Il dispositivo e il principio di funzionamento dei sensori di movimento

Un sensore di movimento (sensore, rilevatore) è un dispositivo che rileva senza contatto la presenza di oggetti in movimento nella zona di rilevamento. Questi sensori, per la maggior parte, non rispondono al movimento, ma alla comparsa di nuovi oggetti. Ma il nome è rimasto ed è ampiamente utilizzato.

Aree di utilizzo

I rilevatori di movimento sono utilizzati in vari settori dell'automazione. Ogni area ha i propri tipi di sensori preferiti.

Sistemi di sicurezza

L'applicazione più logica dei rilevatori di movimento è nei sistemi protezione degli oggetti. Il sensore è in grado di rilevare l'intrusione in un'area o locali protetti e inviare un allarme o attivare dispositivi aggiuntivi.

Spesso un riflettore con un sensore di movimento è posizionato sopra la telecamera di sorveglianza.

Accensione dell'illuminazione di emergenza

In luoghi con permanenza irregolare delle persone, utilizzando tali sensori, è possibile ottenere notevoli risparmi energetici. Tali luoghi includono ingressi di edifici residenziali e industriali, magazzini e altre aree. La luce al loro interno deve essere accesa solo per la durata del soggiorno dei residenti o del personale. Dopo aver rilevato il movimento, il sensore genera un segnale per attivare i dispositivi di illuminazione.

Sistemi domestici intelligenti

Nei sistemi Smart Home per rilevatori, puoi trovare una portata molto più ampia del semplice controllo dell'illuminazione. Su un segnale dal sensore, governare riscaldamento, ventilazione, aria condizionata e altri sistemi di ingegneria. La modalità di funzionamento varia a seconda della presenza di persone nell'area controllata.

Sensore di movimento e apertura porta con Aliexpress (sistema Smart Home).

Tipi di sensori e tecnologie per il loro funzionamento

I sensori di movimento si basano su principi diversi. Ogni tipo di sensore di movimento ha i suoi pro e contro, che determinano la portata dei dispositivi.

sensori a infrarossi

I sensori più comuni che catturano la radiazione infrarossa. Appartengono a sensori passivi: lo spazio controllato non è "evidenziato" dal segnale corrispondente. Nel caso più semplice, è costituito da due lenti che focalizzano la radiazione luminosa (la radiazione infrarossa ha le proprietà della luce, sebbene sia invisibile ad occhio nudo) da due zone della stanza controllata. Le lenti sono orientate in modo che le zone non si intersechino. In modalità normale, ricevono radiazioni della stessa intensità.Se una persona o un'altra creatura a sangue caldo appare in una delle zone, il livello di radiazione aumenta, che viene "visto" da uno dei sensori, nella cui zona si trova l'oggetto. Il circuito di confronto vede la differenza di intensità. Al raggiungimento di un certo livello viene generato un allarme.

Immagine di una persona nella regione IR dello spettro.

In pratica, due zone non sono sufficienti per un funzionamento affidabile e immune al rumore e il campo visivo è suddiviso in un gran numero di sottosettori che utilizzano diverse lenti. In effetti, questo sensore è un sensore di presenza: registrerà la presenza di una persona, anche se è immobile. Gli svantaggi di un tale dispositivo sono la tendenza a falsi allarmi dovuti a interferenze termiche (getti d'aria riscaldata, riscaldamento locale dovuto a variazioni di illuminazione, ecc.).

Rivelatori ad ultrasuoni

Come funziona questo sensore di movimento basato sul fenomeno dell'ecolocalizzazione. Il trasmettitore genera onde sonore che non sono udibili dall'uomo. Dopo una serie di trasmissioni, il rilevatore passa alla modalità di ricezione. Se non ci sono oggetti in movimento nel campo visivo, il segnale ultrasonico riflesso e restituito al sensore avrà la stessa frequenza di quello emesso. Se il segnale viene riflesso da un oggetto in movimento, la frequenza degli ultrasuoni restituiti sarà diversa (effetto Doppler). Il circuito analizza i parametri e, quando viene rilevato un movimento, genera un allarme. Un tale sensore è più resistente al rumore poiché reagisce solo agli oggetti in movimento, indipendentemente dalla loro natura e temperatura. Ma non è in grado di rilevare oggetti che si muovono lentamente: non sposteranno la frequenza entro i limiti richiesti.

