При установке систем профессиональной и домашней охранной сигнализации в основном используются комбинированные устройства обнаружения движения.
В таких устройствах разные принципы работы датчиков движения. По сути, они сочетают в себе пассивное обнаружение объекта в инфракрасном диапазоне и один из методов сканирования на основе эффекта Доплера с использованием ультразвука или микроволнового излучения.
Это значительно увеличивает надежность устройства и снижает количество ложных срабатываний.
Работа на радиоволновом (СВЧ) излучении
Автогенератор с мягким самовозбуждением работает на базе транзистора VT1. Одновременно действует как смеситель и гетеродин для отраженного входного сигнала.
Его частота при появлении в поле действия постороннего предмета меняется незначительно на несколько герц. Эта разница называется доплеровским сдвигом.
Этот сигнал принимается фильтром нижних частот L3 и через конденсатор 2 направляется в каскадный усилитель A1, который также является фильтром притекающих низкочастотных колебаний.
Усилитель переменного тока обеспечивает высокую термическую стабильность сигнала. Изменяя положение резистора R11, можно регулировать чувствительность прибора.
Для эффективной работы детекторов движения на основе микроволнового излучения площадь поперечного сечения отражающей поверхности должна быть достаточно большой.
Кроме того, отражательная способность материала, из которого изготовлен объект, также влияет на чувствительность. Материалы с хорошей электропроводностью лучше отражают микроволновые волны, а диэлектрические объекты их поглощают.
Теоретически, если взять плоскую металлическую пластину и поставить ее под углом 450 к направлению излучения детектора, можно добиться его выхода из строя.
На практике попадание в объект в области сканирования приводит к резким изменениям амплитуды входного сигнала, что также дублируется параллельным ИК-датчиком.
Сердце микроволнового детектора — генератор Ганна, приемопередающая антенна (трансивер) и смешивающий диод Шоттки. При подаче питания генератор начинает генерировать электромагнитные волны, которые антенна направляет в область сканирования.
Часть волн попадает на диод Шоттки, где он является эталоном. Отраженный сигнал также перенаправляется на диод смешения, где определяется разность фаз. Таким образом, можно не только обнаружить движение в сканируемой области, но и определить расстояние до него с дополнительным анализом.
В соответствии с требованиями, предлагаемыми организацией видеонаблюдения, он может состоять из нескольких подсетей, которые взаимодействуют между собой через специально разработанные шлюзы: серверы и станции администрирования.
Если при настройке видеонаблюдения у вас возникнут проблемы с провайдером, который не может предоставить статический IP-адрес, вы можете использовать службу DynDNS и связать DNS-адрес роутера с устройством. Подробнее о настройке системы видеонаблюдения читайте на нашем сайте.
Наиболее распространенными частотами, используемыми в микроволновых детекторах, являются диапазон X — 10,525 ГГц и диапазон K — 21,125 ГГц. Для снижения энергопотребления во многих моделях используется режим импульсной развертки.
Микроволновые извещатели в основном используются для мониторинга больших площадей и объемов в условиях высокого шума и теплового загрязнения.
Принцип работы датчика движения основанного на ультразвуке
1. Ультразвуковые волны.
2. Пьезокерамический элемент.
3. Выходное напряжение.
4. Металлическая диафрагма.
5. Конус.
6. Размещение.
7. Проволока.
8. Эластичный материал.
9. Выводы.
Диапазон ультразвуковых волн, используемый в детекторах типа «ЭХО-5», имеет частоту колебаний за пределами человеческого слуха — более 20 кГц.
Когда они сталкиваются с объектом, их отражение рассеивается в пространстве под широким углом, вплоть до 1800. Эффект Доплера возникает, когда частота отраженных и излучаемых на приемном устройстве волн не совпадает.
Преимущество ультразвука перед микроволнами заключается в относительно медленном распространении звука, что позволяет использовать более дешевые и менее совершенные измерительные элементы в чувствительных устройствах.
Для генерации ультразвуковых волн используются пьезоэлектрические устройства, которые работают в моторном режиме, напрямую преобразуя электрическую энергию в механическую.
