Принцип действия датчика движения. Принцип работы датчика движения: как устроены и функционируют детекторы движения

Как работают датчики движения различных типов. Какие технологии лежат в основе детекторов движения. На каких физических принципах основано обнаружение движения датчиками. Где применяются датчики движения в системах безопасности и автоматизации.

Что такое датчик движения и как он работает

Датчик движения — это электронное устройство, которое обнаруживает физическое перемещение объектов в зоне своего действия и преобразует его в электрический сигнал. Принцип работы датчика движения основан на регистрации изменений определенных параметров окружающей среды, вызванных движением.

Основные способы обнаружения движения датчиками:

• Создание некоторого стимула (излучения) и регистрация его отражения от движущихся объектов
• Обнаружение сигналов, генерируемых самим движущимся объектом

При появлении движения в зоне действия датчика происходит нарушение его «нормального» состояния, что приводит к срабатыванию и формированию выходного сигнала. Этот сигнал может использоваться для включения освещения, сигнализации или других исполнительных устройств.

Основные типы датчиков движения

Существует несколько основных типов датчиков движения, работающих на разных физических принципах:

1. Инфракрасные (ИК) датчики движения

ИК-датчики бывают двух видов:

• Активные ИК-датчики — излучают инфракрасный луч и регистрируют его отражение
• Пассивные ИК-датчики (PIR) — улавливают тепловое излучение движущихся объектов

Пассивные инфракрасные датчики наиболее распространены. Они реагируют на изменение теплового излучения, вызванное движением человека или животного.

2. Ультразвуковые датчики движения

Работают по двум принципам:

• Измерение времени прохождения ультразвукового импульса до объекта и обратно
• Регистрация изменения частоты отраженного сигнала из-за эффекта Доплера

Ультразвуковые датчики излучают высокочастотные звуковые волны и анализируют их отражение от движущихся объектов.

3. Микроволновые датчики движения

Излучают электромагнитные волны в микроволновом диапазоне и регистрируют их отражение. Принцип действия схож с ультразвуковыми датчиками.

4. Комбинированные датчики движения

Сочетают в себе несколько технологий обнаружения движения, например, инфракрасный и микроволновый датчик. Это повышает точность срабатывания и снижает вероятность ложных тревог.

Как работает пассивный инфракрасный (PIR) датчик движения

PIR-датчики являются наиболее распространенным типом детекторов движения. Рассмотрим подробнее принцип их работы:

1. PIR-сенсор улавливает инфракрасное излучение в своей зоне действия
2. Специальная линза Френеля фокусирует ИК-излучение на сенсоре
3. При появлении теплого движущегося объекта происходит изменение уровня ИК-излучения
4. Это изменение преобразуется в электрический сигнал
5. Электронная схема анализирует сигнал и определяет наличие движения

PIR-датчики реагируют именно на изменение теплового излучения, а не на его абсолютный уровень. Это позволяет им игнорировать статичные теплые объекты.

Особенности работы ультразвуковых датчиков движения

Ультразвуковые датчики излучают звуковые волны с частотой выше порога слышимости человека (более 20 кГц). Их принцип действия основан на двух эффектах:

1. Измерение времени прохождения сигнала

Датчик излучает короткий ультразвуковой импульс и измеряет время до получения отраженного сигнала. По этому времени вычисляется расстояние до объекта. При движении объекта это расстояние меняется, что и регистрируется датчиком.

2. Эффект Доплера

При отражении ультразвука от движущегося объекта частота отраженного сигнала изменяется. Это изменение пропорционально скорости движения объекта. Анализируя сдвиг частоты, датчик определяет наличие и параметры движения.

Ультразвуковые датчики могут работать в условиях запыленности и задымления, где оптические датчики неэффективны.

Применение датчиков движения

Датчики движения широко используются в различных сферах:

• Системы охранной сигнализации
• Автоматическое управление освещением
• Автоматические двери
• Системы «умный дом»
• Промышленная автоматизация
• Автомобильные системы безопасности

В зависимости от конкретного применения выбирается оптимальный тип датчика движения. Например, для наружного освещения чаще используются PIR-датчики, а для автоматических дверей — ультразвуковые.

Как правильно установить датчик движения

Для эффективной работы датчика движения важно правильно его установить:

• Разместите датчик так, чтобы вероятное направление движения было перпендикулярно его лучам
• Избегайте установки возле источников тепла, вентиляции, прямых солнечных лучей
• Учитывайте рекомендуемую высоту установки (обычно 2-3 м)
• Не направляйте датчик на подвижные объекты (шторы, растения)
• Обеспечьте отсутствие препятствий в зоне обнаружения

Правильная установка поможет избежать ложных срабатываний и обеспечит надежное обнаружение движения в нужной зоне.

