Rodzaje czujników ruchu

Czujniki ruchu stały się integralną składową otaczającego nas świata. Ich obecność w naszym otoczeniu jest na tyle powszechna, iż często nie zdajemy sobie sprawy z ich pracy. Czujnik ruchu to urządzenie zawierające elementy elektroniczne wykrywające w swoim polu działania ruch i pozwalające włączyć inne urządzenia. Urządzenia te zastępują różnego rodzaju wyłączniki. Jednym z ich pierwszych zastosowań było uruchamianie alarmu w wypadku wykrycia intruza w pomieszczeniu. Obecnie wraz z obniżeniem kosztów czujników i możliwością ich instalacji w różnych obudowach, znalazły również zastosowanie w kontroli oświetlenia, klimatyzacji i wielu innych urządzeń domowych. Dzięki zintegrowanemu przełącznikowi czasowemu możesz zaoszczędzić na kosztach energii. Zastosowanie czujników ruchu zwiększa nie tylko komfort, ale i bezpieczeństwo.

_{Fot. Czujnik ruchu PIR Renkforce 360°, przekaźnik biały, IP20, sufitowy, do wbudowania}

Rodzaje czujników ruchu

Czujniki ruchu do swojej pracy mogą wykorzystują kilka różnych technologii. Podstawowy podział czujników określający możliwość zastosowania w określonych warunkach to:

Czujniki aktywne (ultradźwiękowe)
Czujniki pasywne (PIR)
Systemy mieszane
Systemy laserowe
Systemy oparte na kamerze

_{Fot. nadtynkowy Czujnik ruchu PIR Renkforce 160 ° przekaźnik biały IP44}

Czujniki ultradźwiękowe (aktywne)

Wykrywają promieniowanie podczerwone w obszarze swojej detekcji. Urządzenie takie podczas pracy wysyła wiązkę promieniowania podczerwonego w strefę swojego działania. Wykryte zmiany wiązki promieniowania podczerwonego spowodowane obecnością ludzi lub zwierząt (każde żywe stworzenie emituje ciepło) powodują zadziałanie układu przełączającego czujnika i odpowiednią reakcję np. włączenie alarmu. Czujniki aktywne mogą mierzyć nie tylko promieniowanie odbite przez obiekt, ale również odbite i rozproszone. Urządzenia takie (nazywane czujnikami kurtynowymi) mogą wykorzystywać fale elektromagnetyczne. Zaletą tego typu rozwiązania jest możliwość regulacji czułości, dzięki czemu niepowołane zdarzenia nie uruchamiają urządzenia, np ruch zwierząt domowych nie wpływa na uruchomienie czujnika. Coraz większą popularnością na rynku cieszą się czujniki mikrofalowe HF (High Frequency). Z uwagi na to, iż mikrofale przenikają przez plastik, drewno, szkło i inne cienkie materiały, mogą one być zamontowane w niewidocznych miejscach, przez co znakomicie sprawdzają się w systemach alarmowych. Zaletą czujek mikrofalowych jest brak wrażliwości na zmiany temperatury otoczenia lub poruszającego się obiektu. Czujniki tego typu mają jednak zwykle wyższą cena.

Czujniki PIR (pasywne)

Czujniki PIR (ang. Passive Infra Red) stanowią elektroniczne detektory przeznaczone do wykrywania ruchu. Są one nieodzownym elementem systemów alarmowych, a także instalacji automatycznego załączania oświetlenia, wentylacji, itp. Podobnie jak czujniki aktywne działają na zasadzie analizy promieniowania podczerwonego. Podstawową różnicą między czujnikami jest fakt, iż czujniki pasywne nie emitują promieniowania podczerwonego, a jedynie analizują jego zmiany w polu detekcji. Reagują, jeżeli w zasięgu czujnika pojawi się obiekt, którego temperatura jest wyższa od temperatury otoczenia. Jako główne elementy czujnika PIR należy wymienić pyroelement (detektor podczerwieni) na bazie azotku galu (GaN) lub azotanu cezu (CsNO3) i soczewkę Fresnela lub lustro. W celu wyeliminowania tzw. fałszywych alarmów zastosowanie znajdują specjalne algorytmy. Czujniki tego typu pracują w obszarze kilku metrów. Wadą tego typu czujników jest brak możliwości regulacji czułości urządzenia.

Systemy mieszane

Czujniki, w których wykorzystywano technologię mieszaną. Urządzenie pracujące w takim standardzie może wykrywać zmianę promieniowania podczerwonego i promieniowania mikrofalowego. Dzięki wykorzystaniu dwóch rodzajów detekcji, łączą cechy czujników PIR i aktywnych, są bardziej skuteczne i mniej podatne na zjawiska wywołujące fałszywe alarmy.

Systemy laserowe

Systemy laserowe są specjalnym typem czujników. W czujnikach laserowych wykorzystywany jest generator wiązki laserowej. Każdorazowe przerwanie ciągłości wiązki laserowej generuje uruchomienie systemu.

Systemy oparte na kamerze

Najmłodsze i ciągle rozwijane systemy detekcji ruchu. Systemy te oparte są na kamerze, która wykrywa ruch w dosłownym tego słowa znaczeniu. Urządzenia tego typu mają swoją genezę w technologii bezpieczeństwa i reagują na wszystkie zmiany, w obszarze monitorowania (mogą np. zaalarmować w wypadku zostawienia podejrzanego ładunku), umożliwiają także automatyczny zapis obrazu.

