Judesio jutiklių įtaisas ir veikimo principas
Judesio jutiklis (jutiklis, detektorius) yra prietaisas, kuris nekontaktiniu būdu nustato judančių objektų buvimą aptikimo zonoje. Šie jutikliai dažniausiai reaguoja ne į judėjimą, o į naujų objektų atsiradimą. Tačiau pavadinimas įstrigo ir yra plačiai naudojamas.
Naudojimo sritys
Judesio detektoriai naudojami įvairiose automatikos srityse. Kiekviena sritis turi savo pageidaujamus jutiklių tipus.
Apsaugos sistemos
Logiškiausias judesio detektorių pritaikymas yra sistemose objektų apsauga. Jutiklis gali aptikti įsibrovimą į saugomą teritoriją ar patalpas ir duoti aliarmą arba įjungti papildomus įrenginius.
Avarinio apšvietimo įjungimas
Vietose, kur nereguliariai gyvena žmonės, naudodami tokius jutiklius galite sutaupyti daug energijos. Tokios vietos apima įėjimus į gyvenamuosius ir pramoninius pastatus, sandėlius ir kitas zonas. Apšvietimą juose reikalaujama įjungti tik gyventojų ar darbuotojų viešnagės metu. Aptikęs judėjimą, jutiklis generuoja signalą, kad įjungtų apšvietimo įrenginius.
Išmaniųjų namų sistemos
„Smart Home“ detektorių sistemose galite rasti daug platesnę taikymo sritį nei paprastas apšvietimo valdymas. Gavę signalą iš jutiklio, valdyti šildymo, vėdinimo, oro kondicionavimo ir kitų inžinerinių sistemų. Veikimo režimas skiriasi priklausomai nuo žmonių buvimo kontroliuojamoje zonoje.
Judesio ir durų atidarymo jutiklis su Aliexpress (Smart Home sistema).
Jutiklių tipai ir jų veikimo technologijos
Judesio jutikliai yra sukurti remiantis skirtingais principais. Kiekvienas judesio jutiklių tipas turi savų pliusų ir minusų, nuo kurių priklauso įrenginių apimtis.
infraraudonųjų spindulių jutikliai
Labiausiai paplitę jutikliai, fiksuojantys infraraudonąją spinduliuotę. Jie priklauso pasyviems jutikliams - valdoma erdvė nėra „paryškinta“ atitinkamu signalu. Paprasčiausiu atveju jis susideda iš dviejų lęšių, fokusuojančių šviesos spinduliuotę (infraraudonoji spinduliuotė turi šviesos savybių, nors ir nematoma plika akimi) iš dviejų kontroliuojamos patalpos zonų. Lęšiai nukreipti taip, kad zonos nesikirstų. Įprastu režimu jie gauna tokio paties intensyvumo spinduliuotę.Jei vienoje iš zonų atsiranda žmogus ar kitas šiltakraujis padaras, padidėja radiacijos lygis, kurį „mato“ vienas iš jutiklių – kurio zonoje yra objektas. Palyginimo grandinė mato intensyvumo skirtumą. Pasiekus tam tikrą lygį, sugeneruojamas aliarmas.
Praktiškai dviejų zonų nepakanka patikimam triukšmui atspariam veikimui, o matymo laukas suskirstytas į daugybę posektorių, naudojant kelis objektyvus. Tiesą sakant, šis jutiklis yra buvimo jutiklis – jis fiksuos žmogaus buvimą, net jei jis nejuda. Tokio įrenginio trūkumai yra polinkis į klaidingus aliarmus dėl šiluminių trukdžių (įkaitusios oro srovės, vietinis šildymas dėl apšvietimo pokyčių ir kt.).
Ultragarsiniai detektoriai
Kaip veikia šis judesio jutiklis remiantis echolokacijos fenomenu. Siųstuvas generuoja žmonėms negirdimas garso bangas. Po kelių siuntimų detektorius persijungia į priėmimo režimą. Jei matymo lauke nėra judančių objektų, tai atspindėtas ir į jutiklį grąžintas ultragarso signalas bus tokio pat dažnio kaip ir skleidžiamas. Jeigu signalas atsispindės nuo judančio objekto, tai grąžinamo ultragarso dažnis skirsis (Doplerio efektas). Grandinė analizuoja parametrus ir, aptikus judesį, generuoja aliarmą. Toks jutiklis atsparesnis triukšmui dėl to, kad reaguoja tik į judančius objektus, nepriklausomai nuo jų pobūdžio ir temperatūros. Tačiau jis negali aptikti lėtai judančių objektų – jie nepakeis dažnio reikiamose ribose.