Преимущества и недостатки разных типов датчиков движения

Каждый тип датчиков движения имеет свои сильные и слабые стороны:

PIR-датчики

Преимущества:

• Низкое энергопотребление
• Невысокая стоимость
• Нечувствительность к насекомым и мелким животным

Недостатки:

• Чувствительность к резким перепадам температуры
• Ограниченный радиус действия

Ультразвуковые датчики

Преимущества:

• Работают через тонкие преграды
• Нечувствительны к температуре и освещенности

Недостатки:

• Могут вызывать беспокойство у животных
• Чувствительны к сильным потокам воздуха

Микроволновые датчики

Преимущества:

• Большой радиус действия
• Высокая чувствительность

Недостатки:

• Высокая стоимость
• Возможность ложных срабатываний

Выбор типа датчика зависит от конкретных условий применения и требований к системе обнаружения движения.

Перспективы развития технологий обнаружения движения

Технологии датчиков движения продолжают совершенствоваться. Основные направления развития:

• Повышение точности и дальности обнаружения
• Миниатюризация датчиков
• Снижение энергопотребления
• Интеграция с системами искусственного интеллекта
• Разработка новых принципов детектирования движения

Ожидается, что в будущем датчики движения станут еще более «умными» и смогут не только обнаруживать движение, но и анализировать его характер, идентифицировать объекты и прогнозировать их поведение.

Развитие технологий обнаружения движения открывает новые возможности для создания более эффективных систем безопасности, автоматизации и управления.

404 — несуществующая страница

404 — несуществующая страница

Москва

Москва

+7 495 128-28-28

Бонусная программа Войти

Войти или зарегистрироваться Создать аккаунт организации Личный кабинет

Телефон

Вы можите запросить код подтверждения повторно или оформить быстрый заказ без регистрации прямо сейчас

+7 495 128-28-28

Такой страницы не существует или она была удалена.

Вы можете начать с главной

Или перейти на интересующий Вас раздел:

Электромонтажное оборудование

Электроустановочные изделия

Климатическое оборудование

Освещение

Метизы и крепеж

Инструменты

Стройматериалы

ТВ, видеонаблюдение, интернет и связь

Товары для жизни

Праздничная светотехника

Быстрая покупка

Спасибо! Ваш заказ принят!

Датчики присутствия и движения: разбираемся в различиях

Включение освещения по взмаху руки ещё недавно можно было отнести к разряду фантастики.  В современной жизни загорающийся в нужный момент свет стал привычным явлением. Благодаря датчикам движения и присутствия больше не нужно тщетно пытаться попасть ключом в темноте в замочную скважину, искать на ощупь выключатель, натыкаясь на какие-то предметы, или волноваться о том, был ли выключено освещение после ухода. Умные устройства сами включат свет при Вашем появлении и выключат его после.

Освещение без лишних включений

Локальные датчики контроля освещения кроме комфорта экономят ресурс осветительных приборов и позволяют снизить затраты электроэнергии до 50%. Практически все устройства, реагирующие на движение оснащены датчиком контроля освещенности. Что позволяет включать свет только при недостатке естественного освещения. То есть датчики не будут срабатывать, например, днём. Сами устройства распознают движение или присутствие в разных зонах обнаружения благодаря PIR-сенсору. Он улавливает перемещение инфракрасного излучения, которое имеет каждое тело с температурой выше абсолютного нуля.

Один принцип действия, но разные зоны чувствительности

Как мы уже поняли, два вида датчиков работают по одному принципу. Реагируют на движение, которое происходит в зоне видимости PIR-сенсора, включают освещение и выключают, когда объект покинул радиус действия. Различие состоит в том, что у датчиков разные зоны чувствительности и срабатывают они на разную интенсивность движений.

Датчики движения не имеют высокой зоны чувствительности и реагируют только на крупные движения при недостатке естественного освещения. Устройства измеряют освещенность при регистрации первого движения, и при недостаточном уровне света включают освещение. После прекращения движений в доне действия сенсора, датчики выключают свет спустя заданный промежуток времени. Обычно эти устройства выполняются высоким уровнем пылевлагозащиты, чтобы их можно было использовать на улице или во влажных помещениях со слабым уровнем освещения.
Например, датчики движения станут отличным решением для наружной подсветки входной двери в тёмное время суток.  Или будут включать свет на лестничной клетке, в прачечной комнате, в гараже, на складе, в подвале и так далее.
То есть датчики движения следует применять для управления освещением в проходных зонах и помещениях с малым количеством естественного света или без него.


