Czujki mikrofalowe Zasada działania czujek mikrofalowych polega na efekcie Dopplera.

2BS_22.04.2020_Instalacje urządzeń elektronicznych_Kubanek

Nauczyciel: Dariusz Kubanek

Przedmiot: Instalacja urządzeń elektronicznych Klasa: 2BS

Temat lekcji: Zasada działania czujek do wykrywania poruszających się obiektów i zastosowanie

Data lekcji: 22.04.2020 Wprowadzenie do tematu:

Czujki mikrofalowe

Zasada działania czujek mikrofalowych polega na efekcie Dopplera. Czujki tego typu emitują impulsowo w otaczające je przestrzeń promienie mikrofalowe o częstotliwości około 10,5GHz. Sygnał alarmowy i tym samym zadziałanie czujki następuje po wykryciu zmiany w częstotliwości odebranych fal, odbitych od poruszającego się obiektu. Ze względu na fakt, że czujki mikrofalowe korzystają z efektu Dopplera, reagują one najlepiej na ruch intruza w kierunku do lub od czujki mikrofalowej. Z tego też względu podczas wyboru miejsca montażu tego typu czujki należy pamiętać, aby ustawić ją w taki sposób, aby ewentualny ruch intruza odbywał się w kierunku od lub do czujki. Ponadto, należy również pamiętać, że mimo braku reakcji na ruchu powietrza promieniowanie mikrofalowe posiada zdolność do przenikania przez niemetalowe przedmioty np. ściany czy okna. Ta cecha charakterystyczna fal mikrofalowych sprawia, że czujki korzystające z tego promieniowania są całkowicie odporne na przeciągi oraz wszelkie zakłócenia termiczne i mogą prawidłowo pracować niezależnie od panujących warunków atmosferycznych. Zdolność przenikania przez niemetalowe obiekty może spowodować wykrycie ruchu poza planowaną strefą chronioną, co może przyczynić się do wygenerowania fałszywego alarmu. Należy również wspomnieć o jeszcze jednej niezbyt korzystnej właściwości użytkowej czujników mikrofalowych, którą jest ich skuteczny zasięg wykrywania intruzów wynoszący od kilku do kilkudziesięciu metrów (zależne od typu i jakości wykonania czujki). Pomimo małego zasięgu w wykrywaniu ruchu człowieka są one w stanie wykryć ruch dużego metalowego obiektu np. samochodu ciężarowego, z odległości nawet kilku setek metrów. Wada ta stanowi poważne ograniczenie w stosowaniu czujek mikrofalowych, choć urządzenia najwyższej klasy są w dużym stopniu odporne na to zjawisko.

Podstawowe zasady instalacji czujek mikrofalowych:

Należy pamiętać aby urządzenia alarmowe tego typu nie były bezpośrednio skierowane na cienkie niemetalowe powierzchnie ograniczające obszar chroniony np. okna, przeszklone drzwi, zwłaszcza gdy wychodzą one na pobliskie ulice.

Nie należy instalować czujek w kierunku dużych metalowych powierzchni, ponieważ powodują one odbijanie fal mikrofalowych, i tym samym utrudniają one znacznie wykrywanie ruchu.

2BS_22.04.2020_Instalacje urządzeń elektronicznych_Kubanek

Nie należy montować czujek w najbliższym otoczeniu plastikowych ruch z wodą, gdyż spływająca w nich woda może wywoływać fałszywe alarmy.

Pasywne czujki podczerwieni (PIR)

Pasywne czujki podczerwieni opierają się na zasadzie wykrywania zmian w odebranym przez nie promieniowaniu podczerwonym. Przyczyną zmian promieniowania jest ruch obiektów, których temperatura różni się od temperatury otoczenia minimum o jeden stopień Celsjusza. Inaczej mówiąc pasywne czujki podczerwieni odbierają ciepło emitowane przez poruszające się obiekty, i nie emitują energii do otoczenia jak to ma miejsce w przypadku np. czujek mikrofalowych. Sprawia to, że w jednym pomieszczeniu bez wzajemnego zakłócenia może pracować wiele pasywnych czujek podczerwieni. Kształt charakterystyki czyli ilość i rozkład prążków (sektory wykrywania czujki) jest uzależniony od układu optycznego, najczęściej w postaci soczewki Fresnela lub zwierciadła. W związku z tym, że pasywne czujki podczerwieni wykrywają zmiany w promieniowaniu podczerwonym otoczenia, to najlepiej wykrywalną zmianą jest wejście lub wyjście intruza z prążka. Z tego też względu najszybsze i największe zmiany będą powodować ruch intruza pod kątem prostym do prążków

