Αισθητήρας κίνησης | Ορισμός | Οι 6 σημαντικοί τύποι | Εφαρμογές

ΑΙΣΘΗΤΕΣ ΚΙΝΗΣΗΣ

Περιεχόμενα

Τι είναι ο αισθητήρας κίνησης;

Ένας αισθητήρας κίνησης είναι ένας τύπος ηλεκτρικού οργάνου που χρησιμοποιεί έναν ανιχνευτή ή έναν αισθητήρα για την ανίχνευση της εγγύς κίνησης. Μια συσκευή αισθητήρα κίνησης είναι ενσωματωμένη με έναν αισθητήρα και ένα στοιχείο που ειδοποιεί τον χρήστη για την κίνηση. Τέτοιοι τύποι αισθητήρων ενσωματώνονται σε αυτόματες συσκευές ελέγχου φωτισμού, συστήματα ασφαλείας, βιντεοκάμερες, συσκευές παιχνιδιών και πολλές άλλες αυτοματοποιημένες συσκευές.

Αισθητήρες κίνησης
ανιχνευτής κίνησης. πηγή εικόνας: CHGΑΝΙΧΝΕΥΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Τι είναι οι ενεργοί και παθητικοί αισθητήρες κίνησης;

Ενεργοί αισθητήρες κίνησης: Οι ενεργοί αισθητήρες (ονομάζονται επίσης ανιχνευτές κίνησης με βάση ραντάρ) αναφέρονται στον τύπο των τεχνολογιών ανίχνευσης που ανιχνεύουν την κίνηση με τη μετάδοση και τη λήψη κυμάτων ήχου ή ακτινοβολίας. Αυτοί οι τύποι αισθητήρων έχουν τόσο πομπό όσο και δέκτη. Όταν συμβαίνει διακοπή στη διαδρομή του κύματος, ένας ηλεκτρικός παλμός κατευθύνεται στον ενσωματωμένο μικροϋπολογιστή ο οποίος στη συνέχεια αλληλεπιδρά με το μηχανικό εξάρτημα του αισθητήρα.

Αισθητήρες παθητικής κίνησης: Οι παθητικοί αισθητήρες λειτουργούν ανιχνεύοντας τη συνεχή αντανάκλαση των ακτινοβολιών από το περιβάλλον. Αυτοί οι τύποι αισθητήρων δεν χρησιμοποιούν πομπό. Αντιλαμβάνονται τη μεταβολή της ακτινοβολίας από τα αντικείμενα και κατευθύνουν έναν ηλεκτρικό παλμό στον ενσωματωμένο μικροϋπολογιστή ο οποίος στη συνέχεια αλληλεπιδρά με το μηχανικό εξάρτημα του αισθητήρα.

Τεχνολογία αισθητήρα κίνησης

Η τεχνολογία αισθητήρα κίνησης μπορεί να είναι διαφορετικών τύπων:

Παθητικοί αισθητήρες υπερύθρων: Ο παθητικός αισθητήρας υπερύθρων ή οι αισθητήρες PIR είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι στη θερμοκρασία του δέρματος ενός ατόμου. Η ανίχνευση του μαύρου σώματος που εκπέμπεται από το άτομο (σε μήκη κύματος μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας) σε σύγκριση με τη θερμοκρασία των αντικειμένων του φόντου ανιχνεύεται από τον ανιχνευτή. Το όνομα «παθητικό υπέρυθρο» προέρχεται από το γεγονός ότι ο αισθητήρας δεν εκπέμπει ενέργεια. Τέτοιες συσκευές ειδικεύονται στην ανίχνευση των αλλαγών κίνησης σε αντικείμενα, ζώα πουλιά και ανθρώπους σε σχέση με τις υπέρυθρες ακτινοβολίες τους.

Αισθητήρας PIR. Πηγή εικόνας: ΝτάντορPhotospirpCC BY-SA 3.0

Αισθητήρες μικροκυμάτων: Οι αισθητήρες μικροκυμάτων χρησιμοποιούν την αρχή του ραντάρ Doppler για την ανίχνευση κίνησης (παρόμοια με το πιστόλι ταχύτητας ραντάρ) αντικειμένων και ανθρώπων. Αυτό το όργανο λειτουργεί εκπέμποντας ένα συνεχές κύμα ακτινοβολίας μικροκυμάτων. Ανάλογα με την κίνηση του ατόμου ή του αντικειμένου (μακριά ή προς τον δέκτη), η φάση του ανακλώμενου μικροκυμάτων μετατοπίζεται. Αυτό δημιουργεί ένα σήμα ετεροδίνης που έχει χαμηλή συχνότητα.

