Jak działa czujnik ruchu na podczerwień

System bezpieczeństwa oparty jest o różnego rodzaju urządzenia mocujące: mierniki dźwięku, rejestratory ruchu. Czujnik podczerwieni to najpopularniejsze urządzenie do wykrywania poruszających się obiektów termicznych. Są łatwe w utrzymaniu, niezawodne i dość wrażliwe.

Jak działa urządzenie

Każdy przedmiot, którego temperatura nie jest niższa niż temperatura powietrza, emituje ciepło. Zadaniem czujnika podczerwieni jest podświetlenie go na ogólnym tle termicznym i poruszanie się w danym obszarze, wysłanie sygnału.

Człowiek jest obiektem cieplnym raczej „gorącym” w porównaniu ze ścianami mieszkania lub domu, ziemią lub drzewami. Pozwala to czujnikowi odróżnić go od ogólnego tła. Prowadzi to również do nieprawidłowego działania alarmu, jeśli tło termiczne w budynku jest bardzo wysokie.

Gdy obiekt cieplny o odpowiedniej wielkości i temperaturze przechodzi przez obsługiwany sektor, miernik rejestruje ruch. Czujnik wysyła następnie sygnał do jednostki sterującej. W zależności od tego, do czego przeznaczone jest pracujące urządzenie z czujnikiem, moduł sterujący włącza światło, aktywuje alarm bezpieczeństwa i tak dalej.

Obszar działania rejestratora jest ograniczony. Promień detekcji powinien sięgać wszystkich narożników pomieszczenia lub końca strefy w ogrodzie. Jeśli tak nie jest, zamontuj 2 lub więcej metrów. Jeśli urządzenie wysyła sygnał do włącznika światła, promień może być mniejszy.

Urządzenie i konstrukcja czujnika podczerwieni

Większość urządzeń różnych producentów ma unikalny design. Jednak ogólny schemat z konieczności zawiera kilka elementów.

System optyczny

Najczęściej jest to soczewka Fresnela. Jest to zestaw pryzmatycznych faset - mikrosoczewek, osadzonych na wypukłej płytce - cylindrze. Każda soczewka przechwytuje promieniowanie podczerwone na swoim obszarze i przesyła dane do elementu piroczułego. W ten sposób powstaje pewna konfiguracja obiektu cieplnego. Jeśli ta ostatnia się nie rusza, to się nie zmienia. Ale jeśli obiekt się porusza, ten sam strumień IR podczas ruchu trafia na kolejną mikrosoczewkę i konfiguracja się zmienia. Oznacza to, że światło pada na piroodbiornik, a następnie nie. Jest to warunek wyzwolenia czujnika: urządzenie reaguje na ruch osoby w polu działania.

Im więcej segmentów znajduje się w obiektywie i im wyższa ich czułość, tym dokładniejszy jest czujnik podczerwieni.

Jeśli osoba porusza się powoli w obszarze czujnika, urządzenie może nie działać, ponieważ traktuje wahania strumienia podczerwieni jako przypadkowe zmiany w tle.

Elementy piroczułe

Sygnał z obiektywu trafia do elementu piroelektrycznego - przetwornika półprzewodnikowego. Zawiera 2 czujniki, z których każdy odbiera sygnał z własnego obiektywu. Jeśli przepływ na obu elementach jest taki sam, czujnik jest nieaktywny, jeśli sygnał jest inny, zostaje wyzwolony.

W nowoczesnych modelach stosuje się poczwórne czujniki, obsługujące 4 soczewki. Dokładniej odfiltrowują przypadkowe zakłócenia świetlne i eliminują fałszywe alarmy.

Moduł przetwarzania

Jednostka przetwarzająca odbiera informacje ze wszystkich piroelementów i analizuje je.Jego zadaniem jest oddzielenie danych o poruszającym się obiekcie termicznym od zakłóceń: ruchu powietrza, światła słonecznego, konwekcji zachodzącej podczas pracy klimatyzatora lub nagrzewnicy, wibracji. Czujnik powinien reagować tylko na wygląd człowieka, a nie na zwierzęta, co wymaga dodatkowej regulacji.