charakterystyki pasywnej czujki podczerwieni. Biorąc pod uwagę to kryterium należy montować czujki tego typu w taki sposób, aby najbardziej prawdopodobny kierunek ruchu intruza powodował przecięcie prążków charakterystyki czujki, co pozwoli na uzyskanie maksymalnej skuteczności w wykrywaniu ruchu. Niestety nie jest to jedyna zasada obowiązująca podczas montażu pasywnych czujek

podczerwieni, i dodatkowo należy uwzględnić kilka innych czynników mogących negatywnie wpłynąć na pracę czujki.

Podstawowe zasady montażu pasywnych czujek podczerwieni:

Światło słoneczne bezpośrednie lub odbite od powierzchni płaskich (np. wypolerowana posadzka) nie powinno padać bezpośrednio na układ optyczny pasywnej czujki podczerwieni.

Należy unikać miejsc montażu znajdujących się bezpośrednio nad źródłami ciepła (np. grzejnik, kominek), gdyż unoszące się ciepło może spowodować wygenerowanie fałszywego alarmu.

Odległość czujki od grzejnika powinna wynosić minimum 1,5m.

Należy unikać montażu w pomieszczeniach z nieszczelnymi oknami lub drzwiami, gdyż przy dużej różnicy temperatury między wnętrzem a otoczeniem może dojść do wywołania fałszywego alarmu.

Przedmioty mogące delikatnie się poruszać powinny znajdować się w odległości przynajmniej 3m od czujki.

Żaden z prążków charakterystyki nie powinien być bezpośrednio skierowany na miejsce mogące szybko zmieniać swoją temperaturę.

2BS_22.04.2020_Instalacje urządzeń elektronicznych_Kubanek

W pomieszczeniach, w których mogą znajdować się małe gryzonie czujki powinny być montowane na wysokości przynajmniej 2,2m

Powierzchnia montażowa czujki powinna być stabilna (brak wibracji i powolnego przemieszczania).

Czujki dualne

Czujki dualne to urządzenia alarmowe posiadające w sobie pasywną czujkę podczerwieni i czujkę mikrofalową. Sygnał alarmowy na wyjściu czujki dualnej powstaje tylko w momencie, gdy w obu detektorach analizowany sygnał jednocześnie zostaje określony jako wykrycie ruchu. Czujki dualne zostały stworzone przede wszystkim z myślą o skutecznej eliminacji fałszywych alarmów, których przyczyną są przeciągi, nagłe zmiany temperatury otoczenia, silne źródła ciepła oraz bezpośrednie oświetlenie czujki promieniami słonecznymi. Wyeliminowanie fałszywych alarmów, których źródła zostały przedstawione powyżej, to przede wszystkim zasługa detektora mikrofalowego, który jest całkowicie odporny na tego typu czynniki zakłócające. Z drugiej strony, dzięki zastosowaniu sekcji podczerwieni pasywnej wyeliminowano niepożądaną zdolność czujek mikrofalowych do przenikania przez niemetalowe przedmioty, co bezpośrednio wiązało się z wykrywaniem za nimi ruchu obiektów.

Dzięki podwyższonej odporności na zróżnicowane źródła zakłóceń czujki dualne (mikrofale + podczerwień) są przeznaczone do pracy w bardzo trudnych warunkach otoczenia. Podstawowe zasady montażu i charakterystyki są takie same, jak w przypadku pasywnych czujek podczerwieni, z uwzględnieniem faktu, że czujki mikrofalowe najlepiej reagują na ruch w kierunku od i do czujki.

Praca własna: Zapoznać się z materiałem. Wykonać notatkę o czujkach wykrywających ruch z podaniem przykładowych modeli dostępnych w internecie. Pracę podpisaną przesłać do 28 kwietnia 2020 n/w e-mail

Informacja zwrotna: d.kubanek67@gmail.com

4. Grzelczak Patryk 5. Horbowy Filip 6. Hryckowian Mateusz 8. Kaczmarczyk Michał 13. Markowski Kacper