Поскольку пьезомеханический эффект имеет обратную связь, эта схема подключения может работать как для генерации сигнала, так и для его приема. При использовании керамических элементов резонансная частота сигнала составляет 32 кГц.
Если детектор используется для работы в импульсном режиме, одно и то же устройство используется для передачи и приема волн. Если режим работы непрерывный, используются два пьезокерамических элемента.
Одним из существенных недостатков этого принципа является то, что некоторые животные могут воспринимать передаваемые сигналы. Еще один недостаток — чувствительность к загрязнению воздуха, в цехах с повышенной запыленностью или повышенной влажностью скорость срабатывания извещателя несколько снижается.
Действие детектора основанного на тепловом излучении
Датчики движения с пассивными ИК-элементами широко используются в системах охранной сигнализации и управления освещением. Термочувствительные сенсоры таких детекторов реагируют на спектральное излучение в инфракрасном диапазоне от 4 до 20 мкм, что соответствует тепловому излучению человека.
В качестве чувствительных датчиков можно использовать три типа элементов: пироэлектрические, термисторы, термоэлементы. Среди всего списка лидируют пироэлектрики с высокой чувствительностью, широким температурным диапазоном восприятия и невысокой стоимостью.
Чтобы избежать ложных срабатываний из-за колебаний температуры окружающей среды, эти датчики сделаны сопряженными и симметричными. Если имеется одновременная (синфазная) подача входных сигналов, они будут взаимно отменены, и уровень выходного сигнала не изменится.
Но когда излучающий тепло объект движется, тепловой поток, который он создает, будет неустойчивым и достигнет сенсорных элементов в течение разных периодов времени. В результате изменится уровень выходного сигнала.
Помимо пассивных детекторов, которые улавливают только инфракрасное излучение, есть модели, использующие активное излучение. Такие устройства состоят из двух элементов. ИК-передатчик, генерация и прием.
Активный элемент генерирует инфракрасные лучи, которые представляют собой упорядоченный поток импульсов. Это позволяет приемному устройству отличать передаваемый импульс от солнечного излучения в ИК-спектре.
Дальность и зона действия датчика движения
Дальность обнаружения движения активных извещателей напрямую зависит от чувствительности датчиков и мощности генератора сигналов. На последние вводятся ограничения, чтобы не навредить здоровью людей в зоне сканирования.
Другой способ достигается за счет увеличения диапазона датчика движения, улавливающего инфракрасное излучение.
Повышение чувствительности инфракрасного датчика достигается за счет концентрации входящего излучения на внешней системе линз устройства. Эта система выполняет две функции.
Он фокусирует излучение на пироэлементе и формирует пространственную структуру зон чувствительности детектора.
Эта структура имеет форму «лепестка» с большим количеством сканируемых секторов. Обнаружение объекта происходит при пересечении границы сектора.
Существуют некоторые стандарты моделей чувствительности (направленности) областей сканирования:
- стандартные — веерообразные по горизонтали и многоярусные по вертикали;
- узкий луч: имеет узкую зону слежения: один с двумя лучами по горизонтали и один с двумя уровнями по вертикали;
- «Занавес» — узкий по вертикали и горизонтали ярусный, образует занавес, параллельный земле.
При проектировании видеонаблюдения за линиями или устройствами, питающими оборудование, необходимо предусмотреть использование ограничителей перенапряжения и других устройств, ограничивающих перепады напряжения.
(Индивидуальная) квартирная сеть видеодомофона может включать до 6 камер, 3 входных панели, 6 аудиоламп, 5 мониторов. Узнайте больше о многосемейном видеодомофоне для повышения коллективной безопасности здесь.
Если извещатель установлен на потолке комнаты, область сканирования будет иметь форму круглого конуса в поперечном сечении. Такое размещение оптимально для датчиков объемного сканирования, используемых для полного контроля помещения.
Использование сферической линзы Френеля предпочтительнее цилиндрической, так как она минимизирует аберрационные процессы при концентрации излучения.
Система зеркал с сегментированными линзами более эффективна. Его изготавливают путем формования из твердого пластика и затем покрывают материалом с высокой отражающей способностью. Такие системы имеют более высокую чувствительность и дальность обнаружения при сопоставимой площади входного окна.
