Датчики движения используются довольно широко в охранных комплектах для выявления посторонних присутствий, а также для автоматизации освещения и климатических систем в квартирах и офисах. Эксперты прогнозируют ежегодный рост внедрения таких сенсоров примерно на 14% вплоть до 2020 года. При этом наибольшие ускорения ожидаются в Европе и России в сферах защиты от несанкционированного доступа и домашней автоматизации. Как устроен датчик движения — расскажем об этом в сегодняшнем выпуске!
Принцип функционирования датчиков движения основан на анализе волн разных типов, поступающих из окружающей среды. В зависимости от применяемого типа волны датчики классифицируют как инфракрасные, радиоволновые, ультразвуковые и комбинированные.
Принцип работы инфракрасного датчика движения заключается в определении температуры объекта, которая отличается от фона. Тепловое излучение фокусируется специальной оптикой — линзой Френеля — и направляется на чувствительный полупроводниковый элемент — пироэлектрик. Это вызывает изменение электрического потенциала пироэлектрика, которое обрабатывается соответствующим алгоритмом и приводит к подаче тревожного сигнала. Чтобы датчик не реагировал на нагретые, но неподвижные предметы, зона чувствительности линз разделяется на несколько отдельных лучей. Устройство сработает только если объект последовательно пересечёт несколько лучей. При этом очень медленно перемещающиеся объекты могут не зафиксироваться системой.
Ультразвуковой датчик движения базируется на принципе звуковой локализации. В его составе находится генератор, создающий колебания частотой 25–40 кГц. Эти колебания невидимы глазу, но точно, как и любые волны, отражаются от препятствий и возвращаются к источнику. Прибор содержит излучатель и приемник — микрофон, который ловит отраженный сигнал. По эффекту Доплера любое тело, пересекающее рамку излучения, меняет интерференционную картину, поэтому частота отраженного сигнала отличается от инициирующей. В роли источника и приемника применяются элементы из пьезокерамики.
Радиоволновой датчик движения функционирует по аналогии с ультразвуковым, но вместо звуковой частоты используется микрочип, генерирующий СВЧ-излучение на частоте 2,5 ГГц. При появлении движущегося объекта в зоне распространения волны происходит изменение длины и частоты волны, что моментально фиксирует приемник. Радиоволны способны проходить через неметаллические преграды — стены, деревянную мебель, и в целом стоят дороже. Поэтому их чаще применяют для мониторинга крупных коммерческих площадей, к примеру складских помещений.
Чтобы снизить риск ложных срабатываний, применяют комбинированные сенсоры. Обычно в одном устройстве совмещают инфракрасный модуль и радиоволновой; эта конфигурация обеспечивает хорошую помехоустойчивость, надёжность и отсутствие ложных тревог.
