طراحی و اصل عملکرد سنسورهای حرکتی مادون قرمز. حسگرهای حرکتی و حضور مادون قرمز راهی واقعی برای صرفه جویی در انرژی هستند

عملکرد حسگرهای حرکتی مادون قرمز بر اساس توانایی آنها در عملکرد در مواردی است که تابش پس زمینه حرارتی شدید رخ می دهد. هنگامی که یک منبع تشعشع در محدوده فوری دستگاه قرار می گیرد، دستگاه ها واکنش نشان می دهند. دقت دستگاه بستگی به محل جسمی دارد که باعث ایجاد ماشه شده است. توجه به این نکته مهم است که تشعشعات حرارتی نه تنها توسط مردم، بلکه توسط حیوانات و اجسام بی جان نیز تولید می شود.

برای جلوگیری از هشدارهای کاذب، دستگاه به گونه ای پیکربندی شده است که در مواردی که جسم دارای سرعت حرکت مناسب است واکنش نشان دهد و همچنین مستقیماً در منطقه کاردستگاه حساس هنگامی که هر دو شرایط رخ می دهد، سنسور فعال می شود و یک سیگنال به مدار کنترل الکترونیکی منتقل می شود. این بلوک سیستم یکپارچهبسته به موقعیتی که به وجود آمده است، یک کار خاص (از پیش برنامه ریزی شده) را انجام می دهد. به طور خاص، از دستگاه های خاصی برای انجام وظایف خاص استفاده می شود. در میان فعال ترین موارد استفاده شده:

• کلید برق،
• هشدار امنیتی،
• کنترل کننده شدت نور،
• دستگاه باز (بستن) درب،
• مسدود کردن دسترسی

گزینه های زیادی وجود دارد و آنها به ویژگی های قلمرو یا اتاقی که سیستم در آن نصب شده است بستگی دارد.

دامنه کاربرد

سنسورهای حرکتی مدرن دستگاه هایی با تکنولوژی بالا هستند که می توانند به طور موثر در سیستم های مختلف کار کنند. پتانسیل محصولات با کیفیت بالا برای استفاده هم در زندگی روزمره و هم در شرکت های بزرگ کافی است. این دستگاه ها را می توان به موارد زیر مجهز کرد:

• خانه های روستایی،
• پله ها،
• خروجی ها،
• ورودی ها،
• شرکت های تولیدی,
• اشیاء تجاری،
• انبارها،
• دفاتر،
• ساختمان های عمومی,
• نهادهای مختلف

منطقه استفاده موثردستگاه ها عملا نامحدود است.

مهم است که قبل از انتخاب نهایی نوع دستگاه، مشخصات عملکرد سیستم در یک مکان خاص را در نظر بگیرید. به لطف اجرای فعال سنسورها، کار نگهبانان، نگهبانان و افراد بسیاری از حرفه های دیگر به طور قابل توجهی آسان تر می شود. همچنین در شرایط خاصی اتوماسیون کامل قابل دستیابی است که عملاً نیازی به حضور انسان نیست.

ویژگی های طراحی

تشعشعات مادون قرمز تولید شده توسط یک جسم متحرک توسط یک آشکارساز پیروالکتریک شناسایی می شود. دومین عنصر مهمطراحی به عنوان مولتی لنز عمل می کند. در واقع، این بخش، تعداد زیادی لنز کوچک در یک محفظه است. ظاهر مولتی لنز شبیه به یک استوانه مات است که روی سطح آن الگوی ظریفی اعمال شده است. در محفظه‌های حسگر، چند لنز در جلوی گیرنده‌های pyro قرار دارند.

وجود بخش های متعدد در چند لنز تصادفی نیست. وظیفه هر لنز کوچک تمرکز نور مادون قرمز بر روی یکی از گیرنده های pyro است. به محض اینکه یک جسم متحرک از محدوده دید یک عدسی کوچک ناپدید می شود، توسط یک میکرولنز مجاور گرفته می شود. بر این اساس، سیگنال توسط گیرنده pyro دیگر دریافت می شود. به این ترتیب، امکان گسترش چشمگیر منطقه تحت پوشش یک سنسور وجود داشت.