Датчики присутствия регистрируют каждое движение постоянно и отличаются высокой чувствительностью. Устройства способны улавливать даже незначительную активность и оставлять освещение включенным на протяжении всего времени её регистрации. Например, контролировать освещение кабинета, пока Вы печатаете на компьютере или пишите.
Также датчики присутствия отличаются многофункциональность. Они могут регулировать яркость ламп по разным протоколам управления в зависимости от уровня естественного освещения за окном. Либо выполнять комплексные сценарии управления дополнительными нагрузками с разным временным интервалом срабатывания. Например, по основному каналу управлять освещением кабинета, а по-дополнительному включать кондиционер.  Важно, выключение света в дневное время не повлияет на работу кондиционера. Так как дополнительный канал не имеет связи с сенсором освещенности.
То есть датчики присутствия подойдут для пространств с большим количеством естественного света. И помещений, где люди находятся продолжительное время будь то офисы, места общественного назначения или частные владения.

Автоматически контролируя включение света, уровень яркости светильников и включение дополнительных бытовых приборов, локальные датчики делают нашу жизнь максимально комфортной и наполненной светом.

Как работает датчик движения?

Как работает датчик движения? перейти к основному содержанию Ищи:

10 июня 2021 г.

Наряду с дверными и оконными датчиками датчики движения являются важными компонентами домашней системы безопасности. В то время как дверные и оконные датчики уведомляют вас, если кто-то активно входит в ваш дом, датчики движения предупредят вас, если кто-то бродит в вашем доме или вокруг него. Хотя существует несколько различных типов детекторов движения, большинство из них полагаются на схожие технологии для обнаружения злоумышленников: они улавливают крошечные изменения — температуры, вибрации или излучения — в пространстве, которое они охватывают.

Некоторые типы охранных устройств используют датчики движения:

• Подъездная сигнализация
• Светильники, активируемые движением 
• Камеры с датчиками движения, включая дверные звонки и прожекторы
• Внутренние датчики движения, включая датчики движения, невосприимчивые к домашним животным
• Плавающие датчики движения для безопасности бассейна
• Некоторые системы медицинского оповещения

Вы можете использовать датчики движения, чтобы автоматически включать свет, когда кто-то приближается к вашему дому, подавать сигнал тревоги при обнаружении движения в вашей гостиной или активировать камеру с датчиком движения, чтобы начать запись, когда кто-то входит в ваш дом.

Защитите свою собственность

Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку, чтобы получать последние предложения, советы по безопасности дома и подробные обзоры.

Регистрируясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности.

Как работают датчики движения?

Существует несколько типов технологий датчиков движения — активный ультразвуковой и пассивный инфракрасный (PIR) являются двумя популярными вариантами, хотя микроволновые, томографические и двойные детекторы также занимают определенную долю рынка.

Активный ультразвуковой датчик движения излучает ультразвуковые волны, которые отражаются от объектов и возвращаются к исходной точке излучения. Когда движущийся объект прерывает волны, датчик срабатывает и выполняет желаемое действие, будь то включение света или подача сигнала тревоги.

Камеры обнаружения движения, источники света и датчики, используемые в системах домашней безопасности, обычно полагаются на датчики PIR. Они обнаруживают инфракрасную энергию, которую люди и животные выделяют в виде тепла. Если датчик движения обнаруживает увеличение инфракрасной энергии, что означает, что кто-то приблизился к датчику или прошел в пределах его диапазона, он уведомляет панель управления домашней безопасностью, и звучит сигнал тревоги. Датчики PIR можно настроить так, чтобы они игнорировали небольшие изменения в инфракрасной энергии, поэтому они не будут вызывать тревогу, если домашняя кошка или собака проходят мимо или если температура в доме незначительно колеблется.

В некоторых других датчиках используются микроволновые или томографические технологии, обе из которых излучают волны излучения — микроволновые и электромагнитные соответственно. Когда кто-то или что-то нарушает волны излучения, датчик подает сигнал тревоги.

Детекторы с двойной технологией, как следует из их названия, представляют собой датчики, которые используют две разные технологии обнаружения движения для наблюдения за движением. Они немного более невосприимчивы к ложным тревогам, так как обе технологии должны быть отключены, чтобы прозвучал сигнал тревоги.

