Jak funguje infračervený pohybový senzor?
Pohybový senzor je zařízení, které shromažďuje informace o stavu systému, který řídí. Toto zařízení převádí data o změnách charakteristik zkoumané oblasti na signál, který lze v budoucnu pohodlně využít.
Zjednodušeně řečeno, pohybový senzor detekuje přítomnost pohybu v oblasti, kterou sleduje, a když takový pohyb zaznamená, provede konkrétní úkol. To může spočívat ve vyslání signálu na jeden z jeho kontaktů nebo naopak otevření výstupních kontaktů.
V každodenním životě se pohybové senzory nejčastěji používají v následujících oblastech:
1. V oblasti bezpečnostijako jsou zabezpečovací systémy, alarmy a systémy kontroly vstupu včetně autoalarmů.
2. Pro ovládání osvětlení, automatické zapínání a vypínání světel v závislosti na pohybu v určité oblasti.
3. V systémech chytré domácnosti, kde se používají k ovládání různých zařízení jako jsou HVAC systémy, automatické otvírače dveří a další chytrá zařízení.
Je důležité poznamenat, že pod pojmem „snímač pohybu“ nebo „snímač přítomnosti“ se mohou skrývat zařízení, která fungují na různých principech, ale plní stejný úkol detekce pohybu pomocí různých metod.
V moderní době se nejvíce rozšířily následující kategorie pohybových senzorů:
1. Infračervené (IR) pohybové senzory, které reagují na změny infračerveného záření.
2. Ultrazvukové snímače pohybu (USA), fungující na principu měření ultrazvukových signálů pro detekci pohybu.
3. Mikrovlnné pohybové senzory (MW)pomocí mikrovlnného záření k detekci pohybu.
4. Kombinované pohybové senzory, který kombinuje více metod detekce pro zlepšení účinnosti a přesnosti.
Podívejme se blíže na jednotlivé typy snímačů pohybu, včetně principu jejich fungování, vlastností použití a různých oblastí použití.
INFRAČERVENÉ (IR) SNÍMAČE POHYBU
Princip činnosti infračerveného snímače pohybu
Princip činnosti infračervených pohybových senzorů spočívá v detekci změn infračerveného (tepelného) záření z okolních objektů.
Každý předmět s teplotou vyzařuje infračervené záření, které je sbíráno soustavou čoček nebo speciálních konkávních segmentových zrcadel. Toto záření je následně směrováno do vnitřního senzoru pohybového senzoru, který jej zaregistruje.
Jak funguje infračervený pohybový senzor?
Když se objekt pohybuje, jeho infračervené záření je zaostřeno různými čočkami systému na snímači. Počet čoček se obvykle pohybuje od dvaceti do šedesáti kusů a ovlivňuje citlivost pohybového senzoru. Plocha povrchu systému čoček také ovlivňuje šířku oblasti pokrytí snímače.
Hlavní nevýhody infračervených snímačů pohybu:
— možnost falešných poplachů v důsledku reakce na jakékoli infračervené (tepelné) záření, včetně teplého vzduchu z klimatizačních jednotek a radiátorů topení;
– snížená přesnost venku pod vlivem faktorů, jako je sluneční záření a srážky;
— omezený rozsah provozních teplot;
— neschopnost detekovat předměty pokryté materiály, které nepropouštějí infračervené záření.
Výhody infračervených snímačů pohybu:
— schopnost jemně doladit rozsah a úhel detekce pohybujících se objektů;
— snadné použití venku, protože reaguje pouze na předměty s vlastní teplotou;
— absolutní bezpečnost pro lidské zdraví a domácí zvířata, protože senzor funguje jako přijímač a nic nevyzařuje.
ULTRAZVUKOVÉ (US) SNÍMAČE POHYBU
Princip činnosti ultrazvukového snímače pohybu
K provozu ultrazvukového snímače pohybu využívá studium okolního prostoru pomocí ultrazvukových vln, jejichž frekvence je mimo slyšitelnost lidského ucha. Pohyb objektu v oblasti detekce ovlivňuje frekvenci odražených ultrazvukových vln a senzor na tyto změny reaguje. Dále to vede k provedení funkce vlastní senzoru, jako je rozsvícení osvětlení nebo aktivace poplašné sítě zabezpečovacího systému.
