המכשיר ועיקרון הפעולה של חיישני תנועה

חיישן תנועה (חיישן, גלאי) הוא מכשיר שמזהה ללא מגע נוכחות של עצמים נעים באזור הזיהוי. חיישנים אלו, לרוב, אינם מגיבים לתנועה, אלא להופעה של עצמים חדשים. אבל השם דבק ונמצא בשימוש נרחב.

תחומי שימוש

גלאי תנועה משמשים בתחומים שונים של אוטומציה. לכל אזור יש סוגי חיישנים מועדפים משלו.

מערכות אבטחה

היישום ההגיוני ביותר של גלאי תנועה הוא במערכות הגנה על חפצים. החיישן יכול לזהות חדירה לאזור מוגן או לחצרים ולתת אזעקה או להפעיל מכשירים נוספים.

לעתים קרובות זרקור עם חיישן תנועה ממוקם מעל מצלמת המעקב.

הדלקת תאורת חירום

במקומות עם שהייה לא סדירה של אנשים, באמצעות חיישנים כאלה, אתה יכול להשיג חיסכון משמעותי באנרגיה. מקומות כאלה כוללים כניסות של מבני מגורים ומבני תעשייה, מחסנים ואזורים אחרים. יש צורך להדליק את האור בהם רק למשך השהות של דיירים או צוות. לאחר זיהוי תנועה, החיישן מייצר אות להפעלת התקני התאורה.

מערכות בית חכם

במערכות בית חכם לגלאים ניתן למצוא היקף הרבה יותר רחב משליטה פשוטה בתאורה. על אות מהחיישן, לשלוט חימום, אוורור, מיזוג אוויר ומערכות הנדסיות אחרות. אופן הפעולה משתנה בהתאם לנוכחות האנשים באזור הנשלט.

חיישן תנועה ופתיחת דלת עם Aliexpress (מערכת Smart Home).

סוגי חיישנים וטכנולוגיות להפעלתם

חיישני תנועה בנויים על עקרונות שונים. לכל סוג של חיישני תנועה יש יתרונות וחסרונות משלו, הקובעים את היקף המכשירים.

חיישני אינפרא אדום

החיישנים הנפוצים ביותר הלוכדים קרינה אינפרא אדומה. הם שייכים לחיישנים פסיביים - המרחב הנשלט אינו "מודגש" על ידי האות המתאים. במקרה הפשוט ביותר, היא מורכבת משתי עדשות הממקדות את קרינת האור (לקרינת אינפרא אדומה יש תכונות של אור, למרות שהיא בלתי נראית לעין בלתי מזוינת) משני אזורים של החדר הנשלט. העדשות מכוונות כך שהאזורים לא יצטלבו. במצב רגיל הם קולטים קרינה באותה עוצמה.אם מופיע אדם או יצור אחר עם דם חם באחד האזורים, עולה רמת הקרינה, אותה "רואים" אחד החיישנים - שבאזורו נמצא העצם. מעגל ההשוואה רואה את ההבדל בעוצמה. כאשר מגיעים לרמה מסוימת, נוצרת אזעקה.

תמונה של אדם באזור ה-IR של הספקטרום.

בפועל, שני אזורים אינם מספיקים לפעולת רעש-חסינות אמינה, ושדה הראייה מחולק למספר רב של תת-מגזרים באמצעות מספר עדשות. למעשה, חיישן זה הוא חיישן נוכחות – הוא יתעד את נוכחותו של אדם, גם אם הוא ללא תנועה. החסרונות של מכשיר כזה הם הנטייה לאזעקות שווא עקב הפרעות תרמיות (סילוני אוויר מחוממים, חימום מקומי עקב שינויים בתאורה וכו').

גלאים אולטראסוניים

איך חיישן התנועה הזה עובד מבוסס על תופעת ההד. המשדר מייצר גלי קול שאינם נשמעים לבני אדם. לאחר סדרה של שידורים, הגלאי עובר למצב קבלה. אם אין עצמים נעים בשדה הראייה, אזי האות האולטראסוני המשתקף ומוחזר לחיישן יהיה בעל תדר זהה לזה הנפלט. אם האות משתקף מעצם נע, אזי תדירות האולטרסאונד המוחזר תהיה שונה (אפקט דופלר). המעגל מנתח את הפרמטרים, וכאשר מתגלה תנועה, יוצר אזעקה. חיישן כזה עמיד יותר בפני רעשים בשל העובדה שהוא מגיב רק לאובייקטים נעים, ללא קשר לאופי ולטמפרטורה שלהם. אבל הוא אינו מסוגל לזהות עצמים הנעים באיטיות - הם לא יעבירו את התדירות בגבולות הנדרשים.