گیرنده pyro حضور و غیاب متناوب نور مادون قرمز متمرکز را نشان می‌دهد که به مدار الکترونیکی سنسور اجازه می‌دهد تا دستگاه‌های خاصی را راه‌اندازی و کار کند.

حساسیت سنسور مستقیماً به تعداد قطعات استفاده شده در میکرولنز بستگی دارد. هر جفت (microlens - segment) فضای خاصی را نظارت می کند. در نتیجه، هنگامی که یک شی در این بخش حرکت می کند، دستگاه فعال نمی شود.

برای جلوگیری از تداخل و جلوگیری از تحریک نادرست سیستم، سازندگان حسگرهای مادون قرمز به طور فزاینده ای استفاده از عناصر دوگانه و در موارد خاص چهارگانه را ترجیح می دهند. جدیدترین مدل ها به طور قابل اعتمادی در برابر هشدارهای اشتباه محافظت می شوند.

شرایط کار موثر

برای اطمینان از عملکرد موثر دستگاه، چندین قانون مهم باید به شدت رعایت شود.

1. از قرار گرفتن در معرض نور مستقیم لامپ ها خودداری کنید.
2. اطمینان حاصل کنید که هیچ جسمی مانع دید طبیعی سنسور در ناحیه تحت پوشش آن نباشد، به ویژه:
   • بالا قطعات مبلمان,
   • ستون ها،
   • لوستر،
   • حلق آویز کردن وسایل روشنایی,
   • سایر اشیاء که در عملکرد دستگاه اختلال ایجاد می کنند.

1. دسترسی پارتیشن های شیشه ایکارایی سنسور را کاهش می دهد. شیشه عبور نور مادون قرمز را مسدود می کند که می تواند منجر به " مناطق مرده"، یعنی مناطق خارج از محدوده سنسورها.
2. نصب دستگاه ها باید با در نظر گرفتن شعاع تشخیص آنها انجام شود. مهم است که تمام گوشه های محل در محدوده کنترل سیستم قرار گیرند. اگر این امر محقق نشد، باید چندین سنسور نصب شود. به عنوان یک قاعده، 2 یا 3 برای اکثر انواع اتاق ها کافی است.
3. هر مدل دارای نمودار تشخیص خاص خود است. زمانی که قابلیت های یک دستگاه کافی نباشد، مجبور خواهید بود چندین سنسور برای پوشش کل فضای اتاق نصب کنید. با این ترتیب، "همپوشانی" نمودارهای تشخیص دستگاه های جداگانه وجود دارد که به طور قابل توجهی کارایی سیستم را به طور کلی افزایش می دهد.

ویژگی های اضافی

مدل‌های حسگر مدرن به خوبی با وظایف اساسی کنار می‌آیند. با این حال، با تشکر آخرین تحولاتتوانست به طور قابل توجهی قابلیت های سیستم های خودکار را گسترش دهد. آنها نه تنها هر حرکتی را در مناطق کنترل شده به وضوح ثبت می کنند و مطابق با آن واکنش نشان می دهند، بلکه قادر به انجام بسیاری از عملکردهای مفید مهم هستند.

یکی از قابلیت های پرکاربرد در محیط های صنعتی و خانگی، نظارت بر میزان روشنایی است. این سیستم مکان فرد را تعیین می کند و همچنین بررسی می کند که آیا روشنایی کافی در این بخش وجود دارد یا خیر. اگر نشانگرها با هنجار متفاوت باشند، منابع روشنایی مربوطه روشن (خاموش) می شوند. چنین سیستم هایی نه تنها موثر هستند مناطق مختلفتولید و فروشگاه های خرده فروشی. آنها می توانند به طور فعال در ورودی ها استفاده شوند ساختمان های مسکونی، که به میزان قابل توجهی در مصرف انرژی صرفه جویی خواهد کرد. اگرچه چنین دستگاه هایی تا حدودی گران تر هستند گزینه های استاندارد، کاهش قابل توجه هزینه های روشنایی آنها را از نظر هزینه مواد سودآور می کند.