Установка детекторов движения

Поскольку датчики движения имеют ограниченный радиус действия — от 50 до 80 футов, вам следует разместить несколько датчиков вокруг дома, особенно в местах, где люди часто ходят, например, в коридорах, на лестницах, в гостиных. , и спальни. Поскольку датчику движения может быть сложнее обнаружить человека, идущего прямо к нему, лучше разместить устройство вдоль коридора, где грабитель будет идти параллельно ему.

Решая, где разместить каждый датчик движения, убедитесь, что они находятся на расстоянии не менее 10 футов от ярко освещенных окон, радиаторов и вентиляционных отверстий, так как резкие изменения температуры или потока воздуха, связанного с HVAC, могут вызвать ложные срабатывания.

Compare the best home security systems

Brand	Best for	Monthly cost	Starter equipment price	Contract required	Smart home compatibility	Узнать больше	Читать обзор
Vivint	Лучший комбинезон	$29. 99/мес.	$599.00	No *	Amazon, Google, Z-Wave	View packages	Read review
SimpliSafe	Budget pick	$17.99/mo.	$ 245,00	NO	Amazon, Google	View Packages	Читать обзор
Frontpoint	CAVICE DIY PICK PICK	.	$ 129,00	no †	Amazon, Google, Z-Wave	View Packages	Read
ADT 9003	8008.	$0.00	Yes	Amazon, Google, Z-Wave	View packages	Read review
Cove	Best customer experience	$17. 99/мес.	Требуется предложение	№	Amazon, Google	Посмотреть пакеты	Прочитать отзыв

Информация актуальна на 10.06.2021. Предложения и доступность могут различаться в зависимости от местоположения и могут быть изменены.
Полный отказ от ответственности ADT

Автор:

Селеста Толен

Селеста посвятила свою десятилетнюю карьеру репортажам и обзорам, которые помогают людям принимать взвешенные решения. Она курирует редакционную стратегию и производство для SafeWise с целью помочь каждому найти информацию, необходимую для того, чтобы сделать свой дом и жизнь безопаснее. До SafeWise она работала редактором и репортером в KSL и Deseret News. Она имеет степень бакалавра журналистики. В свободное время она работает волонтером в местном ботаническом саду и пишет статьи для местной газеты.

Подробнее

Последние статьи

29. 11.2022

Лучшие системы домашней сигнализации в Великобритании

Найдите подходящую систему сигнализации для защиты вашего дома в Великобритании. SafeWise рекомендует системы безопасности для…

О нас
Контакты
Пресса
Блог
Предложения

Домашняя безопасность
Интернет-безопасность
Домашняя безопасность
Семейная безопасность
Безопасность пожилых людей

Автомобильная безопасность
Умный дом
Аварийная подготовка
Безопасность домашних животных
Личная безопасность

Берегите себя!

Подпишитесь на SafeWise, чтобы получать новости о безопасности, выпусках продуктов и предложениях!

Регистрируясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности | Настройки файлов cookie

Вернуться к началу

Детекторы движения или датчики движения

 

Термин « Детекторы движения » может использоваться для обозначения любого типа сенсорной системы, которая используется для обнаружения движения; движения любого предмета или движения человека. Однако в основном он используется для обнаружения движения людей или, другими словами, присутствия тела в определенной области.

Рис. 1. Репрезентативное изображение электронного устройства, детектора движения

Детектор движения — это электронное устройство, которое обнаруживает физическое движение в заданной области/указанных местах и ​​преобразует движение в электрический сигнал.

Приложения для обнаружения движения делают это одним из следующих способов:

•           Создание некоторого стимула и определение его отражения.

•           Обнаружение некоторых сигналов, генерируемых объектом.

Все датчики движения показывают то же самое; что какое-то состояние изменилось. Все датчики находятся в каком-то «нормальном» состоянии. Некоторые датчики сообщают только о нарушении «нормального» состояния, другие также сообщают, когда состояние возвращается к «нормальному».

Датчики движения обычно используются в системах безопасности в качестве триггеров для автоматического освещения или отключения для дистанционной сигнализации и подобных приложений. Датчики движения работают на самых разных принципах и используются в самых разных приложениях. Типичное использование может быть во внешних дверных проемах или окнах здания для наблюдения за территорией вокруг здания. При обнаружении движения они генерируют электрический сигнал, на основании которого предпринимаются определенные действия. Некоторые из них работают почти так же, как военные радарные сканеры, в то время как другие работают на основе вибрации, инфракрасного излучения и даже звука. Все эти различные типы датчиков движения имеют разные сильные и слабые стороны, которые важно учитывать при принятии решения о выборе датчика обнаружения движения частиц.

