Принцип работы ик датчика движения: 220v.guru — 220v Ресурсы и информация.

Содержание

MotionProtect | Беспроводной датчик движения Ajax

Что такое датчик движения. Виды охранных датчиков и как выбрать.

Датчик движения – это компактное устройство, часть охранной сигнализации, которая определяет и фиксирует движение в охраняемом помещении. Охранные датчики движения устанавливаются в общественных зданиях, жилых домах, квартирах, офисах и пр.

Самым распространенным является охранный датчик движения, который фиксирует изменения потока тепла, излучаемого человеческим телом при пересечении охраняемых зон.

Типы охранных датчиков движения

  1. Инфракрасные датчики движения (ИК)
  2. Ультразвуковые датчики движения (УЗ)
  3. Микроволновые датчики движения (СВЧ)
  4. Комбинированные датчики движения

Каждый из вышеперечисленных датчиков имеет своё подходящее место применения и различные функции.

Инфракрасные (ИК) датчики движения. Принцип действия инфракрасного датчика движения

Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в анализе и обнаружении изменений теплового излучения окружающих объектов.

Каждый объект с температурой излучает инфракрасное тепло, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри охранного датчика движения чувствительный сенсор, который регистрирует изменения.

Во время движения объекта, его ИК излучение различными линзами системы поочередно фокусируется на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти), это – сигнал к выполнению заложенной в датчике функции. Чувствительность датчика движения зависит от количества линз в его системе, больше линз – выше чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона обзора у датчика движения.

Ультразвуковые (УЗ) датчики движения. Принцип их действия

Ультразвуковой датчик исследует окружающее пространство звуковыми волнами с помощью ультразвука – частотой находящейся за пределами слышимости человеческим ухом. УЗ датчик запускает заложенную в него функцию вследствие обнаружения изменения частоты отраженного сигнала, после фиксации движения объектов.

Как работает ультразвуковой датчик движения

Внутри ультразвукового датчика движения расположен генератор звуковых волн. Частота звуковой волны обычно генерируется 20-60 кГц, в зависимости от производителя и модели, которые излучаются в зоне действия датчика и поступают обратно в приемник, после отражения от окружающих объектов. Когда движущийся объект появляется в поле зрения датчика – частота отраженной от объекта волны изменяется (эффект Доплера).

Действие регистрируется приемником датчика, от которого поступает сигнал на выполнение заложенной в ультразвуковой датчик движения функции, это может быть включение освещения или реакция охранной системы.

Ультразвуковые охранные датчики движения применяются в жилых помещениях, особенно в длинных коридорах, на лестницах и т.п. Также, широкое применение ультразвуковые детекторы движения получили в автомобильной промышленности: в системах автоматической парковки, а также в системах контроля за «слепыми» зонами.

Микроволновые (СВЧ) датчики движения. Принцип их действия

Микроволновой датчик движения приводит в движение заложенную функцию с помощью излучения высокочастотных электромагнитных волн. Частота волн отличается в зависимости от производителя датчиков, обычно составляет 5,8ГГц. При отражении в окружающих объектах, микропроцессор устройства работает, так как волны считываются сенсором.

Как работает микроволновой датчик движения

Работа ультразвукового датчика движения основана на взаимодействии микроволновых волн с материалом и использовании эффекта Доплера — изменение частоты волны, которая отражается от движущихся объектов. Микроволновой датчик работает в диапазоне сверхвысоких частот, длина его волны варьируется в диапазоне от одного миллиметра до одного метра.

Микроволновой датчик регистрирует перемещающийся токопроводящий объект в зоне обнаружения, после чего поступает сигнал на выполнение встроенной в датчик функции.

Комбинированные датчики движения. Принцип их действия

В комбинированных датчиках движения совмещены несколько технологий обнаружения движений, например, инфракрасный датчик и микроволновой. Если требуется наиболее точное определение перемещений в зоне действия датчика — данное устройство подойдет для использования. Параллельно работающие каналы обнаружения движений, делают работу такого датчика продуктивной, ведь они дополняют друг друга, замещая недостатки одних технологий – достоинствами других.

Чаще всего встречаются датчики двух типов: инфракрасные и микроволновые.

ИК датчик присутствия Ajax MotionProtect 

MotionProtect – это беспроводной датчик движения для помещений, который обнаруживает несанкционированное проникновение на охраняемый объект.

Особенности датчика движения MotionProtect для сигнализации Ajax

  • Монтаж датчика осуществляется с помощью смарт-креплений без порчи интерьера.
  • В беспроводных датчиках движения Ajax MotionProtect используется программный алгоритм Smart Detect, который при обнаружении движения анализирует форму сигнала инфракрасного сенсора и сравнивает его со значениями характерными для движения людей. В связи с тем, что размер теплового пятна животного небольшой – датчик не поднимает тревогу.
  • В помещениях требующих круглосуточного контроля используется режим «‎‎всегда активный». Пользователь будет получать уведомления о нарушении движения, независимо от того установлена система под охрану или нет.
  • Радиодатчик движения Ajax MotionProtect позволяет проводить тестирование важных параметров. Например, тест уровня сигнала, тест зоны обнаружения и тест угасания сигнала. Такое тестирование позволяет установить датчик в место с наилучшим уровнем сигнала.
  • Датчик регулярно передает сигналы тестирования на центральный блок, причем период опроса датчиков можно регулировать по собственному усмотрению. В случае, если датчик попытаются украсть или сломать, централь охранной системы немедленно узнает об этом и выдаст сигнал тревоги. Для надежного контроля работы сигнализации датчик регулярно передает сигнал о разряде своей батареи на центральный блок, пользователь будет своевременно извещен о необходимости заменить батарею в датчике.
  • Передаваемая датчиком информация защищена от перехвата и попыток подмены. Корпус датчика защищен от вскрытия тампером.
  • Максимальное расстояние между датчиком и центральным блоком составляет 2000 м в условиях прямой видимости.
  • Датчик определяет движение на расстоянии до 12 м, горизонтальный угол обзора – 88,5°.
  • Датчик не срабатывает на случайные движения неодушевленных предметов.
  • Чувствительность датчика регулируется. Можно подобрать оптимальное значение исходя из размеров домашнего животного, которое будет находиться в помещении.
  • В зависимости от расстояния до центрального блока, адаптивная регулировка мощности передачи, позволяет расходовать меньше энергии батареи.
  • Цифровая температурная компенсация обеспечивает высокую чувствительность датчика даже при температуре в помещении, близкой к температуре человеческого тела.
  • Датчик работает от батареи типа CR123A до 7 лет, благодаря специальному алгоритму энергосбережения.
  • Датчик работает с приемником беспроводных сигналов Ajax ocBridge.

Принцип работы датчика движения Ajax MotionProtect

Беспроводной датчик движения Ajax MotionProtect предназначен для обнаружения движения человека в охраняемом помещении. Чувствительность комнатного датчика регулируется.

Принцип работы беспроводного датчика движения для помещений основан на определении инфракрасного (ИК) излучения от живого существа. Как только датчик замечает излучение, он анализирует массу живого объекта, и если она превышает 20 кг, отправляет сигнал тревоги по радиоканалу на центральный блок охранной сигнализации Алгоритм обработки поступающего сигнала обеспечивает дополнительную проверку объекта на наличие движения и его массу. Такая проверка минимизирует ложные реагирования на домашних животных. Соответственно, датчик срабатывает только при выявлении движении человека. Также датчик не реагирует на перемещение неодушевленных предметов. Устройство не сработает если в помещении, например, что-то случайно упадет, или сквозняк откроет межкомнатную дверь.

Защищенность сигнализации от попыток взлома злоумышленниками обеспечивает беспроводная система радиосвязи, которая использует шифрование сообщений и защиту от подлога. Кроме того, она позволяющую датчику движения работать в пределах нескольких этажей здания или на расстоянии до 1700 м на открытой местности от умной централи. 

Дальность сигнала в закрытых помещениях зависит от этажности, толщины стен, и от наличия источников электромагнитных помех. Если площадь покрытия большая и сигнала датчика не хватает для устойчивого приема – можно подключить ретранслятор сигнала Rex.


Охранный датчик совместим со всеми проводными централями, что обеспечивает приемник радиодатчиков Ajax ocBridge Plus. Это дает возможность подключить до 45 беспроводных устройств второго поколения Ajax.

Беспроводной датчик движения можно использовать для охраны любых объектов: квартир, частных домов, дач, офисов, магазинов, складов, производственных помещений и др. Преимуществом датчика Ajax MotionProtect является простая установка при помощи смарт-крепления. Для монтажа пользователю не нужно разбирать корпус датчика. Учитывая, что датчик движения – один из самых распространенных элементов охранных сигнализаций, это немаловажный плюс для устройства.

Установка комнатного датчика Ajax MotionProtect и ошибки при установке

Охранный датчик Ajax MotionProtect предназначен для установки внутри помещений. Температурный диапазон детектора движений от -10°С до +40°С. От места размещения датчика зависит площадь контролируемой территории и сама эффективность системы безопасности.

Расположение комнатного датчика будет зависеть от расстояния до умной централи Hub и наличия между устройствами преград, которые препятствуют прохождению радиосигнала: стен, межэтажных перекрытий и расположенных в помещении габаритных объектов. Нужно удостовериться, что мебель, домашние растения или декоративные конструкции не перекрывают поле обзора датчика.