بخش سنجش و کنترل هانیول (S&C)، پیشرو جهانی در زمینه حسگرها، طیف گسترده ای از محصولات را برای استفاده در سیستم های هوافضا، صنعتی، پزشکی و حمل و نقل تولید می کند.

Honeywell S&C طیف گسترده ای از راه حل های مختلف را ارائه می دهد پارامترهای الکتریکی، علامت گذاری های خاص، پین اوت و روش های اتصال، وجود یا عدم وجود مدارهای مجتمع داخلی (IC)، بر اساس نوع کیس (برخی از این موارد خود منحصر به فرد هستند. راه حل های مهندسی، اما، به طور کلی، تمام دستگاه های IR تولید شده توسط Honeywell S&C که برای تعیین موقعیت یک شی مورد استفاده قرار می گیرند، می توانند در خانواده های زیر ترکیب شوند:

• ساطع کننده های IR(ال ای دی IR)
• گیرنده های IR-دستگاه‌هایی که فقط از ساده‌ترین عناصر تشکیل شده‌اند، فوتودیودهای IR و ترانزیستورهای نوری IR (دارلینگتون یا تک)، و دستگاه‌های یکپارچه، که شامل یک ماشه اشمیت با تقویت‌کننده و یک مرحله ترانزیستور خروجی نیز می‌شوند.
• سنسورهای IR-کوپلرهای نوری از نوع انتقال دهنده و بازتابنده
• رمزگذارهای IR-دستگاه ها، اگرچه بر اساس سنسورهای IR ساخته شده اند، اما در حال حاضر سیگنال های خروجی تولید می کنند، که بر اساس آن می توان یک تجزیه و تحلیل ساده از حرکت جسم ردیابی شده انجام داد (سرعت و جهت حرکت خطی یا زاویه چرخش اندازه گیری می شود. ). یک رمزگذار IR می‌تواند شامل یک امیتر داخلی باشد یا فقط از یک سنسور تشکیل شده باشد (در این مورد فرض می‌شود که از یک امیتر خارجی استفاده می‌شود).

ال ای دی های IR مبتنی بر آرسنید گالیم (GaAs) و آرسنید گالیم آلومینیوم (AlGaAs) اغلب به عنوان ساطع کننده استفاده می شوند. آنها در طول موجی که حداکثر ویژگی های طیفی در آن رخ می دهد (به ترتیب 935 و 880 نانومتر) متفاوت هستند و گیرنده ها فوتودیودهای سیلیکونی یا ترانزیستورهای نوری NPN هستند، هر دو تک و کامپوزیت. لازم به ذکر است که ال ای دی های AlGaAs دارای توان خروجی تقریباً 70 درصد بیشتر از ال ای دی های GaAs در همان جریان رو به جلو هستند.

از آنجایی که نمی توان در یک مقاله در مورد همه سنسورها، امیترها و گیرنده های همه نوع که در حال حاضر توسط Honeywell S&C تولید می شود صحبت کرد، ما فقط چند مورد خاص از هر نوع را از مواردی که قبلاً برای توسعه دهندگان روسی شناخته شده اند انتخاب کرده ایم. اجازه دهید همچنین توجه داشته باشیم که این نام هایی که ما در زندگی انتخاب کرده ایم، به عنوان یک قاعده، در چندین "جلسه" وجود دارند. به عبارت دیگر، در نام‌های واقعی کارخانه‌ای که مشتری با آن‌ها مواجه می‌شود، چندین عدد به نام آن‌ها اضافه می‌شود (به عنوان مثال -001، -002 و غیره) که مشخصه جزئی است. تفاوت های طراحی. اما اینها قبلاً جزئیاتی هستند که می توانند در دیتاشیت های مربوطه مشاهده شوند، و ما تصمیم گرفتیم در این مقاله مروری، به استثنای چند مورد، روی این واقعیت تمرکز نکنیم. حالا بیایید به ترتیب به کلاس های دستگاه های ذکر شده در بالا نگاه کنیم.