Αισθητήρες υπερήχων: Οι αισθητήρες υπερήχων βασίζονται σε υπερηχητικά κύματα, δηλαδή τα ηχητικά κύματα που έχουν συχνότητα υψηλότερη από την ακουστική περιοχή συχνοτήτων για τον άνθρωπο, για την ανίχνευση της ανθρώπινης κίνησης. Αυτοί οι αισθητήρες βασίζονται στην αρχή του ραντάρ Doppler που δείχνει πώς ανιχνεύεται η κίνηση αντικειμένων ή ανθρώπων συλλέγοντας τις αντανακλάσεις των υπερηχητικών κυμάτων από αντικείμενα. Ανάλογα με την κίνηση του ατόμου ή του αντικειμένου (μακριά ή προς τον δέκτη), η φάση του ανακλώμενου μικροκυμάτων μετατοπίζεται. Αυτό δημιουργεί ένα σήμα ετεροδίνης που έχει χαμηλή συχνότητα. Ωστόσο, κατά καιρούς οι αισθητήρες υπερήχων μπορούν να λάβουν υπόψη, την κίνηση σε ορισμένες περιοχές όπου δεν απαιτείται κάλυψη.

Τομογραφικός αισθητήρας κίνησης: Οι τομογραφικοί αισθητήρες κίνησης λειτουργούν ανιχνεύοντας τις διαταραχές των ραδιοκυμάτων όταν διέρχονται από τον κόμβο για να κόμβουν σε δίκτυο πλέγματος. Οι τομογραφικοί ανιχνευτές κίνησης έχουν ένα ευρύ φάσμα καθώς μπορούν να ανιχνεύσουν την κίνηση των αντικειμένων μέσω τοίχων και άλλων εμποδίων. Οι τομογραφικοί ανιχνευτές κίνησης RF ενσωματώνουν τη χρήση ασύρματων συσκευών και υλικού.

Ανιχνευτής χειρονομίας: Οι ανιχνευτές χειρονομίας αισθάνονται την κίνηση ενός ατόμου με τη βοήθεια των υπέρυθρων ακτινοβολιών και των φωτοανιχνευτών. Αυτοί οι τύποι αισθητήρων αισθάνονται γενικά τις χειρονομίες που γίνονται με το χέρι και το πόδι και στη συνέχεια εκτελούν τις λειτουργίες τους όπως καθορίζονται από τους αλγόριθμους μηχανικής μάθησης.

Λογισμικό όρασης υπολογιστή: Το λογισμικό Computer Vision ανιχνεύει την κίνηση των ανθρώπων αναλύοντας το οπτικό τους πεδίο με τη βοήθεια ορισμένων αλγορίθμων. Το λογισμικό της βιντεοκάμερας μπορεί επίσης να καταγράψει το βίντεο για μελλοντική ανάλυση. Αυτό είναι γενικά μια παθητική συσκευή καθώς χρησιμοποιεί μια φωτισμένη σκηνή και δεν παράγει δική της ενέργεια. Ωστόσο, κατά καιρούς αυτή η τεχνολογία συνδυάζεται με την τεχνολογία αισθητήρων υπέρυθρων για την ανίχνευση της κίνησης των αντικειμένων.

Ποιες είναι οι εφαρμογές του αισθητήρα κίνησης;

Κάμερα αισθητήρα κίνησης: Οι έξυπνες κάμερες ανίχνευσης κίνησης χρησιμοποιούν γενικά τεχνολογία παλμού φωτός, τεχνολογία θερμικής μέτρησης, τεχνολογία ραδιοκυμάτων κ.λπ. Η πιο συνηθισμένη τεχνολογία που χρησιμοποιείται από την κάμερα ανίχνευσης κίνησης είναι η τεχνολογία παθητικής ανίχνευσης υπερύθρων και λογισμικό όρασης υπολογιστή. Αυτά τα δύο χρησιμοποιούνται συχνά μαζί για την επίτευξη βέλτιστων αποτελεσμάτων. Ορισμένοι αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται στις τεχνολογίες όρασης υπολογιστή επιτρέπουν την εγγραφή του βίντεο της κίνησης και οι υπέρυθρες ακτινοβολίες επιτρέπουν στην κάμερα να ανιχνεύει αντικείμενα ακόμη και όταν δεν υπάρχει εξωτερικό φως. Οι κάμερες ανίχνευσης κίνησης χρησιμοποιούνται ως επί το πλείστον για λόγους ασφαλείας.

