Rodzaje czujników ruchu

Czujniki ruchu mają różne warianty wykonania oraz rozmaite zastosowania. Warto wiedzieć czym się różnią, aby móc wybrać ten najbardziej pasujący do naszych potrzeb.

Co to jest czujnik ruchu?

Mówiąc najprościej, to urządzenie ma wykryć ruch w swoim otoczeniu. Najczęściej chodzi o znalezienie człowieka, który przemieszcza się w polu zasięgu czujnika. Niektóre czujniki potrafią reagować również na zwierzęta - koty albo psy - a nawet na automatyczne, samosprzątające roboty odkurzające.

Na rynku mamy cztery główne rodzaje czujników ruchu, które są stosowane w różnych miejscach. W niektórych miejscach lepiej użyć czujnika bardziej czułego, a gdzieś indziej lepiej sprawdzi się ten mniej wrażliwy.

Poza tymi czterema grupami funkcjonują inne systemy, na przykład sprzęgnięte z kamerami.

Sposoby działania czujników ruchu

Układy elektroniczne nie mają oczu, którymi mogłyby obserwować otoczenie tak, jak my ludzie. Muszą sobie radzić różnorakimi metodami pośrednimi. Każda z nich ma swoje wady i zalety, a także różnią się ceną:

• na podczerwień
• mikrofalowe
• ultradźwiękowe
• laserowe

Na podczerwień

Ten rodzaj czujnika jako jedyny z tutaj opisanych jest czujnikiem pasywnym, czyli nie emituje w przestrzeń jakiegokolwiek promieniowania. Posiada za to sensor światła wyczulony w zakresie podczerwieni, którym mierzy natężenie promieniowania podczerwonego. Duże obiekty, znacznie cieplejsze od otoczenia, będą przez niego doskonale dostrzeżone.

Ten czujnik nie sygnalizuje jednak samego wykrycia odpowiednie natężenia podczerwieni, lecz jego zmianę. Człowiek, który szybko przejdzie przed okienkiem czujnika wzbudzi jego działanie, a powoli rozgrzewający się kaloryfer lub płyty chodnikowe - nie. Czujnik ten jest często określany skrótową nazwą PIR, od Passive InfraRed - czyli pasywny czujnik podczerwieni.

Czujniki pasywne są bardzo trudne do wykrycia przez potencjalnych włamywaczy, ponieważ ich działania nie da się w żaden sposób “podsłuchać”. One same jedynie obserwują tło, niczego nie emitując. Są również dosyć tanie i mają szeroki kąt obserwacji, dlatego stosuje się je najczęściej.

Wadą jest możliwość wzbudzenia go przez małe zwierzęta lub dzieci oraz relatywnie niska czułość. Nie wykrywa również obiektów o temperaturze otoczenia, więc może przemknąć koło niego zdalnie sterowany pojazd.

Ten rodzaj czujnika ruchu często jest zintegrowany z czujnikiem światła. Kiedy jest jasno, nie włącza się. Można w ten sposób uniemożliwić włączanie lamp w ciągu słonecznego dnia. Ta funkcja nosi również nazwę czujnika zmierzchowego.

Mikrofalowe

Ten i następne czujniki należą do grona czujników aktywnych, czyli sam emituje coś w przestrzeń, po czym nasłuchuje echa tego, co do niego wróciło. W przypadku tego rodzaju sensora ruchu, emitowanym medium jest fala radiowa o częstotliwości z zakresu mikrofal. Zazwyczaj ta częstotliwość wynosi kilka gigaherców.

Te czujniki uchodzą za najbardziej czułe, a także najłatwiejsze do ukrycia. Przesłona ze szkła, plastiku albo płyty kartonowo-gipsowej nie zaburza ich pracy. Można je zatem doskonale zamaskować. Można to przyrównać do fal sygnału WiFi lub GSM, które przenikają przez ściany bez większych przeszkód.

Wykrywają również obiekty “martwe”, więc mogą zostać wzbudzone przez firankę poruszaną przez wiatr albo jeżdżącego robota sprzątającego. Są również dosyć łatwe do wykrycia przez doświadczonych włamywaczy - wystarczy analizator widma elektromagnetycznego z anteną, która odbierze sygnał czujnika

Ultradźwiękowe

W przypadku tego czujnika, w przestrzeń wysyłana jest fala dźwiękowa o częstotliwości kilkudziesięciu kiloherców. Potem czujnik analizuje sygnał, który do niego wraca.

Czujniki ultradźwiękowe uchodzą za mniej czułe od mikrofalowych. Nie można ich schować za elementem wyposażenia wnętrza, muszą mieć bezpośrednią widoczność nadzorowanego obszaru - jak ich “kuzyni” na podczerwień. Ich pracę również można podsłuchać, tyle, że potrzebny jest do tego odpowiedni mikrofon z przedwzmacniaczem oraz analizator, który przetworzy zebrany sygnał.

Mają jeszcze jeden mankament: mogą być słyszalne przez zwierzęta, które posiadają zdolność do wykrywania ultradźwięków. Dlatego należy je instalować z rozwagą, aby nie narażać naszych futrzastych ulubieńców na niepotrzebny dyskomfort.