ساطع کننده های IR

ساطع کننده های مادون قرمز Honeywell S&C (شکل 1) همانطور که در بالا ذکر شد بر اساس دیودهای ساطع کننده نور ساخته شده اند و در سه گزینه محفظه فلزی، پلاستیکی و سرامیکی در دسترس هستند. قطره چکان ها در محفظه فلزی دارای عدسی شیشه ای هستند که خواص نوری عالی را ارائه می دهد. محفظه فلزی خود اجازه اتلاف انرژی بیشتری را می دهد و طیف وسیعی از آن را فراهم می کند محدوده دما. کل ساختار فلزی-شیشه ای آن را در برابر رطوبت و حلال ها مقاوم می کند. به واسطه بالاترین کیفیتطرح های قطره چکان در محفظه فلزی در صنایع دفاعی، هوافضا و پزشکی کاربرد دارد. محدوده دمای کاری قطره چکان ها در یک محفظه فلزی -55...125 درجه سانتی گراد است. ساطع کننده های IR پلاستیکی برای نصب در سوراخ های یک برد مدار چاپی طراحی شده اند، در حالی که نمونه های سرامیکی برای نصب روی سطح طراحی شده اند.

برنج. 1.

ساطع کننده های IR در یک جعبه پلاستیکی (به جدول 1 مراجعه کنید) به طور گسترده در محلول های صنعتی استفاده می شود. آنها می توانند مانند فلزات دارای یک گنبد عدسی (برای تمرکز تابش) یا یک پنجره مسطح (برای به دست آوردن یک الگوی تشعشع گسترده) باشند. محفظه پلاستیکی یا سرامیکی مقاومت خوبی در برابر خوردگی ایجاد می کند که امکان استفاده از چنین قطره چکان ها را در محیط های تهاجمی فراهم می کند. محدوده دمای عملیاتی قطره چکان ها در یک محفظه پلاستیکی باریکتر از موارد فلزی است. -40...85 درجه سانتی گراد است. علیرغم این واقعیت که قطره چکان ها در کیس های پلاستیکی و سرامیکی دارای قدرت کمتری هستند، به دلیل هزینه کم آنها در میان توسعه دهندگان تقاضای بیشتری نسبت به قطره چکان در یک کیس فلزی دارند، در صورتی که شرایط دمایی سختی وجود نداشته باشد.

میز 1. پارامترهای معمولی ساطع کننده های IR در یک محفظه پلاستیکی یا سرامیکی

مشخصات / نام	SEP8505	SEP8506	SEP8705	SEP8706	SEP8736	SME2470
مواد نیمه هادی	GaAs	GaAs	AlGaAs	AlGaAs	AlGaAs	AlGaAs
نوع پوسته	T1	جانبی تابش - تشعشع	T1	جانبی تابش - تشعشع	پرتو جانبی، لنز
زاویه تابش، درجه	15	50	15	50	10	24
قدرت تشعشع، mW/cm 2	2…4	0,33…0,52	2,7…7,8	0,45…0,9	1,2…3,0	0,6
حداکثر تابش، نانومتر	935	935	880	880	880	880
عرض طیف انتشار، نانومتر	50	50	80	80	80	80
افت ولتاژ جلو، V	1,5	1,5	1,7	1,7	1,7	1,5
روش نصب	در سوراخ ها					نصب سطحی
نوع پایانه ها	گرد d=0.46 میلی متر		مربع 0.51x0.51 میلی متر 2			SMT

به عنوان مثالی از جدول بالا یک دیود نور مادون قرمز گالیم آرسنید را در نظر بگیرید SEP8706.دارای بدنه دودی خاکستری با قطره چکان در کنار بدنه است. همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است، زاویه پرتو آن 50 درجه است که برای اکثر کاربردها کافی است. حداکثر طیفی تابش در طول موج 880 نانومتر است. امیتر SEP8706 از نظر مکانیکی و طیفی با فوتوترانزیستور سازگار است. SDP8406فوتوترانزیستور کامپوزیت SDP8106و سنسورهایی با سری ماشه اشمیت SDP8000/8600.

