Все о датчиках движения
Электронные датчики движения содержат оптический, микроволновый или акустический датчик и часто передатчик для освещения. Электроника интерпретирует изменения в визуальном, микроволновом или акустическом поле вблизи устройства, используя одну из технологий, описанных в этой статье.
Большинство менее дорогих датчиков движения могут обнаруживать на расстоянии не менее 4,5 м. Специализированные системы, конечно, стоят дороже, но имеют гораздо больший радиус действия.
Детекторы движения широко используются в коммерческих целях. Одной из распространенных форм является активация автоматических открывателей дверей на предприятиях и в общественных зданиях. Датчики движения также широко используются вместо датчика присутствия в таких случаях, как включение уличного освещения или внутреннего освещения на дорожках.
Датчик движения может быть одним из датчиков системы охранной сигнализации, которая используется для оповещения домовладельца, когда он обнаруживает движение возможного злоумышленника. Система также может активировать камеру безопасности для записи возможного вторжения.
Типы датчиков движения
Первый датчик движения был создан в качестве охранной сигнализации в 1950 году Сэмюэлем Банго. Он применил основы радара к ультразвуковым волнам — частоте, позволяющей заметить огонь или грабителя, и той частоте, которую люди не могут слышать.
Датчик движения Samuel основан на «эффекте Доплера». В наше время многие типы датчиков движения работают по тому же принципу, что и детектор Сэмюэля Банго.
Активные детекторы
Активные датчики движения также известны как радарные датчики движения. Они излучают радиоволны или микроволны в комнате или другом месте, которые ударяются о близлежащие объекты и отражают их на датчик-детектор.
Когда объект перемещается в контролируемом датчиком движения пространстве, в это время датчик ищет частотный сдвиг в возвращающейся волне, что указывало бы на то, что волна ударила по движущемуся объекту.
Датчик движения может распознавать эти изменения, а затем посылает электрический сигнал в систему сигнализации, свет или другие типы устройств, которыми он управляет.
Активные датчики в основном используются для автоматических дверей в торговых зданиях и подобных приложениях, но их также можно найти в системах домашней безопасности и системах внутреннего освещения.
Они не подходят для наружного освещения, так как движение случайных объектов, таких как более мелкие животные и более крупные насекомые, может быть обнаружено активным датчиком, и сработает молния.
Пассивные инфракрасные датчики
Пассивные инфракрасные датчики (PIR) определяют температуру кожи человека. Они излучают излучение черного тела в среднем инфракрасном диапазоне, которое контрастирует с фоновыми объектами при комнатной температуре.
Они называются пассивными, потому что датчик не излучает энергию. Они обнаруживают объекты, людей или животных, улавливая их инфракрасное излучение.
Микроволновые датчики
Микроволновые датчики обнаруживают движение с помощью доплеровского радара и похожи на радарный датчик скорости. Они излучают непрерывную волну микроволнового излучения, а фазовые сдвиги в отраженных микроволнах из-за движения объекта к приемнику (или от него) приводят к гетеродинному сигналу на низкой звуковой частоте.
Ультразвуковые датчики
Ультразвуковой преобразователь излучает ультразвуковую волну, звук на частоте выше, чем может слышать человеческое ухо, и принимает эхо от близлежащих объектов. Как и в случае с доплеровским радаром, гетеродинное обнаружение принятого поля показывает движение.
Одним из потенциальных недостатков ультразвуковых датчиков является то, что датчик может реагировать на движение в областях, где покрытие нежелательно, например, из-за отражения звуковых волн за углами.
Такой расширенный охват хорошо работает для управления освещением, где идея заключается в обнаружении любого человека в определенной области. Но для таких случаев, как открытие автоматической двери, желателен более ограниченный датчик.
Томографический детектор движения
Томографические детекторы движения обнаруживают помехи в радиоволнах, когда они проходят от узла к узлу ячеистой сети. Они могут полностью обнаруживать движение на больших площадях, потому что могут ощущать сквозь стены и другие препятствия.
Радиоволны находятся на частотах, которые проникают через большинство стен и идентифицируются в нескольких местах, а не только в месте расположения передатчика.
Программное обеспечение для видеокамеры
С распространением недорогих цифровых камер, способных снимать видео, выходные данные таких камер можно использовать для обнаружения движения в поле зрения датчика с помощью нового программного обеспечения.
Этот тип датчика особенно полезен, когда целью является запись видео при срабатывании детектора движения, поскольку для этого не требуется никаких аппаратных средств, кроме камеры и компьютера. Поскольку наблюдаемое поле освещено нормально, это еще один пример пассивного датчика.
Однако программное обеспечение видеокамеры также можно использовать с ближним инфракрасным излучением для обнаружения движения в темноте, то есть с освещением с длиной волны, неразличимой человеческим глазом. Это больше не будет считаться пассивным датчиком.
Детекторы жестов
Детекторы жестов используют фотодетекторы и элементы инфракрасного освещения с цифровыми экранами для обнаружения движений рук и жестов. Алгоритмы машинного обучения используют видеозаписи для распознавания движений человека.
Двойные датчики движения
Многие современные датчики движения используют комбинации различных технологий. Сочетание нескольких технологий обнаружения в одном датчике может помочь уменьшить количество ложных срабатываний, но это делается за счет снижения вероятности обнаружения и повышения уязвимости.
Например, многие датчики с двумя технологиями объединяют в одном блоке датчик PIR и микроволновый датчик. Для обнаружения движения оба датчика должны срабатывать одновременно.
Это снижает вероятность ложного срабатывания, поскольку изменения температуры и освещения могут привести к срабатыванию ИК-датчика, но не микроволновки, или движущиеся ветки дерева могут вызвать срабатывание микроволны, но не ИК-датчика. Однако, если злоумышленник может обмануть либо ИК, либо микроволновую печь, датчик не обнаружит его.
Часто технология PIR сочетается с другой моделью для обеспечения максимальной точности и снижения энергопотребления. PIR потребляет меньше энергии, чем излучающее микроволновое обнаружение, и многие датчики откалиброваны таким образом, что при срабатывании PIR-датчика он активирует микроволновый датчик. Если последний также захватывает злоумышленника, то срабатывает тревога.
датчики движения