Ошибки при установке ИК датчика движения Ajax MotionProtect

Установка детектора движения на улице не рекомендуется – ИК датчик для этого не предназначен. Также, не стоит устанавливать датчик в направлении окна, для избежания попадания прямых солнечных лучей на линзу, и вблизи металлических предметов и зеркал – вызывают затухание или экранирование радиосигнала. Высота установки тоже важна, так как если не следовать инструкции, площадь зоны обнаружения движения датчиком будет ниже. Рекомендуемая высота размещения устройства – 2,5 м.

К не рекомендованным местам установки датчика относятся углы с быстрой циркуляцией воздуха (вентилятор, окна или двери), помещения температурой и влажностью выходящими за пределы допустимых, напротив объектов с быстро меняющейся температурой (электрических или газовых обогревателей) и напротив движущихся предметов с температурой близкой к температуре тела человека (например шторы над радиатором).

ИК датчики движения — принцип работы

Основным предназначением датчика движения является обнаружении какого-либо движения в зоне его видимости и выработка на это движение реагирующего сигнала, который далее обрабатывается исполнительными устройствами, например включится свет, или сирена.
Давайте рассмотрим принцип работы датчиков движения. Есть ИК (инфракрасные ), УЗ (ультразвуковые), МВ (микроволновые) и комбинированные датчики движения (далее ДД). Между собой они различаются методом обнаружения движения.

ИК датчики в соответствии с принципом работы делятся на пассивные и активные. Пассивные датчики проще и чаще применяются в быту.

В основе лежит чувствительный к ИК диапазону пироэлектрик, который при изменении температуры реагирует изменением электрического поля. Этот пироэлемент через линзу френеля смотрит в определённом направлении и регистрирует там постоянный уровень температуры. Соответственно, у него на выходе постоянное поле. Если же в зоне наблюдения появится тёплый предмет (например, человек), то на выходе пироэлектрика изменится напряжение. Линза френеля фиксирует ИК-излучение в разных частях пироэлемента при движении теплого объекта в зоне своей видимости. Таким образом ДД получает несколько сигналов из разных своих точек и система имеет доказанный факт движения тёплого тела в охранной зоне.

Активные ИК ДД несколько отличаются принципом своей работы и чаще используются в охранных целях. Они содержит ИК-излучатель, формирующий импульсное ИК излучение, которое отражается от предметов вокруг и возвращается на пироэлемент. Когда всё тихо, картина сигнала с пироэлемента ровная. Если же некий объект пересекает охраняемую зону, чувствительный элемент перестает воспринимать излучение – и формируется сигнал тревоги.

УЗ-датчики Работают аналогично активным ИК ДД но на базе УЗ сигнала. Ультразвуковые датчики применяются в охране нежилых помещений и автомобилей. Им характерен ряд недостатков: чувствительны к перепадам температуры и колебаниям влажности, раздражают домашних животных, имеют высокий уровень ложных срабатываний.

МВ датчики движения принцип работы основан на эффекте Доплера, в соответтвии с которым длина волны от движущегося источника изменяется. Генератор на датчике излучает волну частотой порядка 2,5 ГГц, которая распространяется по охранному периметру, отражаясь и возвращаясь назад на датчик, где её регистрирует приемник. Если в охранной зоне появится движущийся объект, то изменяются длина и частота отражённой волны, что и определяет датчик. Ложных срабатываний гораздо больше чем у ИК ДД.

Комбинированные датчики движения это объединенные в одном устройстве ИК ДД и МВ ДД, что позволяет свести к минимуму количество ложных срабатываний. Но и стоимость такого датчика будет, естественно, более высокая.

← Назад Вперед →

ИК датчики (пассивные датчики движения)

Владимир

2017-01-24 15:11:52

Благодарность Олегу Каримову, ни где не встречал такую поддержку, Олег неоднократно помогал мне настроить CCU825, очень оперативно. С компьютерами дружу хорошо, но вот настройка контроллера не так проста как может показаться, не очень там все очевидн..

Александр

2016-12-18 15:11:40

Хочу выразить благодарность коллективу компании и лично Олегу Керимову за помощь в восстановлении моей системы охраны. Хотя сигнализация была установлена несколько лет назад, компания хранит исходные данные по ней, и когда я нечаянно сбросил все наст..

Денис

2016-12-07 15:11:33

Купил контроллер CCU825-H. В процессе настройки возникли небольшие вопросы. Обратился в службу поддержки. Олег — специалист службы поддержки, довольно понятно все объяснил! У меня все получилось! Спасибо!!!..

Anton ООО Железно

2016-09-14 15:11:22

Купили GSM-контроллер CCU825 и остались довольными, очень гибкая настройка позволяет выполнить любую задачу, обратились в тех поддержку — очень быстро и оперативно помогли настроить. Оценка 5 баллов. Всё очень понравилось, желаю успехов!!!!!..

Олег

2016-06-09 15:11:11

Совершайте покупки в компании Дозор, подарите себе прекрасное настроение..

Устройство сенсора движения, основные элементы, можно ли собрать самому.

Основным элементом датчика движения является чувствительный элемент PIR датчик и линза Френеля.

Что такое PIR датчик?
   ПИР датчик улавливает движения в зоне контроля. Он достаточно компактен, имеет низкую стоимость, малое энергопотребление, прост в применении и у него большой срок эксплуатации. Благодаря этим свойствам сенсор можно встретить в приборах и устройствах, применяемые дома и в бизнесе.
   Можно встретить название » ПИР датчик», «Пассивный инфракрасный датчик», «Пироэлектрический датчик», или «датчик движения ИК».
   В основе датчика лежит пироэлектрический кристалл, размещенный в металлическом корпусе, чувствительный элемент определяет уровень инфракрасного излучения. Сам датчик состоит из двух частей, благодаря этому при движении сравнивается уровень фона половинок, при движении слева направо или наоборот. Если с одной из половины поступает сигнал больше чем с другой, появляется на выходе сигнал. В обычном состоянии потенциалы уравниваются и сигнал отсутствует. Чувствительный элемент имеет усилитель сигнала, обвязку состоящую из электронных компонентов — резисторов и конденсаторов.

Работа ИК — датчика

В электронной схеме датчика, микрочип преобразует входной аналоговый сигнал в цифровой выходной сигнал.
   Для большинства изделий ПИР датчик стал незаменимым элементом благодаря потребительским свойствам, заслуженно вошел в нашу жизнь и верно служит для обнаружения движения на порученных объектах. Благодаря малому энергопотреблению двух элементов питания хватает на год беспрерывной работы. Не забываем, что датчик не способен определить сколько людей находится в контролируемой зоне и на каком они расстоянии от датчика. Самые распространенные сенсоры D203B, D204B, D205B и др.
   ИК-датчик, для улучшения его характеристик, выпускается в герметически закрытом металлическом корпусе, улучшающий шумовые, температурные и защитные свойства.
   В корпусе имеется окно, которое изготовлено из ИК-прозрачного материала, защищающий чувствительный элемент. На пластине располагаются два сбалансированных сенсора.
Зона чувствительности детектора PIR имеет вид.

 

 

   В отличие от инфракрасных оптических датчиков, которые используют LED — передатчик и ИК — приемник, ПИР- сенсор ничего не излучает, он работает в пассивном режиме, принимает слабое инфракрасное излучение от объектов. Самым распространенным источником сигнала для сенсора PIR является организм человека, поэтому это свойство успешно применяется для автоматического включения освещения, систем сигнализации и открывания дверей.
   Любой объект, при температуре выше абсолютного нуля, является источником инфракрасного излучения. Это излучение невидимое для человеческого глаза, но не для пироэлектрических материалов который использует PIR датчик. При воздействии инфракрасного излучения, в пироэлектрических материалах образуется слабый электрический заряд, похожий на заряд создаваемый в солнечных батареях.
   Температура тела примерно 34-градуса, как правило, она выше, чем температура общего фона. При нахождении человека в зоне датчика, его более высокая температура вызывает появление потенциала в пироэлектрическом материале. Электронной схемой усиливается слабый сигнал, сгенерированный инфракрасным излучением и далее поступает на вход дифференциального компаратора. Компаратор сравнивает уровень сигнала с предыдущими значениями, что вызывает его срабатывание. В действительности, это слишком простой механизм работы, который может быть использован с любым источником излучения, в том числе таких, как яркий солнечный свет, появления отражений от объектов в жаркие и солнечные дни.
Разработан и применяется алгоритм уменьшения ложных срабатываний. Во-первых, человеческое тело испускает инфракрасное излучение длиной волн от 9 до 10 мкм.
Поэтому, размещается ИК-фильтр перед датчиком, который пропускает длины волн в диапазоне от 8 до 14 мкм, а это соответственно увеличивает чувствительность к теплу, идущих от человеческого тела.

Схема прохождения сигнала от датчика движения.

Тестирование камеры BEWARD B12CR с PIR-сенсором

Охрана помещения от несанкционированного проникновения является непростой задачей. Для надежного обнаружения движения живых объектов (в частности людей) в небольших помещениях существует специальное решение. Им являются инфракрасные датчики движения, или PIR-датчики. Эти датчики замечают человека в кадре за счёт того, что его температура выше температуры окружающей среды. Чтобы фиксировать, что происходило на объекте создали комбинированное решение из камеры и PIR-датчика. После срабатывания, в таких камерах обычно инициируется запись видео с перемещениями нарушителя. Встроенный PIR-датчик, как заявляют производители, будет реагировать только на движение человека.