گیرنده های IR

گیرنده های IR (شکل 2) تولید شده توسط Honeywell S&C شامل فوتودیودهای سیلیکونی نیمه هادی (نگاه کنید به شکل 3a)، ترانزیستورهای نوری (نگاه کنید به شکل 3b)، ترانزیستورهای ترکیبی دارلینگتون (نگاه کنید به شکل 3c)، و آشکارسازهای نوری یکپارچه هستند. انواع مختلفبا یک خروجی منطقی بر اساس یک ماشه اشمیت (به شکل 3d, e, f مراجعه کنید).

برنج. 2.

برنج. 3. الف - فتودیود; ب - فوتوترانزیستور؛ ج - فوتوترانزیستور کامپوزیت؛ g - با ترانزیستور خروجی مطابق مدار OE یکپارچه شده است. د - با یک مرحله خروجی فشار کشش یکپارچه شده است. e - با ترانزیستور خروجی مطابق مدار OE با کلکتور باز یکپارچه شده است

آشکارسازهای فتودیود IR

آشکارسازهای فوتودیود (به جدول 2 مراجعه کنید) خروجی آنالوگ خطی و سرعت بالا را ارائه می دهند. اغلب در رمزگذارها و دستگاه های انتقال داده استفاده می شود. برای عملکرد عادیآشکارسازهای فوتودیود نیاز به تقویت کننده خارجی دارند. فتودیودها در بدنه های فلزی، پلاستیکی و سرامیکی موجود هستند.

جدول 2. آشکارسازهای فتودیود IR

مشخصات / نام	SD1420 (L)	SD2420	SD5421	SD8276	SMD2420
نوع پوسته	محفظه کواکسیال، قلع اندود	"قرص کوچک"	TO-46، لنز گنبدی		نصب سطحی، لنز شیشه ای
الگوی جهت، °	24	48	18	50	28
جریان نور حداقل، میلی آمپر	5	7	40	4	6
ولتاژ شکست معکوس، V	50	50	75	50	50
زمان طلوع / سقوط، ns	50	50	15	50	20
جریان تاریک (حداکثر)، nA	5	20	20	50	5
روش نصب	به سوراخ های تخته				نصب سطحی
نوع پایانه ها	گرد d=0.46 میلی متر	سوراخ 1.57 میلی متر	گرد d=0.46 میلی متر	گرد d=0.46 میلی متر	مربع 0.51x0.51 میلی متر 2

فوتوترانزیستورهای IR

مشخصات اصلی برخی از فوتوترانزیستورهای معمولی IR (تک و دارلینگتون) در جدول آورده شده است. 3. منحنی ویژگی های طیفی ترانزیستورهای نشان داده شده در جدول دارای حداکثر مقدار در طول موج 880 نانومتر است که نشان دهنده نوع نیمه هادی مورد استفاده در تولید آنها - آرسنید آلومینیوم-گالیوم است. آنها در هر دو جعبه فلزی و پلاستیکی موجود هستند.