Jak funguje ultrazvukový snímač pohybu?
Ultrazvukový snímač pohybu obsahuje vnitřní generátor ultrazvukových vln (obvykle o frekvenci 20-60 kHz). Tyto vlny jsou vyzařovány v oblasti pokrytí senzorem a odráženy od okolních objektů, načež se vracejí zpět do přijímače.
Když se v oblasti detekce senzoru objeví pohybující se objekt, přijímač senzoru zaznamená změnu frekvence odražených ultrazvukových vln. Tato změna frekvence je výsledkem Dopplerova jevu a slouží jako signál pro senzor, aby vykonával zamýšlené funkce.
Hlavní nevýhody ultrazvukových snímačů pohybu:
– mnoho domácích mazlíčků reaguje na ultrazvukové frekvence, na kterých pracuje snímač pohybu, což jim může způsobit nepohodlí;
— omezený dosah snímače;
— Senzor reaguje na náhlé pohyby a při plynulém pohybu nemusí fungovat.
Výhody ultrazvukových snímačů pohybu:
– relativně nízké náklady;
— ultrazvukové snímače jsou odolné vůči okolním vlivům;
– mohou detekovat pohyb bez ohledu na materiál předmětu;
— vysoký výkon v podmínkách vysoké vlhkosti nebo prachu;
— funkční, když se mění teplota prostředí nebo předmětů.
MIKROVLNNÉ (MIW) SNÍMAČE POHYBU
Princip činnosti mikrovlnného snímače pohybu
Mikrovlnné snímače pohybu fungují tak, že vysílají vysokofrekvenční elektromagnetické vlny, typicky 5,8 GHz. Tyto vlny jsou vyzařovány a následně odráženy od okolních objektů. Senzor zaznamená sebemenší změny odražených elektromagnetických vln a při detekci aktivuje funkce v něm zabudované.
Jak funguje mikrovlnný pohybový senzor?
Princip činnosti mikrovlnného snímače pohybu je v mnoha ohledech podobný výše popsanému principu činnosti ultrazvukových snímačů pohybu. Tento princip je založen na interakci mikrovlnných vln s předměty a využití Dopplerova jevu, který vede ke změně frekvence odražených vln při pohybu předmětů. Mikrovlnné senzory reagují na takové změny a plní úkoly stanovené v jejich funkčnosti.
Hlavní nevýhody mikrovlnných snímačů pohybu:
— vyšší náklady ve srovnání s jinými typy snímačů se srovnatelnými vlastnostmi;
— možnost falešných poplachů způsobených pohybem mimo zónu dozoru, například okny a stěnami;
— Mikrovlnné záření může být nebezpečné pro lidské zdraví. Můžete si však vybrat mikrovlnné senzory s nízkým výkonem záření podle doporučení organizací zabývajících se studiem účinků mikrovlnného záření na člověka.
Výhody mikrovlnných snímačů pohybu:
— schopnost detekovat předměty umístěné za dielektrickými a slabě vodivými bariérami, jako jsou stěny, dveře a sklo;
— výkon snímače při různých teplotách okolí a objektu;
— schopnost reagovat na nejmenší pohyby předmětů;
— kompaktní rozměry mikrovlnných senzorů;
— možnost mít několik nezávislých detekčních zón.
KOMBINOVANÉ SNÍMAČE POHYBU
Princip činnosti kombinovaných snímačů pohybu
Kombinované snímače pohybu jsou zařízení, která kombinují různé technologie detekce pohybu, jako jsou infračervené a mikrovlnné snímače. Toto řešení umožňuje přesnější a spolehlivější detekci pohybu v oblasti pokrytí senzoru. Více nezávislých kanálů detekce pohybu funguje paralelně a vzájemně se doplňují, což umožňuje kompenzovat nevýhody některých technologií výhodami jiných.
Pohybové senzory jsou důležitou součástí moderních technologií. Poskytují automatizaci, bezpečnost a komfort v různých oblastech našeho života. Volba konkrétního typu senzoru závisí na aplikaci a provozních podmínkách, ale jejich široká škála aplikací z nich činí nedílnou součást moderního světa.