Un'illustrazione dell'effetto Doppler è un cambiamento di frequenza quando un oggetto si muove.

Sensori RF

Questo tipo di sensore funziona anche secondo il principio di un localizzatore, funziona solo a radiofrequenze. Il segnale emesso deve avere una frequenza sufficientemente alta per rilevare piccoli oggetti. L'effetto Doppler non viene utilizzato in tali condizioni: per ottenere uno spostamento sufficiente, gli oggetti devono muoversi a una velocità paragonabile a quella della luce. Pertanto, i sensori catturano solo la variazione di intensità e sono, di fatto, anche sensori di presenza. Tale rilevatore funzionerà quando gli oggetti che riflettono il segnale compaiono (o scompaiono) nella zona, indipendentemente dal fatto che si muovano o meno.

Il vantaggio è la capacità del segnale di penetrare in pareti e tramezzi radiotrasparenti (legno, mattoni, ecc.), in modo che possano essere utilizzati per controllare grandi stanze con più stanze. Lo svantaggio è l'alto costo del dispositivo, nonché l'impossibilità di rilevare oggetti che non riflettono le onde radio. Un'altra limitazione all'applicazione è l'effetto delle emissioni radio sugli organismi viventi. Il livello del segnale deve essere ridotto al minimo.

Rivelatore a microonde REXANT DDPM 02.

Sistemi combinati

Per affidabilità, due o più principi per il rilevamento di una situazione anomala possono essere combinati in un sensore. Nei sistemi di sicurezza, un sensore a infrarossi è spesso combinato con un rilevatore di rottura vetri o un relè acustico. Ciò consente di registrare in modo affidabile l'ingresso non autorizzato nell'appartamento ed evitare falsi allarmi.

Un'altra opzione è una combinazione di un sensore di movimento e fotorelè. Un tale sistema, quando viene rilevata una persona, accende la luce all'ingresso, ma solo di notte.Durante il giorno, il fotorelè spegne il rilevatore per non sprecare elettricità durante le ore diurne.

Le telecamere di sorveglianza per esterni con sensore di rilevamento del movimento sono popolari. Il sistema si accende solo quando un oggetto entra nel campo visivo del complesso. Ciò consente di ottenere due vantaggi:

• la registrazione viene eseguita solo nei momenti giusti, risparmiando spazio sul dispositivo di archiviazione;
• la visualizzazione e l'analisi del record è facilitata dalla mancanza della necessità di visualizzare lunghe sezioni senza eventi.

Ci sono altre opzioni per combinare i sensori. Questo approccio migliora il funzionamento dei sistemi di rilevamento degli oggetti.

Leggi anche

Schema di collegamento del sensore di movimento al faretto LED

 

Parametri per la selezione dei sensori

Parte delle caratteristiche del sensore di movimento si applica a tutti i dispositivi alimentati da energia elettrica. Questo è il grado di protezione, la tensione di alimentazione, le dimensioni, il tipo di fissaggio, ecc. Ma ci sono anche parametri specifici che solo questa categoria di rivelatori possiede. È molto importante descrivere con precisione queste caratteristiche.

Angolo di visione

L'angolo di visione dipende dal design del sensore. I sensori a soffitto hanno un diagramma a 360 gradi e "vedono" l'intera stanza.

Campo visivo del sensore a soffitto.

Il diagramma dei sensori a parete, a causa del design, ha un angolo di apertura più piccolo, da 120 a 180 gradi.

Campo visivo del rilevatore da parete.