جدول 3. ویژگی های کلیدی برخی از انواع مختلف ترانزیستورهای IR تولید شده توسط Honeywell S&C

نام / مشخصات	نوع پوسته	الگوی جهت، °	جریان نور حداقل، میلی آمپر	نوع زمان طلوع/پاییز.	مسیر نصب و راه اندازی	نوع پایانه ها
SD1440 (L)	کواکسیال کنسرو شده	24	3	15 میکرو ثانیه	به سوراخ های تخته	گرد d=0.46 میلی متر
SD2440	"قرص کوچک"	48	7	15 میکرو ثانیه		سوراخ d=1.57 میلی متر
SD3443	TO-46 با پنجره تخت	90	2	15 میکرو ثانیه		گرد d=0.46 میلی متر
SD5443	TO-46 با لنز گنبدی	18	8	15 میکرو ثانیه		گرد d=0.46 میلی متر
SD5491	TO-18 با لنز گنبدی	12	2	15 میکرو ثانیه		گرد d=0.46 میلی متر
SDP8405	T1	20	12	15 میلی ثانیه	به سوراخ های تخته	مربع 0.51x0.51 میلی متر 2
SDP8406	پنجره آشکارساز در کنار بدنه	50	1,8	15 میلی ثانیه		مربع 0.51x0.51 میلی متر 2
SDP8436		18	7	15 میلی ثانیه		مربع 0.51x0.51 میلی متر 2
SMD2440	سرامیک سطحی، لنز شیشه ای	28	1,5	15 میلی ثانیه	نصب سطحی	SMT
آشکارسازهای مبتنی بر فوتو ترانزیستورهای مرکب (مدار دارلینگتون)
SD1410 (L)	کواکسیال، کنسرو شده	24	0,6	75 میلی‌ثانیه	به سوراخ های تخته	پایانه های گرد d=0.46 میلی متر
SD2410	"قرص کوچک"	48	1	75 میلی‌ثانیه		پایانه های گرد d=1.57 میلی متر
SD3410	TO-46، پنجره تخت	90	0,6	75 میلی‌ثانیه		پایانه های گرد d=0.46 میلی متر
SD5410	TO-46، لنز گنبدی	12	2	75 میلی‌ثانیه		پایانه های گرد d=0.46 میلی متر
SDP8105	T1	50	0,5	75 میلی‌ثانیه		پایانه های مربع 0.51 میلی متر
SDP8106	پنجره آشکارساز با کولیماتور در کنار بدنه	50	1	75 میلی‌ثانیه		پایانه های مربع 0.51 میلی متر

فوتوترانزیستورها در یک محفظه فلزیدر کاربردهای تجاری و صنعتی که نیاز به آشکارسازهای نوری با خروجی آنالوگ دارند استفاده می شود. فوتوترانزیستورها دارای غیرخطی بالا و سرعت پاسخ متوسط ​​به بالا هستند. لنز شیشه ای خواص نوری بسیار خوبی را ارائه می دهد. فوتوترانزیستورها در محفظه فلزی دارای اتلاف توان مجاز بالا، دامنه دمایی وسیع و مقاومت در برابر رطوبت و حلال ها هستند. محدوده دمای کاری آنها -55…125 درجه سانتیگراد است.

در اینجا ویژگی های یک فوتو ترانزیستور معمولی در یک محفظه فلزی آورده شده است SD3443/5443از جدول بالا: روی یک ترانزیستور نوری NPN سیلیکونی، در یک محفظه فلزی ساخته شده است TO-46.سنسور SD3443 دارای یک پنجره مسطح است که یک الگوی تشعشع گسترده ارائه می دهد، در حالی که سنسور SD5443 دارای لنزی است که یک الگوی تابش باریک ارائه می دهد. محفظه های TO-46 برای محیط های خشن ایده آل هستند. پایه پایه برای تمام محصولات استاندارد SD3443/SD5433 به پین ​​شاسی متصل است. از نظر مکانیکی و طیفی SD3443/SD5433 با LED IR سازگار هستند SE3450/5450، SE3455/5455و SE3470/5470.

