V našem článku se podíváme na princip fungování pohybových senzorů. Zaznamenávají pohyb předmětu a signalizují jej zvukem, rozsvícením světla, blokováním atd. Zaznamenávání pohybu pomáhá analýza vln, které mohou být infračervené, ultrazvukové, mikrovlnné atd.
Zařízení jsou aktivně používána v našich životech, od ochrany objektů až po jejich použití v systému „chytré domácnosti“. Pohybové senzory se aktivně používají pro osvětlení, například je instalují komunální služby k osvětlení schodišť v bytových domech – to vám umožní ušetřit elektřinu: pokud je k dispozici senzor, lampa se aktivuje pouze tehdy, když se objeví osoba, což také zvyšuje životnost samotných světel, která se rozsvítí přesně tehdy, když je to nutné.
Typem takových zařízení jsou senzory přítomnosti, fungují na stejném principu, ale jsou citlivější.
Zařízení, senzorové prvky
Nejprve si ujasněme, jaké pohybové senzory existují. Nejoblíbenější jsou infračervené, ultrazvukové, rádiové vlny a fotoelektrické. Mají přibližně stejné zařízení; podívejme se na to jako příklad pomocí infračerveného senzoru.
Skládá se ze dvou citlivých prvků a čoček, které na ně zaostřují odražené infračervené záření. Prostor mezi prvky a čočkami je ohraničený, promítané záření z každé čočky dopadá na vlastní citlivý prvek. Všechny objektivy jsou nasazeny na těle, jsou dobře viditelné a vypadají jako průsvitné malé okénko. Čím více čoček, tím je snímač citlivější a tím méně znatelný pohyb bude reagovat.
Jako citlivý prvek se nejčastěji používá pyroelektrika, jejíž princip činnosti je založen na spontánní polarizaci. Používají se také termočlánkové prvky, mikrobolometry atd.
Princip činnosti
Činnost všech pohybových senzorů bez výjimky je založena na analýze vln odražených od objektu. Pokud odražená vlna narazí na objekt, změní jeho charakteristiky (intenzitu, frekvenci atd.), citlivý prvek to zaznamená a předá signál do akčního zařízení, např. do alarmu, který upozorní na neoprávněnou osobu zvukem, popř. do lampy s pohybovým senzorem rozsvěcujícím světlo.
Takto vypadá nejjednodušší obvod pohybového senzoru pracující v systému s vypínačem a svítilnou.
Funguje následovně. Poté, co jste vstoupili do místnosti, senzor zareagoval na vaši přítomnost a odeslal povel do ovladače, který podle zadaných parametrů dá povel spínači a ten rozsvítí světlo. Při odchodu nastává opačná situace a světlo zhasne.
Schémata jsou populární, když je LED pohybový senzor zabudován přímo do spínače, takový systém se používá nejčastěji na veřejných místech: kanceláře, vchody, toalety.
Dalším příkladem použití takových zařízení je osvětlení místních oblastí, parků a ulic pomocí solárních panelů, provoz svítidel je v tomto případě založen na spotřebě sluneční energie.
Na podpěře je instalována lampa napájená solární baterií a poblíž je namontován solární snímač pohybu. Během dne svítilna akumuluje sluneční energii a poté ve tmě, když se nějaký předmět pohne, se po reakci senzoru rozsvítí, po chvíli se vypne. Je to pohodlné a ekonomické, toto schéma je obzvláště oblíbené při organizování osvětlení v dach a zahradních pozemcích.
Typy senzorů
Senzory se mohou lišit nejen typem analyzované vlny, ale i dalšími charakteristikami a především schopnostmi generovat emitované vlny. V tomto případě se rozlišují senzory:
- Aktivní.
- Pasivní.
- Kombinované.
Aktivní zařízení sama generují vlny určitého typu (ultrazvukové, rádiové vlny atd.), které působí v určitém okruhu. Když se předmět pohybuje po této oblasti, vlna se od ní odráží a mění své vlastnosti a dopadá přes zaostřovací čočku na citlivý prvek.
Senzor, který vidí rozdíl v parametrech emitované vlny a odražené vlny, zareaguje a odešle příkaz do ovladače, po kterém se provede určitá akce (spustí se zvukový signál, rozsvítí se osvětlení atd.).
Tento rozdíl v charakteristikách musí být přirozeně vyšší než stanovený práh citlivosti. Ten je instalován tak, aby systém nereagoval na pohyb malých předmětů – kočky, psi atd.
Pasivní senzory fungují na trochu jiném principu: negenerují vlny určitého typu, ale zachycují je pouze při odrazu od předmětu. Infračervená zařízení fungují na tomto principu a berou v úvahu teplo odcházející z objektu.
V nich dochází k analýze charakteristik prostřednictvím dvou citlivých prvků: když nedochází k žádnému pohybu, přijímají vlny stejného množství a intenzity, ale jakmile dojde k pohybu, k jednomu z prvků dorazí upravená odražená vlna, senzor vidí tento rozdíl a podle toho reaguje.
Třetí typ snímačů je kombinovaný. Skládají se ze dvou částí, první generuje vlnu určitého typu a druhá v určité vzdálenosti analyzuje její charakteristiky. V závislosti na zvoleném typu se liší samotný systém, způsob jeho instalace, vybavení a podle toho i cena.
Podotýkáme, že pasivní senzory se používají při organizování bezpečnostních systémů nebo při instalaci osvětlovacích systémů, zatímco aktivní senzory jsou oblíbenější v průmyslu, například nejpřesněji určí, v jaké poloze se objekt na dopravníku nachází; instalují se také do automatická garážová vrata: senzory zabrání střetu osoby nebo předmětu s bránou, která se včas zastaví.