המחשה של אפקט הדופלר היא שינוי בתדירות כאשר חפץ נע.

חיישני RF

חיישן מסוג זה פועל גם על עיקרון של איתור, רק שהוא פועל בתדרי רדיו. האות הנפלט חייב להיות בעל תדר גבוה מספיק כדי לזהות עצמים קטנים. אפקט הדופלר אינו משמש בתנאים כאלה - על מנת להשיג תזוזה מספקת, עצמים חייבים לנוע במהירות השווה למהירות האור. לכן, החיישנים קולטים רק את השינוי בעוצמה והם גם, למעשה, חיישני נוכחות. גלאי כזה יפעל כאשר חפצים המשקפים את האות מופיעים (או נעלמים) באזור, ללא קשר אם הם נעים או לא.

היתרון הוא ביכולתו של האות לחדור לקירות ומחיצות שקופות רדיו (עץ, לבנים וכו'), כך שניתן לשלוט בהם על חדרים גדולים עם מספר חדרים. החיסרון הוא העלות הגבוהה של המכשיר, כמו גם חוסר היכולת לזהות עצמים שאינם מחזירים גלי רדיו. מגבלה נוספת ליישום היא ההשפעה של פליטת רדיו על אורגניזמים חיים. יש למזער את רמת האות.

גלאי מיקרוגל REXANT DDPM 02.

מערכות משולבות

לצורך אמינות, ניתן לשלב שני עקרונות או יותר לזיהוי מצב חריג בחיישן אחד. במערכות אבטחה, חיישן אינפרא אדום משולב לרוב עם גלאי שבירת זכוכית או ממסר אקוסטי. זה מאפשר לך להקליט באופן אמין כניסה לא מורשית לדירה ולהימנע מאזעקות שווא.

אפשרות נוספת היא שילוב של חיישן תנועה ו ממסר צילום. מערכת כזו, כאשר מזהים אדם, מדליקה את האור בכניסה, אך רק בלילה.במהלך היום ממסר הצילום מכבה את הגלאי כדי לא לבזבז חשמל בשעות היום.

מצלמות מעקב חיצוניות עם חיישן זיהוי תנועה הן פופולריות. המערכת מופעלת רק כאשר חפץ נכנס לשדה הראייה של המתחם. זה משיג שני יתרונות:

• ההקלטה מתבצעת רק ברגעים הנכונים, מה שחוסך מקום במכשיר האחסון;
• צפייה וניתוח של הרשומה מקלים בשל היעדר הצורך לצפות בקטעים ארוכים ללא אירועים.

ישנן אפשרויות נוספות לשילוב חיישנים. גישה זו משפרת את תפקודן של מערכות זיהוי אובייקטים.

קרא גם

תוכנית חיבור חיישן התנועה לזרקור LED

 

פרמטרים לבחירת חיישנים

חלק מהמאפיינים של חיישן התנועה חל על כל מכשיר המופעל באמצעות חשמל. זוהי מידת ההגנה, מתח אספקה, מידות, סוג ההידוק וכו'. אבל יש גם פרמטרים ספציפיים שיש רק לקטגוריה זו של גלאים. הכי חשוב לתאר בדיוק את המאפיינים האלה.

זווית צפייה

זווית הצפייה תלויה בעיצוב החיישן. חיישני תקרה בעלי תרשים של 360 מעלות ו"רואים" את כל החדר.

שדה ראייה של חיישן תקרה.

לתרשים של חיישני קיר, בשל העיצוב, יש זווית פתיחה קטנה יותר - מ 120 עד 180 מעלות.

שדה ראייה של גלאי הקיר.

ממש מתחת לחיישן נמצא אזור של אי-נראות. תוקף עלול להתגנב לחיישן ולפגוע בו, ולגרום למערכת הזיהוי לא לפעול. כדי להימנע מכך, עליך לבחור חיישן בעל שדה ראיה נוסף - אנטי-התגנבות או אנטי-ונדל.