Κάμερα ανίχνευσης κίνησης. Πηγή εικόνας: SanderflightΚάμερα CCTV dome μετρό ΡότερνταμCC BY-SA 4.0

Διακόπτης αισθητήρα κίνησης: Ένας διακόπτης αισθητήρα κίνησης χρησιμοποιεί έναν ανιχνευτή χειρονομίας (που αποτελείται από έναν φωτοανιχνευτή) για να ανιχνεύσει την κίνηση ενός ατόμου και στη συνέχεια να εκτελέσει τη λειτουργία του σύμφωνα με αυτό. Ο φωτοανιχνευτής χρησιμοποιείται για τη μετατροπή των μηκών κύματος του φωτός σε σήματα ηλεκτρικού ρεύματος που ενεργοποιούν ένα πρόγραμμα στο τσιπ μικροϋπολογιστών που υπάρχει μέσα στον ανιχνευτή. Για να αποφευχθεί η εσφαλμένη ενεργοποίηση, ο μικροϋπολογιστής αγνοεί τις μικρές αλλαγές στη θερμοκρασία δωματίου που προκαλούνται από το φως του ήλιου. Μερικές φορές αυτή η τεχνολογία συνδυάζεται με την τεχνολογία αισθητήρων υπερύθρων για την ανίχνευση της κίνησης των αντικειμένων.

Συναγερμοί αισθητήρα κίνησης: Οι συναγερμοί αισθητήρα κίνησης μπορούν να ενσωματώσουν δύο διαφορετικούς τρόπους αισθητήρα: ενεργούς και παθητικούς, με βάση τις ανάγκες του περιβάλλοντος χώρου. Αυτοί οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της διακύμανσης ή της μεταβολής της ποσότητας ακτινοβολίας στα αντικείμενα. Ο παρών μικροϋπολογιστής λαμβάνει ένα σήμα ανάλογα με την ποσότητα διακύμανσης και κατευθύνει τη συσκευή να εκτελεί διάφορες λειτουργίες όπως η ενεργοποίηση των συναγερμών. Οι συναγερμοί ανίχνευσης κίνησης έρχονται συχνά με κάμερες ανίχνευσης κίνησης για καλύτερη απόδοση. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται γενικά για εφαρμογές ασφαλείας.

Συναγερμός ανίχνευσης κίνησης Πηγή εικόνας: Michelangelo-36, ΑΛΑΡΜΑCC BY-SA 3.0

Ποιες είναι οι βελτιώσεις στις σύγχρονες τεχνολογίες ανίχνευσης κίνησης;

Οι τεχνολογίες ανίχνευσης κίνησης έχουν αναπτυχθεί πολύ με τα χρόνια. Ένας συνδυασμός δύο ή περισσότερων διαφορετικών τύπων τεχνολογιών ανίχνευσης κίνησης χρησιμοποιείται για την επίτευξη βέλτιστων αποτελεσμάτων. Οι παθητικές τεχνολογίες υπέρυθρης ακτινοβολίας σε συνδυασμό με το λογισμικό όρασης υπολογιστή αποκτούν σημαντική δημοτικότητα στον τομέα ανίχνευσης κίνησης. Αυτές οι τεχνολογίες έχουν λιγότερη πιθανότητα να παράγουν αποτελέσματα σφαλμάτων και παρέχουν επίσης τη δυνατότητα επανεξέτασης της κίνησης (που καταγράφεται από την κάμερα οράματος υπολογιστή).

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τους αισθητήρες φωτός επισκεφθείτε https://lambdageeks.com/light-sensors/

Σχετικά με το Sanchari Chakraborty

Είμαι πρόθυμος μαθητευόμενος, επί του παρόντος επενδύω στον τομέα της Εφαρμοσμένης Οπτικής και της Φωτονικής. Είμαι επίσης ενεργό μέλος του SPIE (Διεθνής Εταιρεία Οπτικής και Φωτονικής) και του OSI (Optical Society of India). Τα άρθρα μου έχουν ως στόχο να φέρουν στο φως ποιοτικά επιστημονικά ερευνητικά θέματα με απλό αλλά ενημερωτικό τρόπο. Η επιστήμη εξελίσσεται από αμνημονεύτων χρόνων. Γι 'αυτό, προσπαθώ να αξιοποιήσω την εξέλιξη και να το παρουσιάσω στους αναγνώστες.

Ας συνδεθούμε μέσω https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

Αφήστε ένα σχόλιο

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται *