Czujnik ruchu - zasada działania

Zadaniem czujnika ruchu jest wykrycie poruszającego się obiektu, który wszedł w pole jego widzenia. Na rynku mamy kilka rodzajów czujników, a każdy z nich działa na innej zasadzie. Warto wybrać odpowiedni do swoich potrzeb, aby prawidłowo spełniał swoje zadanie.

Do czego służą czujniki ruchu?

Te urządzenia elektroniczne sygnalizują detekcję ruchu, na przykład człowieka. Dają na swoim wyjściu informację w postaci zwarcia odpowiednich styków, co może załączyć jakieś urządzenie elektryczne - na przykład oświetlenie. W ten sposób, wchodząc do ciemnego korytarza, nie musimy szukać po omacku włącznika - czujnik samoczynnie załączy oświetlenie, po czym zgasi je po ustalonym czasie.

Proste układy elektroniczne nie mają kamer, którymi rejestrowały obraz, a następnie analizowały jego zmiany - taki wariant czujnika ruchu byłby bardzo drogi w realizacji, choć umożliwiałby odróżnienie dorosłego człowieka od kota lub bawiących się dzieci. Typowe czujniki ruchu mają kilka wariantów wykonania, a każdy z nich ma swoje wady i zalety.

Jakie mamy rodzaje czujników?

Najpopularniejsze czujniki ruchu to:

• na podczerwień (tak zwane PIR),
• mikrofalowe,
• ultradźwiękowe,
• laserowe.

Czujniki PIR

Te czujniki są najpopularniejsze i zarazem najtańsze. Działają na zasadzie pomiaru natężenia promieniowania podczerwonego, jakie emituje każdy organizm stałocieplny - czyli człowiek, ale zwierzęta również. Jeżeli przyrost natężenia tego promieniowania będzie zbyt wysoki lub zbyt szybki - czujnik uaktywnia się.

Ich wadą jest reagowanie na zwierzęta, przez co biegający po podwórku pies lub kot mogą go uaktywniać, włączając niepotrzebnie reflektor. Niektóre czujniki tego rodzaju mają ustalaną ręcznie czułość, przez co można ograniczyć ich działania jedynie do dużych obiektów, czyli na przykład ciała dorosłego człowieka.

Mikrofalowe

O ile czujniki PIR są pasywne, ponieważ jedynie zbierają informacje z otoczenia, o tyle czujniki mikrofalowe emitują swoją wiązkę fal elektromagnetycznych o bardzo wysokiej częstotliwości. Decyzja o tym, czy coś się porusza w jego otoczeniu, jest podejmowana po przeanalizowaniu przez niego odbitych mikrofal.

Są znacznie bardziej czułe od czujników na podczerwień. Potrafią również “widzieć” przez materiały nieprzewodzące prądu, czyli na przykład szkło, tworzywa sztuczne albo płyty kartonowo-gipsowe. Niestety, nie potrafią odróżniać obiektów żywych od martwych, czyli poruszający się po podłodze odkurzacz automatyczny również zostanie przez niego “dostrzeżony”.

Te czujniki noszą również nazwę radarowych. To skojarzenie jest całkiem słuszne, gdyż radary aktywne (na przykład do pomiaru szybkości pojazdów) działają w podobny sposób.

Ultradźwiękowe

W tych czujnikach nie jest wysyłana wiązka fal radiowych, lecz ultradźwięków - czyli sygnałów akustycznych o bardzo wysokiej częstotliwości. Są niesłyszalne dla ludzkich uszu. Podobnie, jak w przypadku czujników mikrofalowych, odbiornik fal odbitych zaszyty w czujniku analizuje to, co wróciło do niego i na tej podstawie wydaje werdykt: jest ruch, czy też go nie ma.

Nie są aż tak czułe, jak czujniki mikrofalowe. Mają jeszcze jedną wadę: niektóre zwierzęta, zwłaszcza psy, mogą reagować agresywnie przebywając w ich pobliżu. Uszy tych zwierząt potrafią zarejestrować te dźwięki, zaś one są w stanie sprawiać im ból.

Laserowe

Tę grupę czujników wypadałoby nazwać czujnikami odległości - i niektórzy producenci tak czynią, co może być mylące. Wiązka światła laserowego jest emitowana w przestrzeń, po czym układ analizuje czas, który mija do jej powrotu.

Jeżeli na drodze tej związki stanęła przeszkoda (np. noga przechodzącego człowieka), wraca ona szybciej lub nie robi tego w ogóle, jeżeli została w całości pochłonięta lub rozproszona na boki. Na tej podstawie elektronika w czujniku stwierdza, że coś znalazło się w zasięgu tej wiązki.

Tej czujnik działa jedynie w linii prostej. Pozostałe czujniki, zwłaszcza PIR, obejmują swoim zasięgiem szeroki kąt. Dlatego można go zamontować na takiej wysokości, aby rejestrował jedynie ludzi, a nie zwierzęta czy roboty sprzątające.

Podsumowanie

Kilka rodzajów czujników daje możliwość wyboru tego, który najlepiej sprawdzi się w danym miejscu. Każdy z nich działa nieco inaczej i ma inne zalety oraz wady. Na podstawie powyższego opisu da się znaleźć najlepiej pasujący do naszych potrzeb.