ТИПЫ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ

Датчики движения используются для обнаружения различных типов движений человека. Некоторые из них предназначены для локального обнаружения событий, некоторые — для определения области

•           Локальное обнаружение

Локальное обнаружение подразумевает обнаружение движения в определенных местах. Для этой цели обычно используются следующие датчики движения:

o          Луч видимого/инфракрасного света (светодиод/лазер)

o          Контактный переключатель

o Пьезоэлектрические датчики

O Пьезорезистильные датчики и т. Д.

• Ощущение площади

Ощущение области подразумевает определение движения в определенном «поле зрения (FOV)». Датчики движения, обычно используемые для такого применения:

o          Активный/пассивный инфракрасный детектор движения

o          Ультразвуковой датчик обнаружения движения

o          Датчик обнаружения шагов

o         0003

o Видео

Локальное определение движения

Локальное определение движения

• Видимый/ инфракрасный свет (светодиодный/ лазерный) детекторы движения на основе

Этот вид датчиков движения использует принцип Break Bead; в источнике света передает луч света на удаленный приемник, создавая «электронный забор». Как только луч прерывается из-за какого-либо непрозрачного объекта, выходной сигнал детектора изменяется, и соответствующая электронная схема предпринимает соответствующие действия. Используемый источник света может быть источником видимого света или источником инфракрасного света.

Рис. 2: Схема, демонстрирующая принцип работы детекторов движения на основе инфракрасного светового луча

•           Детекторы движения на основе контактных выключателей

Такие выключатели можно размещать под ковриком, и они могут быть простейшими из замыкающих типов. В обычном состоянии переключатель разомкнут, но когда человек проходит по коврику, переключатели замыкаются. Состояние переключателя помогает в обнаружении движения.

 

•          Пьезоэлектрические/пьезорезистивные Датчики движения на основе датчиков

Вместо контактных выключателей можно использовать пьезоэлектрические/пьезорезистивные датчики. Пьезоэлектрические датчики используют пьезоэлектрический эффект. Они генерируют электрическую мощность при приложении давления. Пьезорезистивные датчики изменяют свое сопротивление при приложении давления. Изменение сопротивления измеряется для расчета приложенного давления, т. е. перемещения по датчику.

Датчики движения AIR и PIR

ОБНАРУЖЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ

1.         Активные/пассивные инфракрасные датчики движения

Инфракрасный диапазон — это часть электромагнитного спектра, находящаяся между микроволнами и видимым светом. Инфракрасный свет имеет длину волны больше, чем видимый свет, но короче, чем микроволны. Люди при нормальной температуре тела сильнее всего излучают в инфракрасном диапазоне с длиной волны приблизительно 10 мкм. Для обнаружения этого сигнала требуется преобразователь, который преобразует инфракрасный сигнал в электрический выходной сигнал.

 

Активные инфракрасные (ИК) датчики движения работают вместе с источником излучения. Они способны ощущать сбои в получаемом излучении, обычно вызванные теплом тела злоумышленника. Таким образом, чтобы обнаружить нарушителя, он должен пройти через поле, создаваемое источником излучения. Однако они не очень распространены.

 

Для обнаружения «кто-то движется во дворе» или «кто-то проходит через дверной проем», пассивный инфракрасный (PIR) датчик обычно является предпочтительным датчиком. Существует простое электронное устройство, чувствительное к «теплу» или, скорее, к инфракрасному свету, излучаемому теплыми или горячими объектами (например, людьми). Пассивные инфракрасные (PIR) датчики движения также работают по тому же общему принципу, что и активные инфракрасные датчики движения, но для них не требуется источник излучения. Вместо этого они способны ощущать изменения в окружающем инфракрасном излучении. Детекторы PIR являются наиболее широко используемым типом датчиков движения.

Пассивные инфракрасные датчики (PIR) реагируют на инфракрасную тепловую энергию, излучаемую людьми. Датчики PIR являются пассивными устройствами в том смысле, что они обнаруживают только излучение; они его не излучают. Они спроектированы так, чтобы быть максимально чувствительными к объектам, которые излучают тепловую энергию на длине волны около 10 микрон (пиковая длина волны тепловой энергии, излучаемой людьми). Датчики PIR — это устройства строго прямой видимости. Они не могут «видеть» за углами, и человек не будет обнаружен, если между человеком и детектором есть препятствие, например, перегородка.