Принцип работы PIR-датчика

В основе конструкции инфракрасного датчика движения лежат 2 чувствительных к ИК-излучению сенсора. Причем PIR-датчик срабатывает только на движение живого объекта, в частности человека. Благодаря применению линзы Френеля и определенной ориентации лучей любое движение теплого объекта в кадре будет фиксироваться датчиком движения.


Рисунок 1 Принцип работы PIR-датчика. Слева только два чувствительных сенсора, справа добавлена линза Френеля

У используемого физического процесса есть одна особенность. Медленно движущийся объект или объект, обладающий температурой окружающей среды, не вызовет срабатывания. Отсюда становится понятно, почему применение PIR-датчика на практике направлено на решение специфичной задачи – обнаружение движения теплого объекта. Насколько хорошо он с ней справится решила проверить лаборатория CCTVLab.

Что тестировали

В этом тесте измерялись базовые характеристики PIR-датчика движения:

— дальность обнаружения, как максимальное расстояние до объекта, на котором детектор движения срабатывает безошибочно;

— угол обнаружения, как величину угла перед детектором, в котором он фиксирует движение объекта;

— точность обнаружения, как отношение количества зафиксированных перемещений к реальному числу перемещений.

Результаты испытаний B12CR


Рисунок 2 Изменение точности обнаружения с увеличением расстояния до объекта при: скорость движения 1,7 м/с; разность температур 4°C (больше-лучше)

До определенного расстояния PIR-датчик фиксирует движение объекта без ошибок. За пределами этого расстояния PIR-датчик может просто не зафиксировать движение. С увеличением расстояния до объекта растет и количество пропусков перемещений объекта. В итоге датчик полностью перестает реагировать на движение. Расстояние, на котором это происходит, несильно отличается от дальности обнаружения камер.


Рисунок 3 Дальность обнаружения при: разница температур 4°C (больше-лучше)

Дальность обнаружения при низкой скорости 0,3 м/с оказалась значительно меньше, чем при большой скорости 1,7 м/с. Вероятно это связано с тем, что изменения тока с чувствительного сенсора при медленном движении недостаточно для срабатывания детектора. А значит, чем быстрее в нашем тесте движется нарушитель, тем надежнее будет работать система обнаружения движения. Вполне предсказуемый результат.


Рисунок 4 Дальность обнаружения при: скорость объекта 1,7 м/с (больше-лучше)

Уменьшение разницы температур между объектом и окружающей средой с 4°C до 2°C приводит к закономерному снижению дальности обнаружения детектора. Но даже при разнице температур всего в 2°C детектор стабильно фиксирует движение. В большинстве случаев человек будет иметь существенно более высокую температуру, чем помещение

Изменение условий съемки в помещении привело к ожидаемым результатам. PIR-датчик стабильно обнаруживает движение теплого объекта в любых условиях. На холодный же объект реакция отсутствует, а значит PIR-датчик реагирует только на движение живого объекта. Что характерно – включение ИК-подсветки никак не повлияло на работу PIR-датчика. Хотя ИК-подсветка и PIR-датчик работают в инфракрасном спектре, диапазоны их рабочих длин волн сильно отличаются и не пересекаются. На работу PIR-датчика движения влияет только скорость, температура объекта и расстояние до него. Насколько хорошо PIR-датчик будет замечать объекты зависит от его чувствительности.

Программный детектор движения, в свою очередь, обнаруживает движение только если объект отчетливо виден на изображении. При этом стабильно фиксируются любые изменения в кадре. Причем, увеличивая чувствительность программного детектора, можно получить большую чем у PIR-датчика дальность срабатывания. Нам удалось добиться стабильной фиксации движения на расстоянии более 40 м. Стоит понимать, что дальнейшее увеличение чувствительности может привести и к появлению ложных срабатываний.

Заключение

Лаборатория CCTVLab подтвердила, что PIR-датчик оптимально использовать именно для обнаружения движения человека. Специализированный датчик максимально точно реагирует на перемещение теплого объекта вплоть до пороговой дальности обнаружения. Эта дальность сравнима с размерами небольших помещений. Движение же холодного объекта полностью игнорируется.

Программный датчик фиксирует движение любых объектов. А вместе с тем обладает большей дальностью и более гибкими настройками чем PIR-датчик. Совместное использование двух этих способов детекции позволяет фиксировать движение теплого объекта с максимальной точностью.

Полную версию статьи Вы можете посмотреть на сайте лаборатории CCTVLab.

Применение пассивных инфракрасных датчиков/пассивных инфракрасных датчиков

Пассивные инфракрасные датчики повсюду вокруг нас! Они имеют широкий спектр применения, без которых невозможно представить повседневную современную жизнь. Эти датчики распространены в детекторах движения на основе PIR. Примерами являются охранная сигнализация, открывание дверей, автоматические выключатели освещения, торговые автоматы, вестибюли лифтов и т. д. Их преимущество заключается в том, что они экономичны, просты в использовании и в большинстве случаев надежны.В этой статье объясняется, что такое датчики PIR и принцип их работы. Далее в нем перечислены несколько приложений датчиков, большинство из которых стали обычным явлением в нашей повседневной жизни.

 

 Что такое датчик PIR?

 

Пассивные инфракрасные датчики или датчик PIR — это электронное устройство, которое обнаруживает инфракрасный свет, излучаемый объектом. Этот объект может быть человеком или животным. Он не излучает волны, как активный датчик, поскольку является пассивным датчиком. Вместо этого он измеряет любое значительное увеличение уровня энергии в пределах своего поля зрения.

Датчик PIR изготовлен из материалов, чувствительных к инфракрасному излучению, которые измеряют атмосферу окружающей среды. Положительные и отрицательные дифференциальные изменения имеют место при прохождении теплого тела через поле датчика. Значительные изменения в тепловой карте окружающей среды вызовут реакцию датчика в зависимости от его применения.

 

Применение ИК-датчиков

 

Вот некоторые из популярных применений ИК-датчиков.

 

1.Управление освещением

 

 

Датчики

PIR в элементах управления освещением могут обнаруживать присутствие человека и автоматически включать свет в комнате. Благодаря ИК-управлению освещением вам не нужно вручную управлять выключателем света. Эти элементы управления освещением обычно имеют пустой экран над выключателем света.

Датчики

PIR представляют собой отличное энергосберегающее решение. Это достигается за счет устранения потерь, которые могут возникнуть, когда люди забывают выключить свет.Это происходит, когда они покидают свои дома или офисы. В наши дни нередко можно найти датчики PIR для всех наружных светильников, садовых светильников, интеллектуальных светильников, интеллектуальных светодиодных ламп и т. д.

 

2. Умный дом и приложения IoT

 

 

Установка ИК-устройства, такого как потолочный ИК-датчик движения, в вестибюле лифта, общих лестничных клетках, подвале, коридоре, туалете, банкомате, парковке или любой другой части здания достаточно для создания умного дома или умного рабочего места. .

С появлением Интернета вещей (IoT) многие механические, цифровые и вычислительные устройства с уникальными идентификаторами (UID) могут беспрепятственно взаимодействовать друг с другом. Это делает дом и рабочее место более комфортными и эффективными. Добавьте к этому датчики PIR, и перед вами откроется огромный мир возможностей.

Некоторые из этих возможностей включают следующее.

  • Измерение занятости: эти датчики используют компьютерные алгоритмы на основе высокодетализированных изображений для сбора анонимных данных.Данные могут быть получены от людей, находящихся в здании (обычно это офис или рабочее место). Эти данные предоставляют администраторам или владельцам зданий полезную информацию об использовании пространства, открытых площадках, улучшенных путях эвакуации при пожаре и многом другом.
  • Удаленные термометры: в этих устройствах используются датчики PIR для считывания интенсивности инфракрасного излучения тела. Затем он сравнивает интенсивность с базовой линией, чтобы получить числовое значение, представляющее температуру тела.
  • Термостаты: датчики PIR в термостатах сообщают системе или устройству заданное значение температуры в помещении.Он также контролирует, когда система включается или выключается. Эти устройства или системы включают HVAC (обогреватель, вентилятор или кондиционер), водонагреватели, холодильники, научные инкубаторы, печи и т. д.

 

3. Обнаружение движения с помощью ИК-датчика

 

 

Пассивные инфракрасные датчики движения поставляются с экраном, прозрачным для видимого света. Другими словами, экран пропускает свет, но сохраняет яркие формы.Эта технология предотвращает ложные тревоги, которые могут возникнуть из-за небольших препятствий, таких как пыль.

Датчики в датчиках движения регистрируют общий инфракрасный паек. Он также измеряет температуру окружающей среды. Изменение температуры означает, что рядом с устройством находится теплое тело. Это приведет к срабатыванию тревожной панели в датчике движения.

Некоторые датчики движения имеют функцию анализа походки и распознавания образов. Это помогает отделить движения человека от движений животных.Другие измеряют только изменения температуры и поднимают тревогу независимо от рассматриваемого теплого тела.

 

4. Система автоматического открывания дверей

 

 

Системы автоматического открывания дверей широко распространены в гаражных воротах, торговых центрах, больницах, банках, кинотеатрах. Они также находят применение во многих общественных и коммерческих зданиях. Эти двери открываются, когда люди подходят к ним на несколько футов, и закрываются через несколько секунд, если рядом нет людей.Эта функция типична для датчика PIR. Это потому, что он обнаруживает движение или ощущает присутствие теплого тела. Затем он активирует предустановленное действие, в данном случае открытие или закрытие двери.