RF jutikliai
Šio tipo jutikliai taip pat veikia lokatoriaus principu, tik veikia radijo dažniais. Skleidžiamas signalas turi būti pakankamai aukšto dažnio, kad būtų galima aptikti mažus objektus. Doplerio efektas tokiomis sąlygomis nenaudojamas – norint gauti pakankamą poslinkį, objektai turi judėti greičiu, prilygstančiu šviesos greičiui. Todėl jutikliai fiksuoja tik intensyvumo pokyčius ir iš tikrųjų yra buvimo jutikliai. Toks detektorius veiks, kai zonoje atsiranda (arba išnyksta) signalą atspindintys objektai, nepriklausomai nuo to, ar jie juda, ar ne.
Privalumas – signalo galimybė prasiskverbti pro radijo bangomis permatomas (medines, mūrines ir kt.) sienas ir pertvaras, todėl jomis galima valdyti dideles patalpas, kuriose yra keletas kambarių. Minusas – didelė įrenginio kaina, taip pat nesugebėjimas aptikti radijo bangų neatspindinčių objektų. Kitas taikymo apribojimas yra radijo spinduliuotės poveikis gyviems organizmams. Signalo lygis turi būti sumažintas iki minimumo.
Kombinuotos sistemos
Siekiant patikimumo, viename jutiklyje galima sujungti du ar daugiau nenormalios situacijos nustatymo principų. Apsaugos sistemose infraraudonųjų spindulių jutiklis dažnai derinamas su stiklo dūžio detektoriumi arba akustine rele. Tai leidžia patikimai užfiksuoti neteisėtą patekimą į butą ir išvengti klaidingų pavojaus signalų.
Kitas variantas yra judesio jutiklio ir fotoestafetė. Tokia sistema, aptikus žmogų, įjungia šviesą įėjime, bet tik naktį.Dienos metu fotorelė išjungia detektorių, kad šviesiu paros metu nešvaistytų elektros energijos.
Populiarios yra lauko stebėjimo kameros su judesio jutikliu. Sistema įsijungia tik objektui patekus į komplekso matymo lauką. Taip pasiekiami du privalumai:
- įrašymas atliekamas tik reikiamu momentu, o tai taupo vietą atminties įrenginyje;
- įrašo peržiūra ir analizė palengvinama, nes nereikia peržiūrėti ilgų atkarpų be įvykių.
Yra ir kitų jutiklių derinimo galimybių. Šis metodas pagerina objektų aptikimo sistemų veikimą.
Daviklių pasirinkimo parametrai
Dalis judesio jutiklio charakteristikų galioja visiems įrenginiams, maitinamiems elektra. Tai yra apsaugos laipsnis, maitinimo įtampa, matmenys, tvirtinimo tipas ir kt. Tačiau yra ir specifinių parametrų, kuriuos turi tik šios kategorijos detektoriai. Svarbiausia tiksliai apibūdinti šias savybes.
Žiūrėjimo kampas
Žiūrėjimo kampas priklauso nuo jutiklio konstrukcijos. Lubų jutikliai turi 360 laipsnių diagramą ir „mato“ visą kambarį.
Sieninių jutiklių schema dėl konstrukcijos turi mažesnį atidarymo kampą - nuo 120 iki 180 laipsnių.
Tiesiai po jutikliu yra nematomumo zona. Užpuolikas gali prilįsti prie jutiklio ir jį sugadinti, todėl aptikimo sistema neveikia. Norint to išvengti, reikia rinktis jutiklį su papildomu matymo lauku – nuo sėlimo ar antivandalinio.