«Логика» ИК-датчика заключается в том, что он должен обнаруживать «существенное изменение» нормального уровня тепла в «поле» своего обзора. Схемы, управляющие им, должны уметь определять, что такое «нормальное», а затем замыкать переключатель при изменении нормального поля, например, когда перед ним проходит человек. Он также должен быть в состоянии «терпеть» медленные изменения в поле и помнить об этом как о новой «нормальности». Постепенные изменения, такие как изменение солнечного света в течение дня, не должны вызывать ложную тревогу.

 

ПИК-детекторы обнаруживают внезапные и незначительные изменения температуры в зоне обнаружения; таким образом, когда злоумышленник пересекает любую зону или входит в нее, результирующее изменение инфракрасной энергии обнаруживается для сообщения о тревоге. Наилучшее покрытие достигается, если монтаж выбран таким образом, чтобы вероятное направление движения злоумышленника проходило поперек рисунка.

 

Датчики PIR используют пироэлектрический преобразователь для обнаружения инфракрасного излучения. Устройство преобразует энергию ИК-излучения в сигнал напряжения. Пироэлектрический датчик изготовлен из керамического материала, который создает поверхностный заряд при воздействии инфракрасного излучения. По мере изменения количества радиации меняется и заряд. Выходное напряжение зависит от количества инфракрасного излучения (ИК), воспринимаемого на входе. Поскольку датчик чувствителен к широкому диапазону излучения, обычно используется окно фильтра, чтобы ограничить входящее излучение и оптимизировать обнаружение человека. Также, чтобы детектор не был чувствителен к вибрации, радиопомехам, солнечному свету и другим фоновым сигналам, используются два чувствительных элемента в дифференциальном режиме, в результате чего любой сигнал, общий для обоих элементов, подавляется.

Многогранная линза Френеля окружает преобразователь, задерживая проходящий через нее свет и фокусируя тепловую энергию на детекторе. Линза Френеля обеспечивает конус зрения. Этот конус зрения имеет «мертвые» зоны (области, где детектор не увидит движение), но они рассредоточены по всему полю зрения. Таким образом, линза просматривает область множеством узких и дискретных лучей или конусов. Но эти мертвые зоны не создают проблем с обнаружением. Злоумышленнику будет очень сложно передвигаться в поле зрения детекторов и не соприкасаться с активными областями.

 

Рис. 3: Схема, показывающая обнаружение движения в активных инфракрасных детекторах движения

Эти линзы могут быть чувствительными в горизонтальном или вертикальном направлении; большинство из них горизонтально чувствительны. Это означает, что линза будет более чувствительна к движению тела по горизонтали в поле зрения. Большинство пассивных инфракрасных датчиков с меньшей вероятностью обнаружат тело, которое движется В СТОРОНУ датчика, поэтому датчики пассивного инфракрасного излучения следует располагать так, чтобы наиболее вероятное движение в их поле зрения было горизонтальным по отношению к «нормальному» положению сенсорного блока. Это следует учитывать при установке этих датчиков.

Рис. 4: Диаграмма, иллюстрирующая точное позиционирование PIR

Также следует следить за тем, чтобы PIR-датчики не были направлены на поверхности, которые периодически нагреваются.

Ультразвуковые датчики обнаружения движения

2. Датчики ультразвукового обнаружения движения

Эти датчики используют два разных принципа:

a) Время полета

Этот тип Детекторов движения использует электростатическое трансдукт, который а также а также акты. и динамик и микрофон. Преобразователь передает серию ультразвуковых импульсов. Ультразвуковые импульсы отражаются от объекта и возвращаются к датчику. Датчик измеряет время между нарастающим фронтом триггера и нарастающим фронтом эхо-сигнала. Он использует это время и скорость звука для расчета расстояния до объекта.

 

b)        Основанный на доплеровском методе

В своей простейшей форме доплеровская теория утверждает, что когда звук, свет или даже радиоволны отражаются обратно движущимся объектом, частота этих волн будет отличаться от частоты, когда объект неподвижен. По мере удаления объекта частота уменьшается, а если объект движется к вам, частота увеличивается. Это изменение частоты происходит из-за того, что волны либо растягиваются, либо сжимаются, когда они покидают движущийся объект. Сжатие волн ближе приведет к увеличению воспринимаемой частоты, в то время как растяжение волн приведет к тому, что частота будет казаться ниже.