Датчики

PIR в системах автоматического открывания дверей устраняют необходимость в швейцаре или привратнике. Еще одним преимуществом установки этих датчиков на двери является то, что они значительно снижают потери на кондиционирование воздуха в помещении. Это связано со способностью двери открываться только при обнаружении человека (или теплого тела).Он также остается закрытым, когда рядом нет никого, кто активирует механизм открывания.

 

5. Система охранной сигнализации на базе ИК-датчика

 

 

Системы охранной сигнализации с датчиками PIR выдают цифровые сигналы, которые преобразуются в сигнал тревоги или сирену. Это более эффективный способ обеспечения безопасности дома, офиса и других зданий.

Пассивный ИК-датчик обнаруживает необычную активность в окружающей среде и отправляет сигнал на панель сигнализации для обработки.ПИК-датчики тревожного типа состоят из четырех распространенных типов, включая магнитные контактные выключатели, устройства защиты от разбития стекла, микроволновые лучи, фотоэлектрические устройства и более популярные устройства обнаружения движения.

Независимо от типа системы охранной сигнализации на базе PIR являются более эффективным способом защиты вашего дома и любого здания от взлома.

 

6. Робот для обнаружения человека, использующий датчик PIR

 

 

Недостаточно обнаруживать движение человека только тогда, когда мы хотим предотвратить кражу со взломом или нежелательное проникновение.В некоторых случаях обнаружение человеческого присутствия может оказаться вопросом между жизнью и смертью. Например, когда рушится здание, может возникнуть необходимость найти кого-нибудь под обломками. Землетрясения и другие стихийные бедствия могут похоронить под обломками тысячи людей.

Роботы для обнаружения людей с датчиками PIR могут обеспечить более эффективную спасательную операцию вместо традиционного способа поиска тел после стихийных бедствий. Жизненные человеческие тела испускают тепловое излучение даже под кучами мусора.Робот для обнаружения человека с датчиком PIR может улавливать эти тепловые сигналы на расстоянии до 20 футов во всех направлениях. Благодаря этим роботам потери человеко-часов во время спасательных операций будут меньше. Кроме того, показатели успешности функций, вероятно, будут расти с меньшими потерями жизней.

 

7. Пассивный ИК-датчик на базе управления шаговым двигателем

 

 

Шаговый двигатель представляет собой бесщеточный электродвигатель, который вращается на один шаг за раз.Он преобразует цифровые сигналы в механическое вращение вала.

Внедрение ИК-датчика в систему, использующую шаговый двигатель, автоматизирует систему, так что движение двигателя будет происходить только тогда, когда датчик обнаруживает движение поблизости. Все это может показаться сложным, но по такому принципу работают несколько больниц, кухня и санузел.

Некоторые из приложений включают автоматические дозаторы зубной пасты, дозаторы жидкого мыла без помощи рук, бесконтактные дозаторы спирта, бесконтактные смывы для туалета и бесконтактные дозаторы воды.

 

8. Многофункциональные принтеры

 

 

Многофункциональные принтеры

объединяют функции принтера, сканера и копировального аппарата в одном эффективном устройстве. Некоторые из этих машин оснащены пассивными инфракрасными датчиками движения, которые сочетают в себе высокую надежность, безболезненную интеграцию и экологически чистые материалы.

Некоторые из функций датчика включают автоматическую подачу документов, обнаружение пустых лотков и обнаружение замятия бумаги. Датчики движения PIR также могут помочь в определении веса, чтобы значительно снизить потребление энергии в течение длительного времени.

 

9. Системы видеоконференцсвязи

 

 

По мере того, как организации становятся более гибкими в отношении политик удаленной работы, устройства для видеоконференций занимают центральное место в поведении официальных предприятий. Устройства для видеоконференций теперь включают датчики движения PIR в интеллектуальных камерах, которые улучшают виртуальные встречи.

Стандартные системы видеоконференцсвязи — это устройства с одним глазком, которые захватывают изображения и видео из одной точки. С другой стороны, конференц-камера PIR с датчиком движения имеет функцию автоматического распознавания.Система позволяет интуитивно захватывать изображения и видео. Это происходит путем регулировки и вращения объектива камеры для захвата звука и движения.

 

10. Цифровые вывески

 

 

Цифровые вывески, отображающие мультимедийный контент, окружают нас повсюду, особенно в общественных местах, включая корпоративные здания, заправочные станции, стадионы, транспортные системы, отели, розничные магазины, рестораны и т. д. Будь то реклама или предоставление полезной информации, эти дисплеи потребляют электричество.

К счастью, пассивные инфракрасные датчики, включенные в системы цифровых вывесок, могут контролировать, когда включать дисплей, обнаруживая движение тела, или выключать его, если по истечении заданного времени нет движущегося объекта. Эта технология экономит электроэнергию, привлекает больше внимания и в целом является более эффективным средством рекламы.

 

11. Торговый автомат

 

 

Традиционные торговые автоматы не только дороги, но и потребляют много энергии.Это связано с его непрерывной работой. Годовые эксплуатационные расходы на электроэнергию могут значительно возрасти.

К счастью, новые конструкции современных торговых автоматов теперь включают датчик PIR, который позволяет устройству работать только тогда, когда оно обнаруживает присутствие человека перед ним. Огни и другие компоненты не используются, когда никого нет. Кроме того, компрессоры машины работают, чтобы обеспечить температуру, достаточную для всего дня. Эта новая технология экономит энергию и значительно снижает общие эксплуатационные расходы.

Важной конструкцией торговых автоматов с датчиками PIR является включение компаратора, который действует как механизм предотвращения ложного срабатывания. Компаратор игнорирует любой объект, испускающий постоянное инфракрасное излучение. Это решает проблему непреднамеренного многократного включения автомата без какой-либо продажи.

 

12. Переключатель пробуждения для ЖК-дисплеев и панелей

 

 

Полезным применением ИК-датчика является переключатель пробуждения для ЖК-дисплеев и панелей, особенно в областях, где задействованы критически важные службы, такие как пожаротушение.

В таких ситуациях важно всегда отображать информацию на панелях и мониторах. Но это может привести к потере энергии и риску возможного выгорания экрана или компьютера. Простое решение — подключить ИК-датчик к мыши для создания чувствительных к движению входных данных. Когда в комнате есть движение, пассивный инфракрасный датчик улавливает его и активирует щелчок мыши через транзистор. В свою очередь монитор компьютера просыпается и отображает информацию. Когда движения больше нет, монитор возвращается в спящий режим.

 

13. IP-камеры, охранная сигнализация

 

 

С распространением Интернета вещей теперь можно автоматизировать процесс кормления вашего питомца! Современные конструкции кормушек для домашних животных теперь включают датчики PIR, которые могут кормить миску в заданное время или когда миска пуста. Не менее интересен тот факт, что эти кормушки для домашних животных могут подключаться к мобильным устройствам. Это происходит через специальные приложения, которые могут записывать и воспроизводить голоса владельцев.Приложение звонит питомцу во время еды.

IP-камеры

с датчиками PIR начинают запись только при появлении движения злоумышленника или кого-либо еще. Он экономит электроэнергию и память, отключая веб-камеру и свет, когда нет движения.

 

14. Кормушка для домашних животных

 

 

С распространением Интернета вещей теперь можно автоматизировать процесс кормления вашего питомца! Современные конструкции кормушек для домашних животных теперь включают датчики PIR, которые могут кормить миску в заданное время или когда миска пуста.Не менее интересен тот факт, что эти кормушки для домашних животных могут подключаться к мобильным устройствам. Это происходит через специальные приложения, которые могут записывать и воспроизводить голоса владельцев. Приложение звонит питомцу во время еды.

С автоматическими кормушками для домашних животных владельцам животных больше не нужно слишком беспокоиться о том, чтобы оставить своих питомцев дома, когда они должны вернуться домой на долгое время или даже когда им нужно отправиться в путешествие на несколько дней. Это также поощряет здоровые привычки питания среди домашних животных.

 

Заключение

 

Кажется, не видно конца захватывающим применениям PIR-сенсоров.Диапазон приложений продолжает расширяться благодаря постоянному совершенствованию конструкции и сенсорных возможностей. С экспоненциальным ростом числа продуктов, совместимых с IoT, неудивительно, что значительное увеличение числа производителей включает датчики PIR в новые продукты для достижения лучших результатов.

Принцип работы датчиков PIR прост для понимания. Взяв пример из списка приложений в этой статье, любой инженер или студент-инженер может разработать достойные проекты, включающие эти датчики.

 

Принцип работы и применение инфракрасных датчиков

Инфракрасный датчик — это датчик, используемый для обнаружения инфракрасного излучения. Он в основном имеет 6 рабочих параметров, включая отклик по напряжению, диапазон длин волн отклика, эквивалентную мощность шума (NEP), обнаружительную способность, удельную обнаружительную способность и постоянную времени. Обычно есть 2 типа инфракрасных датчиков, тепловые датчики и фотонные датчики. Два типа имеют определенные принципы работы, но оба они основаны на основном законе инфракрасного излучения.И в соответствии с функциями и местами применения инфракрасные датчики в основном используются для измерения излучения и спектра, систем поиска и слежения и тепловизионных систем.

Каталог

 

I Введение

Любой объект во Вселенной может излучать инфракрасное излучение, если его температура превышает ноль градусов. Фактически, как и видимый свет, его излучение может преломляться и отражаться, благодаря чему инфракрасная технология вошла в жизнь.