Laserowe

W tych czujnikach emitowana jest jedna, prosta wiązka światła, która ulega odbiciu. W stanie spoczynku, znajdująca się naprzeciw czujnika powierzchnia może odbijać to światło z powrotem w jego kierunku (np. gładka tafla tworzywa sztucznego lub metal), a może je pochłaniać lub rozpraszać na boki (beton lub porowata farba). Czujnik zapamiętuje tę sytuację i czeka na jej zmianę.

Nawet krótkotrwała zmiana otoczenia, które znajduje się naprzeciw czujnika, zostanie zarejestrowana. Jeżeli impuls dotychczas nie powracał, lub działo się to z większym opóźnieniem, to znak, że coś się zmieniło.

Te czujniki nie nadają się do obserwowania całego pomieszczenia, ich zasięg widzenia jest ograniczony do przestrzeni leżącej bezpośrednio naprzeciw ich okienka. Dlatego można je ustawić na takiej wysokości, aby nie reagowały na małe zwierzęta, roboty odkurzające czy dzieci.

Ich podsłuchanie również jest utrudnione, ponieważ jakiekolwiek zaburzenie emitowanej wiązki spotka się z reakcją ze strony czujnika. Za to dosyć łatwo można taki czujnik ominąć, czyli przejść nad lub pod nim.

Gdzie je stosujemy?

Te niewielkie, pożyteczne układy można zastosować w wielu różnych miejscach. Oto kilka najważniejszych.

Oświetlenie

Wiele systemów oświetlenia wykorzystuje czujniki ruchu. I nie ma w tym nic dziwnego, bowiem lampy należą do tej grupy urządzeń, którą włączamy tylko wtedy, kiedy przebywamy w danym obszarze. Wchodząc do toalety albo na ciemny korytarz nie trzeba szukać włącznika, niekiedy ukrytego. Wystarczy, aby nasza obecność została zarejestrowana przez czujnik.

W tym zastosowaniu najczęściej używa się czujników na podczerwień (PIR), ponieważ są tanie i mają szeroki kąt widzenia. W sprzedaży mamy dostępne nawet gotowe lampy, w których ten czujnik jest już osadzony w obudowie.

W przypadku takiego zastosowania, warto zwrócić uwagę na dwie funkcje:

• regulację czułości,
• detekcję obecności.

Pierwsza funkcja pozwala na ustawienie takiego progu zadziałania czujnika, przy którym nie będzie on wykrywał małych zwierząt i innych nieznaczących obiektów. Ustalając odpowiedni próg, można zapobiec częstemu i niepotrzebnemu włączaniu światła. Druga funkcja podtrzymuje świecenie przez cały czas, kiedy ktoś jest w polu widzenia czujnika. Zapobiegnie to notorycznemu wyłączania się lamp, pomimo czyjejś obecności.

Jednak nie tylko duże lampy należy włączać wtedy, kiedy ktoś się rusza. Również niewielka lampka nocna może włączać się automatycznie, kiedy ktokolwiek znajdzie się w jej zasięgu.

Nawet zwykłe żarówki LED mogą być wyposażone w czujniki ruchu. Ta posiada czujnik mikrofalowy.

Systemy zabezpieczeń

Czujniki stosowane w tym celu muszą być możliwie niezawodne, aby nie pominęły kogoś niepożądanego, ale też nie powinny generować same z siebie fałszywych alarmów. System alarmowy, który notorycznie się wzbudza, wywołuje jedynie irytację i tracimy do niego zaufanie.

W tym obszarze również można znaleźć wszystkie cztery rodzaje czujników, jak również systemy wyposażone w kamery. Czujniki alarmowe mają z reguły niewielką obciążalność wyjścia, ponieważ umieszczone w nich styki muszą jedynie poinformować centralkę alarmową o zaistniałym zdarzeniu. Często stosuje się kombinacje różnych wariantów, na przykład czujnika PIR i mikrofalowego w jednej obudowie.

Prym tutaj również wiodą czujniki na podczerwień, a to z dwóch powodów. Pierwszym jest cena, a drugi to możliwość pracy na baterii. Jako czujniki pasywne nie emitują do otoczenia jakiejkolwiek energii (poza sygnałem radiowym do centralki), więc zużywają jej stosunkowo niewiele. Taki czujnik można zatem powiesić w dowolnym miejscu, bez konieczności doprowadzania do niego jakichkolwiek przewodów.

Prosta automatyka

Samoczynnie otwierające się drzwi również są sterowane niewielkim czujnikiem ruchu. W ten sam sposób można załączać również wentylację albo uruchamiać gong witający gości w sklepie. Liczba możliwości jest naprawdę szeroka!

Podsumowanie

Czujniki występują w kilku rodzajach. Najbardziej rozbudowane systemy wykorzystują kamery i złożone analizatory przetwarzające obraz oraz kombinacje różnych innych czujników, lecz rzadko trzeba sięgać po tak złożone metody. Czasem wystarczy prosty czujnik na podczerwień, aby włączyć oświetlenie w ogrodzie nocą.