Direttamente sotto il sensore c'è una zona di invisibilità. Un malintenzionato potrebbe avvicinarsi di soppiatto al sensore e danneggiarlo, rendendo inutilizzabile il sistema di rilevamento. Per evitare ciò, è necessario scegliere un sensore con un campo visivo aggiuntivo: antifurto o antivandalo.

Campo di rilevamento

La portata dipende dal design del sensore. Ma dobbiamo ricordare che la distanza alla quale il sensore può rilevare un oggetto in movimento dipende dalla direzione del movimento. La maggior parte dei sensori ha la sensibilità più alta se il movimento è diretto tangenzialmente al cerchio al centro del quale si trova il sensore (distanza perpendicolare). Il più piccolo - se l'oggetto si muove nella direzione del rilevatore (distanza frontale o radiale). Nel primo caso, l'intervallo sarà maggiore. Per i dispositivi ad ultrasuoni, la situazione è esattamente l'opposto. Ciò è dovuto al diverso grado di manifestazione dell'effetto Doppler nelle diverse direzioni di movimento. I produttori non indicano sempre questa differenza nelle specifiche, soprattutto per i dispositivi economici. Nelle specifiche puoi trovare una cifra - ed è sulla coscienza del produttore.

Diversa direzione di movimento dell'oggetto.

Luogo di utilizzo

Il luogo in cui l'apparecchiatura può essere utilizzata è determinato principalmente dal grado di protezione. L'IP all'interno può essere minimo. I rilevatori da esterno devono essere protetti da polvere e acqua. Inoltre, la scelta del luogo di applicazione può essere influenzata dal metodo di fissaggio.

Recensione video: la struttura interna e lo scopo del sensore di movimento Finder.

Funzioni aggiuntive

Per migliorare le prestazioni del sistema, aumentarne l'efficienza ed eliminare i falsi allarmi, i sensori possono avere funzioni aggiuntive.Abbiamo già menzionato un fotorelè che consente di disabilitare il sistema durante le ore diurne, oltre a un sensore aggiuntivo per la zona strisciante. Ma questo elenco non esaurisce le opzioni ausiliarie.

Ritardo spegnimento luce

I sensori dotati di relè luce possono avere una funzione utile. Quando un oggetto in movimento scompare dal campo visivo, l'illuminazione non si spegne immediatamente, ma dopo un ritardo di alcune decine di secondi. La scarsa spesa eccessiva di elettricità si ripaga con la comodità: una persona può lasciare l'area di copertura del rilevatore, ma non lasciare completamente l'area controllata. Con questa funzione, non lo farà al buio.

Protezione degli animali

Spesso, il funzionamento non autorizzato dei sensori è causato da piccoli animali. Quando compaiono, non è necessario accendere l'illuminazione, così come la reazione delle guardie. Pertanto, alcuni sensori sono intrinsecamente insensibili all'aspetto di piccoli oggetti in movimento. Nei sensori a infrarossi, questa funzione è implementata sotto forma di limitazione della dimensione minima dello spot termico.

Confronto di uno spot termico di un essere umano e di un animale nella zona lontana.

Importante! Se un piccolo animale si muove in prossimità del sensore, la dimensione angolare del punto termico potrebbe essere sufficiente per un falso allarme. Pertanto, l'accesso all'area adiacente al luogo di installazione del sensore dovrebbe essere limitato.

autonomia

In caso di problemi con l'alimentazione dei sensori dall'alimentazione domestica, i dispositivi autonomi possono essere una buona scelta. L'indipendenza energetica è fornita dalle batterie convenzionali. Molti dispositivi di una cella galvanica funzionano per diversi mesi.In questo caso, ha senso scegliere sensori con trasmissione del segnale wireless, per eliminare completamente i cavi.

Sensore standalone wireless Motion Sense 02.

I rilevatori di movimento sono dispositivi universali. Possono essere utilizzati per costruire vari sistemi di protezione, avviso e regolazione. È anche possibile utilizzare dispositivi non standard: tutto è limitato solo dall'immaginazione e dall'ingegnosità ingegneristica.