 

Основные принципы работы датчиков Принцип работы этих датчиков показан на рис.  

Рис. 5: А Рисунок, показывающий основной принцип работы датчика доплеровского типа

Ультразвуковой передатчик непрерывно излучает ультразвуковые волны в пространство, окружающее датчик. Эти волны отражаются от различных объектов и достигают ультразвукового приемника. Существует постоянная интерференционная фигура, если в месте размещения нет движущихся объектов.

 

Ультразвуковые датчики движения работают, отслеживая изменения частоты звука. Ультразвуковые датчики активируют кристалл кварца, который излучает ультразвуковые волны по всему пространству. Этот сигнал создает картину стоячей волны в комнате или зоне, в которой он установлен.

Рис. 6. Репрезентативное изображение ультразвуковых детекторов движения

Затем устройство определяет частоту отраженных волн. Стоячая волна возмущается движением, поэтому, если есть движение, частота отраженных волн немного сместится (эффект Доплера). Любой движущийся объект изменяет уровень и фазу отраженного сигнала, что меняет суммарный уровень принимаемого сигнала. Некоторые датчики выполняют анализ амплитуды отраженного сигнала, в то время как другие выполняют частотный анализ отраженного сигнала. Спектр отраженного сигнала имитирует эффект Доплера.

Ультразвуковые датчики работают на частотах, превышающих человеческую чувствительность (20 кГц). Типичные рабочие частоты составляют 25, 30 и 40 кГц. Ультразвуковые волны непрерывно покрывают всю площадь — в схеме покрытия нет слепых зон или пробелов. По этой причине ультразвуковые датчики несколько более чувствительны к движению. Например, движение руки может быть обнаружено на расстоянии около 25 футов, рука и туловище обнаруживаются на расстоянии до 30 футов, а движение всего тела может обнаруживаться на расстоянии более 40 футов, хотя эти диапазоны значительно различаются для разных продуктов.

Частотные составляющие вектора скорости движущегося объекта имеют составляющую в направлении распространения ультразвукового излучения. Поскольку ультразвуковые волны отражаются от окон, стен, мебели и т. д., датчик может обнаруживать движения объекта в любом направлении. Для реализации этого принципа датчик должен выполнять выборку и обработку смещения частоты эффекта Доплера для обнаружения движущихся объектов.

Обнаружение шагов на основе

3.        Обнаружение движения на основе обнаружения шагов

Идущие люди генерируют уникальные акустические и доплеровские сигнатуры шагов, которые можно использовать для обнаружения и распознавания людей, чтобы отличать их от других движущихся объектов. Акустические сигнатуры шагов имеют широкополосную частотную характеристику от нескольких герц до ультразвуковых частот и генерируют вибрации и звук при взаимодействии стопы и опорной поверхности.

Существует два характерных частотных диапазона вибрационных и звуковых откликов следов шагов. Первая полоса частот создается силой, перпендикулярной опорной поверхности, и сосредоточена в низкочастотном диапазоне ниже 500 Гц. Вторая полоса частот создается тангенциальной (трением) силой и находится в области высоких частот, выше 1 кГц вплоть до ультразвуковых частот. Эти частоты могут быть измерены и проанализированы с целью обнаружения человека.

Еще один метод обнаружения движения человека с помощью распознавания шагов — непосредственное измерение вибраций. Ходьба/бег создает вибрации на поверхности, где происходит движение. Для измерения этих ускорений можно использовать акселерометры. Анализ этих ускорений может быть выполнен для обнаружения движения. Нажмите, чтобы узнать больше о том, что такое акселерометр.

Микроволновые датчики движения

4.         Микроволновые датчики движения

Микроволновые датчики движения используют принцип непрерывного излучения радара (CW) для обнаружения движения. Подобно ультразвуковым детекторам движения на основе доплера, эти детекторы используют передатчик для излучения частот, но в микроволновом диапазоне. Сигналы отражаются от объектов в окрестностях. Затем детектор может отслеживать возмущения на этих частотах.

Микроволновая энергия вырабатывается микроволновыми генераторами и излучается антенными системами направленно или равномерно во всех направлениях в зависимости от конкретных требований применения. Излучаемая энергия наполняет окружающее пространство микроволновой энергией. Любое движение в этой области создает эффект Доплера; отраженные волны будут либо иметь более высокую частоту, если объект приближается, либо более низкую, если он удаляется. Детекторы не заботятся о направлениях, их волнуют изменения частоты.