Moduł przetwarzający ocenia kształt i czas trwania sygnału, jego amplitudę. Normalna interferencja powoduje asymetryczne impulsy bipolarne, intruz wytwarza symetryczne. Jeżeli charakter sygnału jest zgodny z wartością progową, czujnik zostaje wyzwolony i wysyła impuls do centrali. Ten ostatni jest przetwarzany przez urządzenia analogowe lub cyfrowe i uruchamia dowolny program: włącz światło, zwiększ intensywność, włącz syrenę.

W nowoczesnych modelach czujnik dodatkowo mierzy czas trwania sygnału, liczbę przekroczeń progu. Pozwala to zmniejszyć liczbę fałszywych alarmów i naprawić obiekt z małą prędkością.

Specyfikacje i funkcje

Charakterystyka techniczna czujnika IR pomoże Ci wybrać właściwy. Dane prezentowane są w paszporcie urządzenia:

• Napięcie sieciowe jest normalne 230 V. Każdy z modeli działa ze zwykłej sieci.
• Pobór mocy - w granicach 0,5 kW. Umożliwia to wyposażenie nawet dużego domu w wystarczającą liczbę czujników.
• Zasięg wykrywania to kąt widzenia urządzenia. Mierzone w stopniach. Dla urządzeń ściennych waha się od 120 do 280 stopni, dla urządzeń sufitowych - 360.
• Zasięg - mierzony w metrach. Jest to odległość, przy której czujnik wykrywa ruch. Wskaźnik oceniany jest za pomocą 3 parametrów. Prostopadle - największa strefa, wyznaczana, gdy obiekt porusza się stycznie do sektora. Czoło mierzy się przesuwając się bezpośrednio do czujnika, zasięg obecności jest wykrywany, gdy osoba znajduje się pod czujnikiem.
• Stopień ochrony - IP. Pierwsza liczba oznacza ochronę przed kurzem, druga - przed wodą. Minimalny odczyt to 20. Urządzenie jest zabezpieczone przed dotknięciem palcami, ale nie jest chronione przed wodą. Najwyższy wskaźnik to 65, taki czujnik jest montowany w wilgotnych pomieszczeniach.
• Ochrona przed kradzieżą - Standardowym martwym punktem czujnika jest przestrzeń pod nim. W nowoczesnych modelach system wyklucza taką możliwość.
• Temperatura powietrza - od -25 do + 50 ° С. Wyższe temperatury mogą powodować awarie.
• Moc przełączania - wskazuje liczbę podłączonych urządzeń oświetleniowych - do 40 do 3000 watów.
• Ustawienia - ręcznie, w zależności od miejsca instalacji, dobierane są parametry czułości, oświetlenia i czasu. Dla różnych stref zalecane są różne wartości: dla czasu wyłączenia tranzytowego wynosi 5 minut, dla strefy operacyjnej - 15. Czułość jest również określana zgodnie z miejscem instalacji.

Istnieją inne mniej istotne parametry - materiał korpusu, wymiary i tak dalej.

Porównanie z czujnikiem mikrofalowym

Czujnik mikrofalowy służy również jako czujnik ruchu. Działa na zasadzie radaru: urządzenie emituje sygnał, który jest odbijany i wychwytywany przez czuły element czujnika. Jeśli odbity sygnał jest wyższy niż próg, włącza się urządzenie oświetleniowe lub dźwiękowe.

Różnice w czujnikach mikrofalowych:

• pracuje w ultrawysokim paśmie częstotliwości, co gwarantuje bardzo wysoką czułość;
• wykrywa obiekt przez przeszkody dielektryczne: szkło, cienkościenne, drewniane drzwi;
• niezależny od temperatury otoczenia lub stopnia oświetlenia obszaru roboczego;
• łapie powolny i lekki ruch.

Są też wady:

• wysoka cena - urządzenia są instalowane w ważnych obiektach gospodarczych;
• działanie urządzenia wpływa na samopoczucie ludzi i zwierząt.

Do śledzenia zwykłego prywatnego domu wystarczą czujniki podczerwieni.

Diagram połączeń

Czujniki podczerwieni są łatwe do podłączenia - wystarczy zorganizować włączanie i wyłączanie obwodu.Połączenie urządzenia z podświetleniem lub pętlą bezpieczeństwa odbywa się na tej samej zasadzie.