טווח זיהוי

הטווח תלוי בעיצוב החיישן. אבל עלינו לזכור שהמרחק שבו החיישן יכול לזהות עצם נע תלוי בכיוון התנועה. לרוב החיישנים יש את הרגישות הגבוהה ביותר אם התנועה מכוונת באופן משיק למעגל שבמרכזו נמצא החיישן (מרחק בניצב). הקטן ביותר - אם האובייקט נע לכיוון הגלאי (מרחק חזיתי או רדיאלי). במקרה הראשון, הטווח יהיה גדול יותר. לגבי מכשירים אולטראסוניים, המצב הוא בדיוק הפוך. זה נובע ממידת הביטוי השונה של אפקט הדופלר בכיווני תנועה שונים. היצרנים לא תמיד מציינים את ההבדל הזה במפרטים, במיוחד עבור מכשירים זולים. במפרט ניתן למצוא דמות אחת - והיא על מצפונו של היצרן.

כיוון תנועה שונה של האובייקט.

מקום השימוש

המקום בו ניתן להשתמש בציוד נקבע בעיקר לפי מידת ההגנה. IP בתוך הבית יכול להיות מינימלי. יש להגן על גלאים חיצוניים מפני אבק ומים. כמו כן, בחירת מקום היישום יכולה להיות מושפעת משיטת ההצמדה.

סקירת וידאו: המבנה הפנימי והמטרה של חיישן התנועה Finder.

פונקציות נוספות

כדי לשפר את ביצועי המערכת, להגביר את יעילותה ולמנוע אזעקות שווא, לחיישנים עשויים להיות פונקציות נוספות.כבר הזכרנו ממסר צילום המאפשר לנטרל את המערכת בשעות היום, וכן חיישן נוסף לאזור הזחילה. אבל רשימה זו אינה ממצה אפשרויות עזר.

עיכוב כיבוי אור

לחיישנים המצוידים בממסר אור עשויה להיות פונקציה שימושית. כאשר חפץ נע נעלם משדה הראייה, התאורה לא נכבית מיד, אלא לאחר עיכוב של כמה עשרות שניות. הוצאת היתר הדלה של חשמל משתלמת בנוחות - אדם יכול לעזוב את אזור הכיסוי של הגלאי, אבל לא לצאת לגמרי מהאזור הנשלט. עם פונקציה זו, הוא יעשה זאת לא בחושך.

הגנת בעלי חיים

לעתים קרובות, פעולה לא מורשית של חיישנים נגרמת על ידי בעלי חיים קטנים. כשהם מופיעים, הדלקת התאורה מיותרת וכך גם תגובת השומרים. לכן, חיישנים מסוימים אינם רגישים מטבעם למראה של עצמים קטנים נעים. בחיישני אינפרא אדום, פונקציה זו מיושמת בצורה של הגבלה על הגודל המינימלי של הנקודה התרמית.

השוואה של נקודה תרמית מאדם וחיה באזור הרחוק.

חָשׁוּב! אם חיה קטנה נעה בסמיכות לחיישן, הגודל הזוויתי של הנקודה התרמית עשוי להספיק לאזעקת שווא. לכן, יש להגביל את הגישה לאזור הסמוך לאתר ההתקנה של החיישן.

אוטונומיה

אם יש בעיות בהפעלת החיישנים מאספקת החשמל הביתית, מכשירים עצמאיים יכולים להיות בחירה טובה. עצמאות אנרגטית מסופקת על ידי סוללות קונבנציונליות. מכשירים רבים מתא גלווני אחד עובדים במשך מספר חודשים.במקרה זה, הגיוני לבחור חיישנים עם שידור אות אלחוטי - כדי להיפטר לחלוטין מכבלים.

חיישן עצמאי אלחוטי Motion Sense 02.

גלאי תנועה הם מכשירים אוניברסליים. ניתן להשתמש בהם לבניית מערכות שונות של הגנה, אזהרה וויסות. אפשר גם להשתמש במכשירים לא סטנדרטיים - הכל מוגבל רק על ידי דמיון וכושר המצאה הנדסי.