_{Fot. Czujnik ruchu HF Steinel 360°, przekaźnik biały, IP20, podtynkowy}

Jak wybrać czujnik ruchu?

Wybierając urządzenie do swoich potrzeb należy wziąć pod uwagę kilka parametrów opisujących czujnik i całe urządzenie. Podstawowe parametry to :

Zasilanie czujnika
Kąt detekcji - np. 180°, 360°
Odporność na warunki atmosferyczne

Zasilanie czujnika

Na rynku występują modele zasilane sieciowo, jak i bateryjnie. Zasilanie sieciowe jest optymalne do stałych systemów, gdzie mamy możliwość poprowadzenia odpowiedniego okablowania. Czujniki bezprzewodowe idealnie sprawdzają się w pomieszczeniach, które nie mają możliwości podłączenia urządzenia do zasilania sieciowego.

Kąt detekcji

Określa maksymalny zasięg czujnika np. 180° lub 360° oraz obszar, w jakim będzie on działał. Im większy kąt detekcji, tym obszar działania czujnika będzie większy. Maksymalny obszar działania czujnika, oprócz kata detekcji, zależy oczywiście także od wysokości instalacji urządzenia. Należy pamiętać, iż nie możemy zwiększać obszaru działania czujnika przez montaż na dowolnej wysokości. Każdy z czujników ruchu posiada maksymalną wysokość montażu określona przez producenta. Odległość powinna być dobrana w zależności od miejsca, w którym chcemy zamontować czujnik i własnych preferencji. Jeżeli miejsce zainstalowania czujnika będzie znajdowało się blisko chodnika, a urządzenie będzie miało duży zasięg, to będzie uruchamiać światło niemalże przez cały czas. W zakresie czujników PIR wyróżnić można:

- urządzenia wolumetryczne

- urządzenia kurtynowe.

Dzięki czujnikom wolumetrycznym jest możliwe zapewnienie ochrony większych powierzchni. Zasada ich działania pozwala na detekcję na mniejszych odległościach jednak przy większej szerokości pola detekcji. Czujniki takie najczęściej są elementem systemów ochrony rozległych terenów. Wykrywany obiekt może znajdować się do ośmiu metrów przed czujnikiem lub 1 metr za nim. Ważną rolę odgrywa dodatkowy czujnik, dzięki któremu wykrywane są osoby znajdujące się w martwej strefie. Maksymalny zasięg działania czujników kurtynowych wynosi do 220 m. Obszar detekcji takiego czujnika cechuje się stosunkowo niewielką szerokością wynoszącą zaledwie 2-3 metry przy maksymalnym zasięgu.

Odporność na warunki atmosferyczne

Dobrej jakości urządzenia muszą być odporne na warunki atmosferyczne, takie jak temperatura i wilgoć, a urządzenia zewnętrzne dodatkowo powine być odporne na promieniowanie UV.

Czujnik ruchu do lampy

Czujniki ruchu mogą być stosowane między innymi do włączania i wyłączania oświetlenia. W takim przypadku montowane są one zwykle na traktach komunikacyjnych. Każdorazowe pojawienie się ruchu w obszarze objętym detekcją przez czujnik powoduje zapalenie się światła oraz uruchomienie modułu czasowego odpowiedzialnego za wyłączenie światła po określonym czasie.

Czujnik ruchu do alarmu

Na tej samej zasadzie pracują czujniki ruchu montowane w systemach alarmowych, jednak w ich przypadku wykrycie ruchu powoduje włączenie się syreny alarmowej lub też zaprogramowanego zdarzenia (np. sygnału do właściciela obiektu lub firmy ochraniającej).

Zakres możliwych zastosowań czujników jest bardzo szeroki i zależy od naszej inwencji i kreatywności. Aby urządzenie poprawnie pracowało, należy pamiętać o odpowiednim doborze czujników w zależności od miejsca instalacji oraz pożądanych parametrów.

Główne parametry wyboru czujnika ruchu

Miejsce instalacji: na zewnątrz lub wewnątrz – należy dobrać odpowiedni stopień ochrony IP.
Sposób detekcji – należy dobrać odpowiednią technologię w jakiej pracuje czujnik.
Fizyczne miejsce instalacji – do wyboru mamy czujniki nadtynkowe, czujniki podtynkowe jak również narożne, ścienne i sufitowe). Optymalne wykrywanie ruchu odbywa się przy instalacji prostopadłej do sektorów detekcji. Czujniki instalowane wewnątrz nie mogą znajdować się naprzeciwko okien oraz silnych źródeł interferencji podczerwieni takich jak reflektory. Należy pamiętać także, iż czujniki ruchu nie mogą być instalowane w pobliżu klimatyzacji wentylatorów i innych obiektów będących w ruchu.
Chroniony obszar – należy dobrać odpowiedni kat detekcji, a także maksymalną wysokość instalacji urządzenia.
Potrzebne okablowanie – fakt ten niezwykle istotny w przypadku potrzeby przebudowania instalacji elektrycznej.
Zakres nastawów czasowych – parametr istotny w przypadku sterowania oświetleniem.
Maksymalne przełączalne obciążenie – należy uwzględnić przewidywane obciążenie obsługiwanego układu.
Dodatkowe przyciski alternatywnego sterowania – parametr zwiększający funkcjonalność urządzenia. Niektóre modele czujników wyposażono w piloty zdalnego programowania i przełączania.