Сегодня, с развитием технологий, автоматическое управление и обнаружение играют все более важную роль в промышленном контроле и повседневной жизни людей, а датчик является важным компонентом автоматического управления и системы сбора информации. Датчик преобразует измеряемую величину в сигнал, пригодный для передачи или обнаружения (обычно это электрический сигнал), а затем использует компьютер или схемное оборудование для обработки выходного сигнала датчика для обеспечения автоматического управления.Поскольку время отклика датчика, как правило, относительно короткое, промышленным производством можно управлять в режиме реального времени с помощью компьютерной системы.

Инфракрасный датчик — это распространенный тип датчика. Инфракрасные датчики используются для обнаружения инфракрасного излучения , и любой объект в природе будет излучать инфракрасную энергию наружу, пока она выше абсолютного нуля, поэтому они очень практичны. Кроме того, можно разработать множество практичных сенсорных модулей, таких как инфракрасный термометр, тепловизор, инфракрасная сигнализация, автоматическая система управления дверью и т. д.на основе инфракрасных датчиков.

Инфракрасные датчики используют физические свойства инфракрасного излучения для измерения. Инфракрасное излучение обладает свойствами отражения, преломления, рассеяния, интерференции, поглощения и так далее. Это невидимый свет, и его спектр лежит за пределами красного в видимом свете, поэтому его называют инфракрасным светом.

Инфракрасное излучение

II Performance Параметры инфракрасных датчиков

1. Ответ напряжения

Когда (модулированные) инфракрасные излучаемые на чувствительной поверхности датчика, соотношение выходного напряжения к входной мощности инфракрасного излучения называется скоростью отклика по напряжению, обозначаемой как RV.В формуле:

Us : выходное напряжение инфракрасного датчика

P0 : мощность на единицу площади, проецируемая на ИК-чувствительный элемент

A : площадь ИК-чувствительного элемента датчик

2. Диапазон длины волны отклика

Кривая 1 : Кривая скорости отклика термоэлектрического датчика по напряжению (независимо от длины волны).

Кривая 2 : Кривая скорости отклика по напряжению фотонного датчика.

(1)  Диапазон длин волн отклика (или спектральный отклик) представляет собой соотношение между скоростью отклика датчика по напряжению и длиной волны падающего инфракрасного излучения, которое обычно представлено в виде кривых на рисунке выше.

(2) Длина волны, соответствующая максимальной скорости отклика, обычно называется пиковой длиной волны.

(3)  Длина волны, соответствующая частоте отклика, падающей до половины значения отклика, называется длиной волны отсечки и представляет собой диапазон длин волн, используемый инфракрасным датчиком.

3. Эквивалентная мощность шума (NEP)

Если выходное напряжение, генерируемое мощностью излучения, проецируемого на чувствительный элемент инфракрасного датчика, точно равно напряжению шума самого датчика, то такая мощность излучения называется «шумовая эквивалентная мощность», обычно обозначаемая как «NEP».

 

Среди них:

Us : выходное напряжение инфракрасного детектора;

P0 : мощность, проецируемая на единицу площади чувствительного к инфракрасному излучению элемента;

A0 : площадь чувствительного к инфракрасному излучению элемента;

ООН : комплексное шумовое напряжение инфракрасного датчика;

RV : скорость отклика инфракрасного датчика по напряжению.

4. Обнаруживающая способность

Обнаруживающая способность является обратной величиной эквивалентной мощности шума, а именно:

 

, и тем чувствительнее датчик.

5. Удельная обнаруживающая способность

Удельная обнаруживающая способность также называется нормированной обнаруживающей способностью. По сути, это отношение напряжения сигнала к напряжению шума, полученного излучением единичной мощности, когда площадь чувствительного элемента датчика равна единице площади, а полоса пропускания  Δf усилителя составляет 1 Гц. , обычно обозначаемый символом D*.

Физический размер D* :

6. Постоянная времени

Постоянная времени показывает скорость изменения выходного сигнала инфракрасного датчика при изменении инфракрасного излучения.

Время, в течение которого выходной сигнал отстает от инфракрасного излучения, называется постоянной времени датчика, в числовом выражении:707 (3 дБ) от максимального значения.

Термодатчик имеет большую тепловую инерцию, параметры RC. Его постоянная времени больше, чем у фотонного датчика, которая обычно составляет порядка миллисекунд, в то время как постоянная времени фотонного датчика обычно составляет порядка микросекунд. 1. Закон Кирхгофа для любого объекта, что равно лучистому потоку W абсолютно черного тела той же площади при этой температуре.При данной температуре коэффициент излучения = скорости поглощения (та же полоса). Это означает, что чем больше скорость поглощения, тем больше коэффициент излучения.

Интенсивность теплового излучения наземного объекта пропорциональна четвертой степени температуры. Следовательно, небольшое изменение температуры вызовет значительное изменение энергии инфракрасного излучения. Эта особенность составляет теоретическую основу инфракрасного дистанционного зондирования.

2. Закон Больцмана

Полный лучистый поток абсолютно черного тела быстро растет с ростом температуры, что пропорционально четвертой степени температуры.Следовательно, небольшое изменение температуры вызовет большое изменение плотности лучистого потока. Это теоретическая основа инфракрасного устройства для измерения температуры.

3. Закон смещения Вина

При повышении температуры пиковая длина волны максимального излучения смещается в коротковолновом направлении.

IV Классификация и принцип работы инфракрасных датчиков

Инфракрасные датчики можно разделить на тепловые датчики и фотонные датчики.

1. Термодатчики

Тепловизор поглощает всю энергию падающего излучения различных длин волн. Он использует тепловой эффект излучения, чтобы вызвать повышение температуры, когда элемент обнаружения получает лучистую энергию, что, в свою очередь, изменяет связанные с температурой свойства детектора. Обнаружив изменение одного из этих свойств, мы также можем обнаружить излучение.

Основными типами тепловых датчиков являются термочувствительные датчики, термопары, датчики Голея и пироэлектрические датчики.

Термодатчик уровня жидкости

(1) Термисторные датчики

Термистор изготовлен из смешанных оксидов марганца, никеля и кобальта после спекания. Термистор обычно изготавливается в виде тонкого листа. При воздействии инфракрасного излучения на термистор его температура увеличивается, а значение сопротивления уменьшается. Измеряя изменение сопротивления термистора   , мы можем получить интенсивность падающего инфракрасного излучения, чтобы можно было определить температуру объекта.

(2) Термопарные датчики

Термопары состоят из двух материалов с большими различиями в термоэлектрической мощности . Когда инфракрасное излучение попадает на место соединения замкнутого контура, образованного этими двумя металлическими материалами, температура соединения повышается. Другой переход, который не облучается инфракрасным излучением, имеет более низкую температуру. При этом в цепи генерируются термоэлектрический ток и термоэлектрическая сила.Величина термоэлектрического тока отражает интенсивность инфракрасного излучения, поглощаемого контактом. Инфракрасный датчик, созданный на основе явления термоэлектрической силы, называется инфракрасным датчиком термопарного типа. Из-за большой постоянной времени и плохих динамических характеристик частота модуляции должна быть ограничена ниже 10 Гц.

(3) Ячейка Голея

Когда газ поглощает инфракрасное излучение, его температура повышается, а объем увеличивается.Используя эту характеристику газа, ячейка Голея может отражать интенсивность инфракрасного излучения. Ячейка Голея имеет воздушную камеру , соединенную с гибким листом через небольшую трубу. Сторона листа, удаленная от трубы, является зеркалом. К передней части воздушной камеры прикреплена абсорбирующая пленка, представляющая собой тонкую пленку с низкой теплоемкостью.

Инфракрасное излучение излучается на поглощающую пленку через окно, и поглощающая пленка передает поглощенную тепловую энергию газу, повышая температуру газа и давление воздуха, тем самым перемещая гибкое зеркало .С другой стороны камеры пучок видимого света фокусируется на гибком зеркале через решетчатую диафрагму, а решетчатое изображение, отраженное гибким зеркалом, проецируется на фотоэлемент через диафрагму.

Когда гибкое зеркало перемещается из-за изменения давления, будет относительное смещение между сетчатым изображением и сетчатым лучом, так что количество света, падающего на фотоэлемент, изменится, и выходной сигнал фотоэлемента тоже меняется.Это изменение отражает интенсивность падающего инфракрасного излучения.

Ячейка Голея отличается высокой чувствительностью и стабильной работой. Однако он имеет длительное время отклика, сложную структуру и низкую интенсивность, поэтому подходит только для лаборатории.

Схема ячейки Голея

(4) Пироэлектрические датчики с явлением поляризации .Сила поляризации (заряды на единицу площади) сегнетоэлектриков связана с температурой. Когда инфракрасное излучение излучается на поверхность поляризованного сегнетоэлектрического листа, температура листа будет увеличиваться, уменьшая интенсивность поляризации и количество зарядов на поверхности. Это эквивалентно высвобождению части заряда, поэтому он называется пироэлектрическим датчиком.

Если нагрузочный резистор подключен к ферроэлектрическому листу, на нагрузочном сопротивлении будет генерироваться выходной электрический сигнал.Величина выходного сигнала зависит от скорости изменения температуры листа, которая отражает интенсивность падающего инфракрасного излучения.