Эти сенсорные системы могут быть моностатическими, в которых излучатель и приемник находятся в одном блоке, или бистатическими, в которых излучатель и приемник размещены в отдельных блоках. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки для пользователя. Моностатические датчики имеют ограниченный радиус действия по сравнению с бистатическими датчиками. Бистатические датчики также более склонны к ложным срабатываниям.

 

Рис. 7: A Рисунок, показывающий диапазон действия моностатического датчика и бистатического датчика

Микроволновые лучи могут проникать через стены и, следовательно, позволяют обнаруживать движение за стенами. Поскольку датчики чрезвычайно чувствительны к движению, они также подвержены другим ложным срабатываниям. Предметы, развевающиеся на ветру, могут вызвать срабатывание сигнализации. Даже флуоресцентное освещение, испускающее обнаруживаемые световые частицы, может вызвать ложную тревогу. Хотя микроволновые лучи могут проникать через большинство типов поверхностей, металл не входит в их число. Следовательно, датчик может обнаруживать движение там, где обнаружение нежелательно, и не обнаруживать движение там, где оно желательно.

Эти детекторы более чувствительны, чем ИК-детекторы, и обычно стоят дороже.

Микроволновые инфракрасные извещатели движения

5.         Комбинированные микроволновые инфракрасные извещатели движения

Чтобы снизить вероятность ложных срабатываний, пассивные инфракрасные датчики все чаще объединяются с микроволновым доплеровским детектором для формирования детектора движения с двойной технологией. Детекторы на основе микроволнового излучения наиболее чувствительны к целям, движущимся к детектору, и менее чувствительны к целям, медленно движущимся по его полю зрения, тогда как ИК-детекторы чувствительны только к целям, движущимся по его полю зрения. Комбинируя две системы, можно сделать извещатель очень трудным для обхода, менее подверженным ложным срабатываниям. Эти два типа датчиков дополняют друг друга одним, более чувствительным в той области, где другой менее чувствителен.

Различные системы обнаружения движения

РАЗЛИЧНЫЕ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ

Различные типы сенсорных систем, а именно инфракрасные, микроволновые и ультразвуковые устройства, используются для обнаружения движения людей или объектов; у каждого есть свои плюсы и минусы, чувствительность и диапазон являются важными параметрами.

Поскольку микроволны могут проходить через диэлектрические материалы, микроволновые датчики эффективны в больших квартирах/зданиях. Но эти датчики относительно дороги, а их излучение вредно для живых организмов.

Инфракрасные датчики отличаются высокой чувствительностью, низкой стоимостью и получили широкое распространение. Но эти датчики могут генерировать ложные сигналы тревоги, если работают системы отопления или скорость изменения температуры превышает некоторый пороговый уровень.

Ультразвуковые датчики обнаружения движения характеризуются малым энергопотреблением, более высокой стоимостью (по сравнению с ИК-детекторами) и высокой чувствительностью, а также обеспечивают большую зону покрытия, чем ИК-детекторы. Однако повышенная чувствительность означает, что ультразвуковые датчики более подвержены ложным срабатываниям из-за любого движения в пространстве.

Обработка ложных срабатываний является проблемой для всех этих детекторов движения. ПИК-детекторы используют два элемента в дифференциальном режиме для устранения нежелательных движений воздуха, вибраций и т. д. Кроме того, для ограничения ИК-излучения используются фильтры. Ультразвуковые и микроволновые детекторы регулируют усиление приемника, чтобы снизить чувствительность к ложным эхосигналам. Для снижения чувствительности к доплеровскому сдвигу, создаваемому подвижными частями кондиционеров и т.п., используются фильтры, ограничивающие частотный диапазон до срабатывания без ложных тревог. Однако, несмотря на все эти меры предосторожности, полностью избежать ложных срабатываний не удается. Для повышения производительности без ложных срабатываний решением являются детекторы с двойной технологией. Хотя одиночные системы обнаружения могут обнаруживать движения, которых нет, любое движение не остается незамеченным этими датчиками. Следовательно, случайные ложные срабатывания не представляют серьезной опасности, и поэтому они используются с их ограничениями.

 

ТИПИЧНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ

Датчик движения используется в ряде приложений, а именно.

• Система автоматического освещения

• Датчики занятости

• Система оповещения транспортных средств

• Умные прожекторы

• Бзорв тревога

и многие другие.