Инфракрасный датчик движения

Все выше абсолютного нуля (-273 ° C) излучает тепловое ИК-излучение. Поскольку люди всегда выделяют гораздо больше тепловой энергии, чем их окружающая среда, это делает их легко обнаруживаемыми с помощью инфракрасного датчика движения. Поэтому эта технология применяется в самых требовательных приложениях, особенно в современной системе безопасности и защиты.

ИК-датчик для умного дома

Инфракрасный датчик движения позволяет ощущать передвижение человека. Устройство небольшое, недорогое, маломощное и достаточно простое в использовании. Оно обычно встречается в приборах и гаджетах, используемых в домах или на предприятиях.

Разновидности и особенности ИК-датчиков

ИК-датчики движения классифицируются по разным типам в зависимости от приложений. Например, существуют такие виды датчиков движения, как:

• извещатели скорости, работающие для синхронизации скорости нескольких двигателей;
• детекторы PIR – для автоматического открывания дверей;
• извещатели температуры – для промышленного контроля температуры;
• сенсоры объемные – для охраны машин.

ИК-излучение проходит через дым, пыль, листву и туман с легкостью, что делает человека хорошо заметным даже в самых неблагоприятных условиях освещения.

Разновидности ИК-датчиков

Детектор PIR обнаруживает инфракрасный свет, излучаемый теплым объектом. Он состоит из пироэлектрических датчиков, которые вносят изменения в их температуру (из-за падающего IK-излучения) в электрический сигнал. Когда IK-свет поражает кристалл, он генерирует электрический заряд.

Объемный датчик  широко используется для контроля закрытых помещений. Извещатель служит для обнаружения присутствия людей в непосредственной близости. Объемный ИК-датчик фиксирует инфракрасный свет, излучаемый теплым объектом.

Объемный ИК-извещатель

Способ расположения:

• потолочный датчик движения 360 градусов;
• настенный;
• угловой (самый удобный способ монтажа);
• универсальный (в комплекте крепеж для различных расположений).

Схема IK-датчика

ИК-датчики, как и все другие фотосенсоры, работают по принципу, что фотон достаточной энергии может выбивать электроны так, чтобы сопротивление цепи менялось. ИК-датчик состоит из излучателя, детектора и связанных с ним схем. Схема, необходимая для создания ИК-датчика, состоит из двух частей: эмиттера и приемника.

Излучатель – это просто ИК-светодиод (светоизлучающий диод), а детектор – это просто ИК-фотодиод, чувствительный к инфракрасному свету той же длины волны, что и излучаемый ИК-светодиодом. Когда IK-свет падает на фотодиод, его сопротивление и, соответственно, выходное напряжение изменяются пропорционально величине принимаемого ИК-луча.

ИК-извещатель движения

Принцип работы датчиков движения

ИК датчик – это устройство, излучающее, обнаруживающее и принимающее инфракрасные волны в качестве тепла. Большинство IК-детекторов покрыты линзами Френеля или параболическими зеркалами для приема инфракрасных волн со всей площади. По мере того, как эти волны достигают ИК-датчика, он генерирует напряжение в разных волнах, которое используется для запуска сигнала или активации какой-либо другой системы.

IК- сенсоры используются для обнаружения перемещения и измерения тепла. Когда объекты проходят в пределах длины волны, световые волны обнаруживают эти объекты и отражают их обратно на датчики.

Следовательно, эти устройства помогают в обнаружении движения объектов. Они имеют длину волн меньше, чем у микроволн, но дольше по сравнению с видимым светом. Таким образом, они охватывают промежуточную область между ними.

Кроме того, детектор движения может обнаруживать все объекты с температурой более нуля, в свою очередь, сохраняя тепловую энергию. Маленький ИК-прибор располагают вблизи середины фокальной плоскости. Перемещающиеся теплые точки движутся по датчику, генерирующему импульсы или аналоговый сигнал, изменяющийся во времени. При электрическом фильтровании и измерении порога обнаруживается движение.

ИК-датчик движения

Применение ИК-датчиков

Сенсор, или датчик (sensor), – это устройство, используемое для представления среды или состояния в соответствии с требованиями приложения. ИК-детекторы используются в различных проектах на своей первооснове, а также в различных электронных устройствах, которые измеряют температуру, влажность.

Радиационные термометры

ИК-датчики используются в радиационных термометрах для измерения температуры, в зависимости от температуры и материала объекта, и эти термометры имеют некоторые из следующих характеристик: 

• измерение без непосредственного контакта с объектом;
• быстрая реакция;
• легкие измерения образца.

Анализаторы влажности

Анализаторы влажности используют длины волн, которые поглощаются влажностью в ИК-области. Объекты облучаются светом, имеющим эти длины волн (1,1 мкм, 1,4 мкм, 1,9 мкм и 2,7 мкм), а также с эталонными длинами волн. Огни, отраженные от объектов, зависят от содержания влаги и детектируются анализатором для измерения влажности (отношение отраженного света на этих длинах волн к отраженному свету при эталонной длине волны). Фотоприемные детекторы используются в схемах анализатора влажности.

Газовые анализаторы

ИК-датчики применяются в газоанализаторах, которые используют абсорбционные характеристики газов в ИК-области. Этот тип конфигурации обычно называют инфракрасной технологией. Этот тип анализатора используется в большинстве коммерческих ИК-приборов для контроля утечки топлива и автомобильных выхлопных газов.

ИК-приемники

Устройство IR-изображения является одним из основных применений ИК-волн, прежде всего, в силу его свойства невидимости. Он используется для тепловизоров, приборов ночного видения и т. д.

На примерах вода, камни, почва, растительность, атмосфера и человеческая ткань – все это излучает ИК-излучение. Термальные инфракрасные извещатели измеряют эти излучения в ИК-диапазоне и отображают пространственные распределения температуры объекта или области на изображении. Тепловые изображения обычно состоят из антимонита Sb (индий), Gd Hg (германий, легированный ртутью), Hg Cd Te (ртутно-кадмий-теллуридный).

Преимущества

Одним из главных достоинств инфракрасных детекторов является их безопасность для здоровья человека и животных, так как устройство работает без излучения. Другие преимущества использования сенсоров движения для освещения:

• удобство;
• экономия времени и сил;
• автоматизация;
• безопасность;
• управление вентиляцией в туалетах и ванных комнатах.

Критерии выбора

При выборе современных ИК-датчиков следует обратить внимание на следующие показатели:

• устойчивость к атмосферным осадкам – приборы должны иметь корпус с высокой степенью пыле,- и влагозащищенности;
• доступные виды источников питания: самостоятельное подключение с помощью сетевого адаптера, шлейфа, аккумуляторной батареи;
• возможность подключения к центральной системе сигнализации;
• возможность настройки чувствительности;
• возможность скрытой установки.

Беспроводной ИК-детектор

Основная идея работы IK-сенсора проста. Он измеряет любое изменение желаемых физических элементов, которое затем преобразуется в электрические сигналы. Эти сигналы обрабатываются (усиливаются и преобразуются в цифровые эквиваленты) и передаются выходным выводам. IK-датчики используются во многих схемах и проектах электроники.

Видео