Aptikimo diapazonas
Diapazonas priklauso nuo jutiklio konstrukcijos. Tačiau turime atsiminti, kad atstumas, kuriuo jutiklis gali aptikti judantį objektą, priklauso nuo judėjimo krypties. Dauguma jutiklių turi didžiausią jautrumą, jei judėjimas yra nukreiptas tangentiškai į apskritimą, kurio centre yra jutiklis (statmenas atstumas). Mažiausias – jei objektas juda detektoriaus kryptimi (priekinis arba radialinis atstumas). Pirmuoju atveju diapazonas bus didesnis. Ultragarsinių prietaisų atveju situacija yra visiškai priešinga. Taip yra dėl skirtingo Doplerio efekto pasireiškimo skirtingomis judėjimo kryptimis laipsnio. Gamintojai ne visada nurodo šį skirtumą specifikacijose, ypač nebrangių įrenginių atveju. Specifikacijoje galite rasti vieną figūrą - ir tai priklauso nuo gamintojo sąžinės.
| Prietaiso tipas | Veikimo principas | Deklaruojamas diapazonas, m |
| DD-024-W | Infraraudonųjų spindulių | 6 |
| Steinel US 360 COM2 | Ultragarsinis | 10 radialine kryptimi |
| MW32S juodas | Mikrobangų krosnelė | 6 |
| MW03 | Mikrobangų krosnelė | 8 |
| IEK DD 008 | Infraraudonųjų spindulių | 12 |
Naudojimo vieta
Vietą, kur galima naudoti įrangą, daugiausia lemia apsaugos laipsnis. Patalpų IP gali būti minimalus. Lauko detektoriai turi būti apsaugoti nuo dulkių ir vandens. Taip pat paraiškos vietos pasirinkimas gali turėti įtakos tvirtinimo būdui.
Vaizdo įrašo apžvalga: judesio jutiklio Finder vidinė struktūra ir paskirtis.
Papildomos funkcijos
Siekiant pagerinti sistemos veikimą, padidinti jos efektyvumą ir pašalinti klaidingus pavojaus signalus, jutikliai gali turėti papildomų funkcijų.Jau minėjome fotorelę, leidžiančią išjungti sistemą šviesiu paros metu, taip pat papildomą jutiklį šliaužiančiai zonai. Tačiau šiame sąraše papildomos galimybės neišsemiamos.
Šviesos uždelsimas
Jutikliai su šviesos rele gali atlikti naudingą funkciją. Judančiam objektui dingus iš regėjimo lauko, apšvietimas išjungiamas ne iš karto, o po kelių dešimčių sekundžių uždelsimo. Menkas elektros energijos perteklius atsiperka patogumu – žmogus gali palikti detektoriaus aprėpties zoną, bet ne visiškai išeiti iš kontroliuojamos zonos. Su šia funkcija jis tai padarys ne tamsoje.
Gyvūnų apsauga
Dažnai neleistiną jutiklių veikimą sukelia smulkūs gyvūnai. Kai jie atsiranda, nereikia įjungti apšvietimo, kaip ir apsauginių reakcija. Todėl kai kurie jutikliai iš prigimties yra nejautrūs mažų judančių objektų išvaizdai. Infraraudonųjų spindulių jutikliuose ši funkcija įgyvendinama apribojant minimalų šiluminės dėmės dydį.
Svarbu! Jei mažas gyvūnas juda arti jutiklio, šiluminės dėmės kampinio dydžio gali pakakti klaidingam pavojaus signalui. Todėl prieiga prie zonos, esančios šalia jutiklio įrengimo vietos, turėtų būti apribota.
autonomija
Jei kyla problemų dėl jutiklių maitinimo iš buitinio maitinimo šaltinio, atskiri įrenginiai gali būti geras pasirinkimas. Energetinę nepriklausomybę užtikrina įprasti akumuliatoriai. Daugelis prietaisų iš vieno galvaninio elemento veikia kelis mėnesius.Šiuo atveju prasminga pasirinkti jutiklius su belaidžiu signalo perdavimu - norint visiškai atsikratyti kabelių.
Judesio detektoriai yra universalūs įrenginiai. Jie gali būti naudojami kuriant įvairias apsaugos, įspėjimo ir reguliavimo sistemas. Galima naudoti ir nestandartinius įrenginius – viską riboja tik vaizduotė ir inžinerinis išradingumas.
