díky kabelovému napájení a nereagují na přírodní jevy. Ultrazvukové zařízení však nemusí reagovat na velmi pomalé vibrace a může nepříznivě ovlivnit zvířata, která detekují ultrazvuk.
Kombinované pohybové senzory – nejdražší a funkční typ, který kombinuje několik technologií pro čtení pohybujících se objektů. Jedním z nejúčinnějších modelů je senzor, který kombinuje infračervený typ a mikrovlnný typ. Kombinovaný senzor vykazuje okamžitou odezvu a minimální pravděpodobnost falešné odezvy.
Dalším typem pohybových senzorů je akustický. Toto zařízení umožňuje detekovat cizí hluk. Aby byl jeho provoz efektivní, je nutné nastavit limity šumu a povolit filtry, které budou eliminovat falešné odezvy. Zařízení vytváří v prostoru bezpečné elektrické pole, takže jeho instalace nevyžaduje povolení. Nejčastěji je potřeba akustický senzor pro detekci rozbití okna. Plusy: naprostá bezpečnost, možnost ovládat více oken najednou. Nevýhody: vysoké riziko falešných poplachů, omezený dosah.
Znáte-li základní parametry senzorů a rozumíte značení, můžete si nezávisle vybrat pohybový senzor pro své účely:
První ukazatel, který byste měli umět rozluštit je stupeň krytí IP. Parametr je označen dvěma čísly. Trh s elektrickými spotřebiči prodává různé senzory, z nichž každý je vhodný pro určité podmínky použití. První IP číslo tedy symbolizuje ochranu proti pronikání pevných předmětů a prachu do zařízení a druhé – ochranu před vlhkostí. Pokud tedy zvolíte senzor pro kancelář nebo domácnost, zařízení s označením IP20 si poradí se svými úkoly, kde „2“ znamená, že pouzdro poskytne ochranu před kontaktem s cizími předměty a „0“ znamená nulovou odolnost proti vlhkosti, tj. je její nepřítomnost. Do místností, kde se předpokládá kontakt s vlhkostí (například koupelna), je nutné dokoupit pohybové čidlo s označením IP44.
Další parametr je jeho vyzařovací diagram. Před zakoupením ochranného zařízení nezapomeňte analyzovat geometrii prostoru. Senzor často nemusí být schopen detekovat určité objekty pohybu právě kvůli špatně zvolené zóně jeho umístění. Nezapomeňte provést měření, abyste určili požadovaný úhel pohledu a maximální vzdálenost, na kterou může senzor detekovat pohybující se objekty. Na obrázku níže můžete vidět osvětlenou oblast, která ukazuje celkovou pozorovací oblast senzoru, a bílá tečkovaná čára ukazuje oblast, kde je přesně zachycen pohyb.
Pozorovací úhel se měří ve stupních a může se pohybovat od 60 do 360 °C v oblasti stropu, 15-20 °C v oblasti stěny. U venkovních zařízení je pozorovací úhel více než 180 °C, protože takové senzory se používají pro pokrytí široké oblasti.
Pamatujte, že klíčem k efektivnímu provozu senzoru je správné místo pro jeho umístění. Pokud je senzor instalován pro účely osvětlení, pak je důležité jej instalovat do mezery, kudy člověk vstupuje a vstupuje do neosvětleného tmavého prostoru. Když se osoba pohybuje, světlo by mělo svítit ve všech oblastech místnosti, dokud ji neopustí.
Montáž pohybových senzorů
Při připojování senzoru je důležité pochopit jeden klíčový bod. Pokud chcete ovládat osvětlovací zařízení (nebo jedno zařízení) pomocí pohybového senzoru, musí být připojeno k samostatnému kabelu.
Na přímém připojení není nic složitého. První věc, kterou musíte věnovat pozornost, je počet vodičů. Pokud je snímač vybaven čtyřmi vodiči, pak má dva vstupní vodiče (fázový a nulový) a dva výstupní vodiče. V tomto případě je nutné připojit napájení ke vstupním vodičům a samotné osvětlovací zařízení k výstupním vodičům.
Pokud před vámi třívodičový pohybový senzor, To znamená, že jeden vodič je na výstupu a další dva jsou na vstupu. Poté je osvětlovací zařízení připojeno k výstupní fázi a ke vstupní nule.
Jak rozlišit dráty od sebe? Každý drát má tradiční barevné označení, které vám pomůže pochopit spojení:
Vstupní fáze znamená lila nebo hnědý drát
Nulový vodič je natřen modrou barvou
Výstupní fáze je červený vodič
Takže podle umístění zařízení existují modely:
Bytové senzory, které se používají pro venkovní použití
Nástěnná čidla pokrývají určitou část území
Senzory, které se instalují na strop – zařízení snímá širší oblast, pokrývající celý obvod.
Pokud potřebujete nainstalovat senzor do kuchyně, nezapomeňte zkontrolovat co spadá do jeho zorného pole. Faktem je, že různá topná zařízení neumožní, aby zařízení fungovalo normálně. Pokud například rychlovarná konvice spadá do úhlu pohledu senzoru, pak se při každém varu automaticky rozsvítí světlo, což, jak vidíte, není příliš pohodlné.
Samotné senzory se konfigurují podle tří parametrů.
Úroveň osvětlení se měří v luxech (LUX). Toto je limit osvětlení, když se snímač pohybu spustí nebo přestane fungovat. Správné nastavení vám umožní zajistit, aby se světlo automaticky nezapínalo během denních hodin. Tuto položku lze snadno nastavit ručně. Stačí počkat na dobu, kdy je potřeba světlo rozsvítit, a pomocí regulátoru najít tuto polohu na váze.
Další položkou nastavení je úroveň citlivosti neboli SENS. Tento parametr určuje rozsah, ve kterém dokáže rozpoznat pohybující se objekty. Obrázek níže ukazuje, kdy je senzor nejcitlivější a kdy nejméně.