Schemat połączeń znajduje się w instrukcji dla dowolnego urządzenia:

• Prąd dociera do czujnika IR z sieci przez przewody neutralny i fazowy. Aby podłączyć urządzenie do żarówki elektrycznej, przewód fazowy jest podłączony do jednego z zacisków urządzenia oświetleniowego. Drugi zacisk jest podłączony do kabla zerowego.
• Kable z urządzeń są podłączone do centrali: 2 przewody z lampy, 2 z zasilacza i 3 z rejestratora IR. Faza przewodu zasilającego jest połączona z przewodem fazowym czujnika, a przewód neutralny z zasilacza i przewód neutralny z czujnika z przewodem neutralnym z lampy.
• Kabel fazowy z czujnika IR jest podłączony do przewodu z lampy. Wszystkie kable są oznaczone kolorami, aby ułatwić połączenie.

Jeżeli oświetlenie musi być utrzymane przez jakiś czas niezależnie od ruchu człowieka, w obwód równolegle z urządzeniem IR włącza się również wyłącznik.

Zakres zastosowania czujnika podczerwieni

Rejestratory ruchu służą do organizowania oświetlenia i systemów bezpieczeństwa. Montaż jest dozwolony zarówno wewnątrz budynku jak i na zewnątrz:

• w budynkach biurowych, publicznych i prywatnych;
• na klatkach schodowych budynków mieszkalnych i w wejściach;
• w pokojach dowolnego typu;
• w magazynach;
• w dowolnym obszarze chronionym o ograniczonym obszarze.

Urządzenia przeznaczone do pracy w trudnych warunkach atmosferycznych wyposażone są w dodatkowe zabezpieczenia.

Funkcje i kryteria wyboru

Parametry, według których wybierany jest czujnik, są określone jego charakterystyką techniczną. Ważne jest, aby ocenić, jakie wskaźniki są potrzebne dla urządzenia, które działa w domu, poza domem lub na otwartej przestrzeni:

• W przypadku dużych pomieszczeń lub dziedzińca wybierane są urządzenia o dużym obszarze detekcji. Proste modele o zasięgu 10, 6 i 4 m kupuje się w małym pomieszczeniu lub na klatce schodowej.
• W przypadku salonów odpowiednie są opcje o niskiej ochronie przed wilgocią. Pomieszczenia zewnętrzne lub mokre (baseny, szpitale) wymagają produktów o wysokim IP.
• Jeśli urządzenie będzie montowane na ścianie, lepiej kupić model z zabezpieczeniem przed kradzieżą. W przeciwnym razie, poruszając się wzdłuż ściany, intruz będzie mógł wejść do domu.
• Poziom czułości - określa, jak powolne i małe ruchy może wychwycić czujnik. Aby chronić mieszkanie przed złodziejami lub włączyć oświetlenie w pokoju, gdy do niego wejdą, jest wystarczająco dużo „surowych” urządzeń. Wrażliwe czujniki kupowane są w magazynach, w których przechowywane są drogie lub niebezpieczne produkty.

Oceń koszt urządzeń, zwłaszcza jeśli kilka z nich jest wymaganych dla systemu bezpieczeństwa.

Zalety i wady czujnika ruchu na podczerwień

Popularność modeli IR wynika z ich zalet:

• urządzenie działa zarówno wewnątrz budynku, jak i na zewnątrz;
• kąt widzenia i zasięg można dość dokładnie wyregulować;
• Czujnik podczerwieni, zwłaszcza typu pasywnego, jest bezpieczny dla zdrowia, działanie systemu bezpieczeństwa nie straszy zwierząt;
• niska cena;
• Produkowana jest szeroka gama produktów: urządzenia stojące i naścienne, analogowe, cyfrowe i inne.

Główne wady:

• pod wpływem bezpośredniego światła słonecznego czułość spada - przy wyborze miejsca instalacji należy to wziąć pod uwagę;
• gdy klimatyzator lub grzejnik są umieszczone blisko, występują znaczne zakłócenia;
• szkło blokuje przejście sygnału, dzięki czemu napastnik może wykorzystać martwe punkty;
• zespół pajęczyny - czujnik zaplątany w pajęczyny jest stale wyzwalany.

Pojedynczy czujnik ruchu nie gwarantuje bezpieczeństwa pomieszczenia. Jednak jako element systemu ochrony urządzenia na podczerwień są niezastąpione. W przypadku wiejskiego domu lub mieszkania takie urządzenia są preferowane.