Можно видеть, что скорость отклика по напряжению пироэлектрического инфракрасного датчика пропорциональна скорости изменения падающего излучения. Датчик не имеет выходного электрического сигнала, когда на пироэлектрический датчик излучается постоянное инфракрасное излучение. Только при изменении температуры сегнетоэлектрика будет поступать электрический сигнал.Следовательно, инфракрасное излучение должно модулироваться, чтобы постоянное излучение превращалось в переменное излучение, непрерывно изменяя температуру, чтобы заставить пироэлектричество генерировать переменный выходной сигнал.

Работа пироэлектрического датчика. Фотонные датчики используют некоторые полупроводниковые материалы для создания фотонного эффекта под падающим светом, изменяя электрические свойства материалов.Измеряя изменения электрических свойств, мы можем узнать интенсивность инфракрасного излучения.

Фотонный датчик обладает высокой чувствительностью, высокой скоростью отклика и высокой частотой отклика. Однако, как правило, требуется работать при низких температурах, а полоса обнаружения относительно узкая.

По принципу работы фотонный датчик можно разделить на два типа: внутренний фотоэлектрический датчик и внешний фотоэлектрический датчик.Последний подразделяется на фотопроводящий датчик, фотоэлектрический датчик и фотомагнитоэлектрический датчик.

(1) Внешние фотоэлектрические датчики

Когда свет излучается на поверхность некоторых материалов, если энергия фотонов падающего света достаточно велика, электроны материала могут покинуть поверхность. Это явление называется внешним фотоэлектрическим эффектом или эффектом фотоэлектронной эмиссии. Фотодиоды и фотоумножители являются типичными типами внешних фотоэлектрических датчиков.

Внешние фотоэлектрические датчики имеют высокую скорость отклика, обычно всего несколько наносекунд. Однако улетучивание электронов требует большой энергии фотонов и подходит только в диапазоне ближнего инфракрасного излучения или видимого света.

(2) Фотопроводящие датчики

При облучении инфракрасным излучением поверхности некоторых полупроводниковых материалов некоторые электроны и дырки в полупроводниковом материале могут переходить из непроводящего ограниченного состояния в проводящее свободное состояние, что увеличивает проводимость полупроводника.Это явление называется явлением фотопроводимости , а датчики, изготовленные с использованием явления фотопроводимости, называются датчиками фотопроводимости. Обычными материалами являются сульфид свинца, селенид свинца, антимонид индия и теллурид ртути. Когда мы используем фотопроводящий датчик, необходимо его охладить и добавить определенное напряжение смещения, иначе скорость отклика будет снижена, что приведет к сильному шуму и узкой полосе отклика, что приведет к повреждению инфракрасного датчика.

(3) Фотогальванические датчики

Когда инфракрасное излучение излучается на PN-переход полупроводниковых материалов, под действием электрического поля в переходе свободные электроны перемещаются в N-область.Если PN-переход открыт, на обоих концах PN-перехода генерируется дополнительный потенциал, называемый эффектом фотоэлектродвижущей силы . Фотоэлектрические датчики сделаны с этим эффектом. Обычно используемыми материалами являются арсенид индия, антимонид индия, теллурид ртути, теллурид свинца-олова.

Инфракрасные фотопроводящие и Фотоэлектрические датчики

(4) Фотомагнитоэлектрические датчики

При инфракрасных излучаемых излучаются на поверхность некоторых полупроводниковых материалов, некоторые электроны и отверстия в полупроводниковом материале будут распространяться внутрь.Если во время диффузии приложено сильное магнитное поле, электроны и дырки будут по отдельности отклоняться в одну сторону, создавая таким образом напряжение холостого хода. Это называется фотомагнитоэлектрическим эффектом , а сделанные на его основе инфракрасные датчики называются фотомагнитоэлектрическими датчиками.

Фотомагнитоэлектрический датчик не требует охлаждения, а полоса отклика может достигать около 7 мкм. Кроме того, он имеет небольшую постоянную времени, высокую скорость отклика, низкое внутреннее сопротивление, низкий уровень шума, хорошую стабильность и надежность, а также не требует напряжения смещения.Однако его чувствительность низка, а малошумящие предусилители сложны в изготовлении.

V Применение инфракрасных датчиков

Инфракрасные датчики имеют следующие преимущества в приложениях:

  • Его адаптация к окружающей среде лучше, чем видимый свет, особенно при работе ночью и в плохую погоду;

  • Обладает хорошими маскирующими характеристиками, как правило, пассивно принимает сигнал цели, что является более безопасным и конфиденциальным, чем радиолокационное и лазерное обнаружение, и ему нелегко вмешиваться;

  • Он обнаруживает с помощью характеристики инфракрасного излучения, образованной разницей температур и разницей коэффициентов излучения между целью и фоном, таким образом, его способность идентифицировать замаскированную цель лучше, чем у видимого света;

  • По сравнению с радарной системой инфракрасная система имеет небольшие размеры, малый вес и низкое энергопотребление.

В соответствии с вышеупомянутыми характеристиками инфракрасных датчиков мы можем разработать множество различных инфракрасных датчиков, которые в основном используются в следующих областях в зависимости от функций и мест применения.

1. Измерение излучения и спектра

Инфракрасные датчики широко используются в этих областях. Пиргеометр , основанный на среднем инфракрасном излучении , может использоваться для наблюдения за изменением климата, таким как глобальное потепление; инфракрасный космический телескоп, основанный на измерении дальнего инфракрасного излучения, может быть использован для астрономических наблюдений за космическими телами; Метеорологические спутники с радиометром, сканирующим инфракрасный спектр, могут помочь в анализе метеорологических наблюдений за облаками.

 

А Пиргеометр

На промышленных и горнодобывающих предприятиях обычно используются инфракрасные термометры, основанные на измерении количества излучения, и инфракрасные анализаторы, основанные на измерении инфракрасных спектров.

2. Система поиска и слежения

Знакомая боевая ракета класса «воздух-воздух» малой дальности, которую несут истребители, использует инфракрасную систему слежения. Он основан на волнах электромагнитного излучения  , излучаемых целью в инфракрасном спектре, для поиска и отслеживания пространственного положения и траектории движения инфракрасной цели.

Качество изображения инфракрасного поискового трекера зависит от пространственного разрешения, связанного с размером и количеством пикселей. Другими словами, чем больше количество пикселей, тем меньше размер пикселя, что приводит к более четкому отображаемому изображению и большему расстоянию поиска.

 

Инфракрасная система поиска и отслеживания

3. Тепловизионная система

Тепловизор использует инфракрасные детекторы и оптический объектив для приема инфракрасного излучения цели и отражения энергии инфракрасного излучения цели и отражения. на светочувствительный элемент инфракрасного детектора, тем самым получая инфракрасную термографию.Эта термография соответствует распределению тепла на поверхности объекта. Вообще говоря, тепловизор предназначен для преобразования невидимой инфракрасной энергии, излучаемой объектом, в видимую термографию. Различные цвета на термографии представляют различные температуры измеряемого объекта.

Любой объект с температурой излучает инфракрасное излучение. Тепловизор принимает инфракрасное излучение, излучаемое объектом, и отображает распределение температуры на поверхности объекта посредством цветной картинки.По небольшой разнице в температуре мы можем найти аномальную точку температуры для технического обслуживания.

Тепловизоры были сначала разработаны для военных целей, а в последние годы они быстро распространились на гражданские и промышленные области, пока существуют перепады температур. Например:

  • В строительстве используются для проверки выбоин, дефектов, отслоений керамической плитки, демпфирования, тепловых мостов и т.д.;

  • В области противопожарной защиты применяются для поиска очага возгорания, определения причины аварии и обнаружения пострадавших в задымлении;

  • В системе общественной безопасности может найти людей, скрывающихся ночью;

  • В области производства автомобилей он может определять работу шин, термопредохранителей в кондиционере, двигателе, выхлопных трубах и т. д.;

  • В медицине позволяет обнаружить эффект акупунктуры, выявить такие заболевания, как рак носоглотки и рак молочной железы на ранней стадии;

  • в электроэнергии, можно проверить проводку, соединение, быстро закрывающий клапан и подстанцию ​​и т. Д.

Основные компоненты системы тепловизации

4 , Инфракрасная система связи

Это система, которая использует модулированный луч инфракрасного излучения для передачи закодированных данных, а затем кремниевый фотодиод преобразует полученный сигнал инфракрасного излучения в электрический сигнал для обеспечения связи ближнего действия.Он не мешает нормальной работе другого рядом расположенного оборудования и особенно удобен для внутренней связи в густонаселенных районах. Кроме того, система связи имеет низкое энергопотребление и низкую стоимость, что является безопасностью и надежностью.

Технология инфракрасных датчиков также широко используется в других приложениях, таких как сигнализация системы контроля доступа, управление освещением, обнаружение пожара, обнаружение утечек токсичных и опасных газов, инфракрасное измерение расстояния, отопление и вентиляция.

 

Инфракрасная сеть связи

 

Рекомендуемая статья:

Каковы типы и применение датчиков газа?

Датчик влажности: классификация, упаковка и применение

Все, что вам нужно знать об ультразвуковых датчиках Обнаружение инфракрасных датчиков заключается в том, что они используются в качестве детектора для передачи инфракрасного сигнала, затем переданный инфракрасный сигнал отражается от объекта, и сигнал принимается инфракрасным приемником.

Что такое ИК-датчики/инфракрасные датчики?

Инфракрасный датчик — это цифровое устройство, которое излучает, намереваясь ощутить некоторые аспекты окружающей среды.

Инфракрасная инновация предназначена для самых разных беспроводных приложений. Основными областями являются датчики и дистанционное управление. В электромагнитном спектре инфракрасный элемент разделен на три области: ближняя инфракрасная область, средняя инфракрасная область и дальняя инфракрасная область.

ИК-датчик может измерять тепло объекта в дополнение к обнаружению движения.Эти формы датчиков измеряют простейшее инфракрасное излучение, вместо того, чтобы излучать его, оно называется пассивным ИК-датчиком. Обычно в инфракрасном спектре все объекты излучают тепловых датчиков той или иной формы излучения.

Составные части инфракрасных датчиков

В обычной системе инфракрасного обнаружения используются 5 основных элементов: источник инфракрасного излучения, передающая среда, оптический аспект, инфракрасные детекторы или приемники и обработка сигнала.Инфракрасные лазеры и инфракрасные светодиоды с точной длиной волны могут использоваться в качестве инфракрасных средств.

Тремя важными типами среды, используемой для передачи инфракрасного излучения, являются вакуум, окружающая среда и оптические волокна. Оптические компоненты используются для учета инфракрасного излучения или для ограничения спектрального отклика. Для поглощения инфракрасного излучения используют оптические линзы, изготовленные из кварца, германия и кремния. Инфракрасные приемники могут быть фотодиодами, фототранзисторами и т.д.

Несколькими важными характеристиками инфракрасных приемников являются светочувствительность, обнаружение и активность, а также эквивалентная мощность шума.Обработка знаков выполняется с помощью усилителей, поскольку выходной сигнал инфракрасного детектора может быть очень мал.

Типы инфракрасных датчиков

Инфракрасные датчики подразделяются на два типа: активный ИК-датчик и пассивный ИК-датчик. Активный ИК-датчик

Активный IP-датчик

Этот активный ИК-датчик включает в себя каждый передатчик в дополнение к приемнику. В большинстве приложений в качестве источника питания используется светодиод.Светодиод используется в качестве инфракрасного датчика без изображения, тогда как лазерный диод используется в качестве инфракрасного датчика с изображением.

Эти интеллектуальные датчики работают за счет мощного излучения, полученного и обнаруженного с помощью излучения. Кроме того, его можно обрабатывать с помощью процессора сигналов для получения необходимых фактов. Прекрасными примерами этого активного инфракрасного датчика являются датчики отражения и лучи руин.

Пассивный ИК-датчик

Пассивный ИК-датчик состоит только из детекторов, но не включает передатчик.Эти датчики рассматривают такие объекты, как передатчик или источник ИК-излучения для обнаружения. Этот предмет излучает силу и обнаруживается с помощью инфракрасных приемников. После этого знаковый процессор используется для понимания сигнала для получения желаемой статистики.

Удовлетворительными примерами этого датчика являются пироэлектрический детектор, болометр, термопара-термоэлемент и так далее. Эти датчики подразделяются на такие виды, как тепловые ИК-датчики и квантовые ИК-датчики. Тепловой ИК-датчик не зависит от длины волны.

Источник питания, используемый этими датчиками, нагревается. Тепловые детекторы медлительны с ИК-реакцией и временем обнаружения. Квантовый ИК-датчик зависит от длины волны, и эти датчики имеют чрезмерное время отклика и обнаружения. Эти датчики нуждаются в ежедневном охлаждении для точных измерений.

Функции ИК-датчика

Во-первых, поймите, что все — люди, животные и даже неодушевленные предметы — излучают определенное количество ИК-излучения. Как много ИК-излучения, которое они излучают, связано с теплотой рамы или объекта и составом ткани.Люди не могут видеть ИК-излучение, но мы разработали цифровые устройства обнаружения, которые улавливают эти индикаторы.

PIR-датчики используются в комплектах для измерения температуры, которые включают в себя защиту и обнаружение движения. Обычно они используются в системах аварийной сигнализации, сигнализации обнаружения движения и автоматических осветительных приборах. Как работает датчик PIR? Пассивные инфракрасные датчики (PIR) используют пару пироэлектрических датчиков для определения тепловой мощности в окружающей среде.

Эти датчики расположены рядом друг с другом, и пока разница между знаками между двумя датчиками меняется (например, если кто-то входит в комнату), датчик будет взаимодействовать.Это может означать, что он вызывает тревогу, уведомляет правительство или, возможно, включает прожектор.

ИК-излучение делает особенностью каждого из двух пироэлектрических датчиков использование ряда линз, выполненных в виде корпуса датчика. Эти линзы расширяют сенсорную зону устройства. Несмотря на то, что установка объектива и электроника сенсора выполнены по последнему слову техники, эти устройства легко применимы в реальных условиях. Наиболее эффективно вы хотите, чтобы питание и земля для датчика обеспечивали дискретный выход, достаточно прочный для использования микроконтроллером.

Общие изменения включают в себя включение потенциометров для чувствительности и настройку того, как долго PIR остается включенным после его срабатывания.

Вы можете дополнительно переключать датчик между:

  1. Оставаться включенным в течение установленного времени после обнаружения движения.
  2. Пульсирует и прогоркает в режиме «без перезапуска».

Пассивные датчики обычно используются в охранных сигнализациях и автоматических осветительных приборах.Этим программам не требуется, чтобы датчик определял конкретную область предмета, просто чтобы предметы или люди в определенном месте перемещались.

Как далеко обнаруживают ИК-датчики?

Пассивные инфракрасные датчики обнаруживают движение на расстоянии до 30 футов. Когда ИК-датчик находится в комнате, датчик сможет «видеть» всю комнату. В большинстве домов лучше всего использовать один ИК-датчик для охвата всей комнаты. Некоторые варианты ИК-датчиков могут видеть дальше, до 40 футов, в то время как другие также могут видеть до пятнадцати пальцев ног.Прежде чем купить датчик, который использует ИК-обнаружение, очень важно сначала взглянуть на разнообразие датчиков.

Практическое использование инфракрасных датчиков в режиме реального времени

Во-первых, осознайте, что все — люди, животные и даже неодушевленные предметы — излучают определенное количество ИК-излучения. Как ужасно много ИК-излучения, которое они излучают, связано с теплой температурой рамы или объекта и составом материала.

Люди не могут видеть ИК-излучение, но мы разработали цифровые устройства для обнаружения этих индикаторов.Датчики PIR используются в пакетах тепловых датчиков, состоящих из датчиков безопасности и обнаружения движения. Они обычно используются в защитной сигнализации, сигнализации обнаружения движения и пакетах автоматического освещения. Инфракрасная технология широко используется в промышленных целях для:

  • ночных устройств воображения и предсказания.
  • в астрономии, чтобы находить предметы во вселенной с помощью телескопов и детекторов твердого царства.
  • в военном спорте для сопровождения ракет.
  • в художественной реставрации, чтобы исследовать художественные работы и обнаруживать скрытые слои изображения.
  • для отслеживания наночастиц в живых организмах. ИК-датчики также находят применение при изучении климата, обнаружении бензина, анализе нефти и воды, а также в лекарственных препаратах для анестезиологических целей. ИК-датчики используются для защиты в рамках получения права доступа для манипулирования системами.

Заключение

Все предметы, имеющие температуру выше абсолютного нуля (0 кельвинов), обладают тепловым электричеством и в результате являются источниками инфракрасного излучения.Инфракрасные волны не видны человеческому глазу. В электромагнитном спектре инфракрасное излучение может находиться между видимой и микроволновой областями. Инфракрасные волны обычно имеют длину волны около нуля.

Семьдесят пять и одна тысяча мкм. Понимаете вы это или нет, вы, скорее всего, использовали инфракрасный (ИК) датчик. Большинство из нас сменили телевизионный канал с помощью пульта дистанционного управления, который излучает свет (ИК), и многие из нас прошли через датчики безопасности, которые обнаруживают движение через ИК-излучение.

Производители широко используют ИК-датчики, и вы, вероятно, видели их на рисунках на дверях автоматических складов. В популярном ИК-датчике излучатель стреляет невидимым светом в приемник на большом расстоянии. Если приемник не выбирает сигнал, датчик показывает, что объект находится в его направлении.

Разница между датчиком движения PIR и датчиком движения инфракрасного луча

Инфракрасный датчик проникновения (датчик) в основном включает активный инфракрасный датчик (AIR) и пассивный инфракрасный датчик (PIR).Принцип работы детекторов обоих типов различен. Активные инфракрасные детекторы используют двухлучевую передачу в качестве структуры, одна сторона с передатчиком для излучения инфракрасного луча, а другая сторона с приемником для приема луча, что подходит для обнаружения вторжений из точки в точку на открытом воздухе. В отличие от активного инфракрасного детектора, пассивный инфракрасный детектор не излучает инфракрасные лучи, а принимает инфракрасные лучи, испускаемые объектами.

Активный инфракрасный извещатель с профессиональным названием: Фотоэлектрический извещатель луча, состоит из установочного отверстия, светодиодных индикаторов силы луча, сферического зеркала, светодиода…так далее.

Теория работы заключается в том, что инфракрасный светодиод излучает инфракрасный луч, затем инфракрасный луч фокусируется, когда проходит через сферическое зеркало и становится инфракрасным лучом, после передачи на большое расстояние приемник принимает инфракрасный луч. Когда луч пересекается (разрывается) объектами, срабатывает тревога.

Из-за инфракрасного луча с эффектом распространения конуса активный детектор инфракрасного луча не может передавать данные на большие расстояния. Как показывает наш опыт, целесообразно размещать (устанавливать) инфракрасный извещатель на расстоянии 20-300 метров.

Пассивные инфракрасные детекторы отслеживают изменения уровня инфракрасной энергии, вызванные движением объектов (людей, домашних животных и т. д.).

Некоторые предложения по установке ИК-детектора движения и активного инфракрасного детектора:

A. На ИК-детектор движения очень легко воздействуют различные источники тепла и солнечный свет, поэтому ИК-детектор движения больше подходит для обнаружения движения в помещении, которое в закрытой среде.

1. Пассивный ИК-детектор движения не следует устанавливать рядом с кондиционером в местах с холодным или горячим ветром, поскольку ИК-детектор движения чувствителен к изменениям температуры окружающей среды.Быстрые изменения окружающей среды вызовут ложную тревогу.

2. PIR не следует устанавливать лицом к окну, так как на него будут мешать внешние солнечные лучи и движущиеся объекты (люди или транспорт). Инфракрасная энергия может проникать через стеклянное окно.

3. ПИК не следует устанавливать напротив движущихся объектов или объектов с изменяющимся фоном, движение объекта приведет к изменению воздушного потока, что может вызвать ложную тревогу.

4. Между диапазоном обнаружения ИК-детектора движения должно быть меньше объектов.Многие объекты могут уменьшить чувствительность дальности обнаружения.

5. Не устанавливайте более одного (2 или более) беспроводного ИК-датчика в одном и том же месте обнаружения (например, в одной комнате).

6. После установки ИК-детектора движения установщик должен пройти S шагов в диапазоне обнаружения для проверки ИК-детектора движения.

B. Детекторы с активным инфракрасным лучом в основном устанавливаются снаружи, поэтому для обнаружения используется теория передатчика и приемника, важно, чтобы луч мог пройти через зону обнаружения и достичь приемника.

1. Не устанавливайте активный детектор инфракрасного луча рядом с местом, где сильный туман (дым) может серьезно повлиять на активный детектор инфракрасного луча (AIR), лучше выбрать активный детектор инфракрасного луча с конструкцией AGC, которая может уменьшить помехи, вызванные туманом.

2. При использовании активного инфракрасного извещателя для наружной установки необходимо использовать двухлучевой или 3-, 4-лучевой активный инфракрасный извещатель, многолучевой активный инфракрасный извещатель может уменьшить количество ложных срабатываний, вызванных птицами, домашними животными, листьями. …так далее.

3. Выберите активный детектор инфракрасного луча, который использует длину инфракрасной волны светодиода 0,9 мкм.

Получайте мои последние сообщения

Подпишитесь, чтобы получать последние обновления.

Ваш адрес электронной почты никогда не будет передан третьим лицам.

Лампы с датчиком движения — Arduino Project Hub

Светодиод с датчиком движения

Теперь вам может быть интересно узнать, как работают эти лампы, ведь ключевым компонентом этих ламп является «пассивный инфракрасный датчик», сокращенно PIR-сенор.На котором работают датчики движения.

ИК-датчик

ПРИНЦИП РАБОТЫ СВЕТИЛЬНИКОВ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ:

Посмотрите видео на YouTube для лучшего понимания

Наш X-фактор для этих светильников — ИК-модуль. PIR обнаруживает инфракрасное излучение близлежащих объектов или людей, после чего это излучение преобразуется в электрический сигнал в зависимости от силы излучения, и включается светодиод, освещающий вашу комнату.

PIR-датчик, воспринимающий ИК-излучение

У нас есть кое-что для вас

Получите Altium (один месяц бесплатно) — https://www.altium.com/yt/RoboCircuits

КОМПОНЕНТЫ:

PIR-модуль — состоит из 2 пироэлектрических датчиков для обнаружения теплового излучения окружающей среды. Когда сигнал между двумя датчиками меняется, это намекает датчику, что кто-то только что вошел в комнату. PIR имеет 2 потенциометра. Чтобы создать идеальные условия, сначала установите высокую чувствительность, а затем — 1 минуту.

Релейный модуль — светодиод работает от сети 220 В переменного тока. Нам нужно реле для контроля напряжения.

Блок питания. Блок питания имеет простую работу по преобразованию 220 В переменного тока в 5 В постоянного тока, чтобы могли работать PIR и реле.Мы можем легко получить модуль питания от мобильного зарядного устройства.

Транзисторы NPN и PNP. Чтобы усилить выход 3 В на датчик PIR, чтобы можно было сработать реле 5 В, нам нужен транзистор между ними. В этом проекте мы использовали транзистор BC558 PNP. Также можно использовать NPN.

Резисторы

Светодиодная лампа

СОСТАВ СХЕМЫ:

Осторожно откройте верхнюю крышку лампы, не сломав ее. Снимите светодиодную пластину, отпаяв основные провода переменного тока. Там вы можете найти достаточно места, чтобы легко разместить схему.Согласно электрической схеме подключите всю цепь.

Фактическая цепь

Фактическая цепь

Аккуратно установите реле, источник питания, цепь передатчика за светодиодной пластиной. Убедитесь, что провода не соприкасаются друг с другом, не чувствуя натяжения. Теперь поместите PIR снаружи, то есть на верхнюю часть светодиодной пластины. Кроме того, нам нужно накрыть лампочку пластиковой крышкой, но на этот раз мы должны создать огромное отверстие в центре крышки, чтобы PIR мог правильно поместиться и обнаружить излучение.После этого вклейте датчик PIR в пластиковую крышку лампочки. Наконец, вставьте его в держатель лампы и наслаждайтесь удобством освещения с датчиком движения.

РАБОТА ЦЕПИ:

Питание светодиодной пластины контролируется реле. Реле управляется датчиком PIR. Транзистор PNP работает как мост между выходом PIR 3v и входом реле 5v. Наконец, блок питания подает 5 В на модули.

Работают ли детекторы движения в Windows?

Нет, датчики движения обычно не «видят» через окна.Датчики движения обычно используют пассивную инфракрасную (PIR) технологию для обнаружения движения. Очень трудно обнаружить изменения в ИК-энергии через стекло. А поскольку окна сделаны из стекла, датчики движения не обнаруживают движения через окна.

Но из этого правила есть несколько редких исключений. Старые окна с тонким листовым стеклом могут пропускать небольшое количество инфракрасной энергии, что теоретически может позволить активировать датчик движения. Или свет, проходящий через окно, может создать достаточно тепла в определенной области, чтобы активировать датчик движения.Хотя такие ситуации случаются довольно редко, мы рекомендуем пользователям устанавливать движения в сторону от окон для достижения наилучших результатов.

Но для двойных детекторов движения микроволновые датчики будут обнаруживать движение через окна. Эти датчики способны видеть сквозь стекло и твердые предметы. Микроволновые датчики работают, отправляя микроволновые сигналы и отмечая скорость возврата и структуру этих сигналов. Если есть изменение в характере сигнала, то микроволновый датчик будет знать, что присутствует движение.Тем не менее, детектор движения не будет предупреждать систему охранной сигнализации, пока не будут активированы его микроволновый и пассивный ИК-датчики. Это помогает предотвратить любые ложные тревоги. Обратите внимание, что микроволновые датчики также можно регулировать по чувствительности, и правильная настройка датчика необходима для обеспечения его правильной работы.

Большинство пользователей не хотели бы, чтобы движение активировалось через окно. Было бы очень неудобно иметь ложную тревогу, вызванную пролетающей птицей или кем-то, проходящим снаружи.Если пользователь хочет защитить окно, он может вместо этого использовать датчик разбития стекла. Этот тип датчика безопасности будет активно прослушивать звук разбитого стекла. Если датчик обнаружит этот тип звука, то он отправит сигнал в систему сигнализации, чтобы предупредить ее о ситуации. Если какой-либо злоумышленник разбивает окно, чтобы получить доступ внутрь собственности, детектор разбития стекла заметит. Это выгодно, потому что тревога фактически срабатывает, когда злоумышленник все еще находится снаружи. Кроме того, если злоумышленник войдет внутрь, любые датчики движения смогут обнаружить его движение.

Технологическая информация | Компания ОПТЕКС с ограниченной ответственностью

Принцип работы инфракрасных автоматических дверных датчиков заключается в передаче и приеме инфракрасного света. Элемент, известный как светоизлучающий диод (LED), излучает активный инфракрасный свет, который отражается от пола и принимается оптическим приемником, известным как фотодиод (PD). Пока на пути светового луча нет движения или объекта, световая картина статична, а датчик остается в режиме ожидания.

Когда человек или объект пересекает луч, отражение света искажается. Это регистрируется ПД, который подает импульс на открытие двери.

Сенсоры отличаются количеством рядов активных инфракрасных пятен. Эти пятна вместе называются зоной обнаружения.

Поскольку объекты искажают картину отраженного света, активные инфракрасные датчики также реагируют на тележки для покупок и другие движущиеся объекты.

Изначально датчик настраивается по ситуации на локации.Всякий раз, когда в этом стандартном состоянии происходит изменение, оно распознается. Датчик также способен продолжать распознавать эту ситуацию.

Активные инфракрасные датчики отлично подходят для защиты при открытии двери благодаря их способности продолжать распознавать изменения, происходящие в зоне обнаружения. Некоторые датчики могут включать второй ряд зон обнаружения для создания зоны безопасности в дополнение к стандартному первому ряду.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.