فوتوترانزیستورها در یک محفظه پلاستیکیدر کاربردهای تجاری و صنعتی با خروجی آنالوگ استفاده می شود. فوتوترانزیستورها دارای غیرخطی بالا و زمان پاسخ کوتاه تا متوسط ​​هستند. لنزهای شیشه ای عملکرد نوری عالی را ارائه می دهند، در حالی که روکش طلا و محفظه پلاستیکی در برابر خوردگی مقاوم هستند. فوتوترانزیستورها در بسته بندی های سرامیکی روی سطح با لنزهای شیشه ای باکیفیت نیز موجود هستند. فوتوترانزیستورهای بسته بندی پلاستیکی برای کاربردهای حساس به هزینه ایده آل هستند. محدوده دمای عملکرد فوتوترانزیستورها در یک محفظه پلاستیکی -40...85 درجه سانتیگراد است.

آشکارسازهای مبتنی بر فوتو ترانزیستورهای مرکب (مدار دارلینگتون)

آشکارسازهای فوتو ترانزیستور کامپوزیت خروجی آنالوگ غیرخطی با بهره جریان بالا را ارائه می دهند. آنها برای تشخیص شارهای نور بسیار ضعیف، ارائه عملیات در فواصل طولانی و دارای استفاده می شوند پراهمیتجریان خروجی

آشکارسازهای نوری با ماشه اشمیت

آشکارسازهای نوری اشمیت شامل یک دیود نوری، یک تقویت کننده، یک ماشه اشمیت، و یک ترانزیستور 10 کیلو اهم، جمع کننده باز یا ترانزیستور فشار کش است. برای افزایش پایداری مشخصات، از تثبیت کننده ولتاژ داخلی استفاده می شود. یک ردیاب نوری تک تراشه با یک ماشه اشمیت در یک محفظه شیشه ای فلزی TO-46 با یک حسگر نوری نصب شده در انتهای آن یا در یک جعبه پلاستیکی با یک حسگر نوری نصب شده در کناری نصب می شود. خروجی دیجیتال برای تشخیص حرکت یا ایجاد رمزگذار بر اساس آن استفاده می شود. مشخصات اصلی این آشکارسازها در جدول آورده شده است. 4.

جدول 4. آشکارسازهای نوری با ماشه اشمیت

نام / مشخصات	نوع پوسته	مصالح ساختمانی	الگوی جهت، °	آستانه شمول	منطق خروجی	ولتاژ تغذیه، V	مسیر نصب و راه اندازی	تایپ کنید نتیجه گیری
SD5600	TO-46 با گنبد لنز	فلز	12	حداکثر 2.5 mW/cm2	بافر	4,5…16	سوراخ نصب	پایانه های گرد d=0.46 میلی متر
SD5610	TO-46 با گنبد لنز	فلز	12	حداکثر 2.5 mW/cm2	معکوس کننده	4,5…16	سوراخ نصب	پایانه های گرد d=0.46 میلی متر
SD5620	TO-46 با گنبد لنز	فلز	12	0.25 mW/cm 2	بافر	4,5…16	سوراخ نصب	پایانه های گرد d=0.46 میلی متر
SD5630	TO-46 با گنبد لنز	فلز	12	0.25 mW/cm 2	معکوس کننده	4,5…16	سوراخ نصب	پایانه های گرد d=0.46 میلی متر
SD8600	آشکارساز جانبی	پلاستیک	50	حداکثر 2.5 mW/cm2	بافر	4,5…12	سوراخ نصب	پایانه های مربع 0.51 میلی متر
SD8610	آشکارساز جانبی	پلاستیک	50	حداکثر 2.5 mW/cm2	معکوس کننده	4,5…12	سوراخ نصب	پایانه های مربع 0.51 میلی متر

با حرکت به سنسورها و رمزگذارهای IR از Honeywell S&C، توجه می‌کنیم که آنها از فرستنده‌های استاندارد IR و گیرنده‌های IR از همان سازنده ساخته شده‌اند. به عنوان مثال، سنسورهای بازتابنده سری HOA0149بر اساس LED ایجاد شده است SEP8505و فوتوترانزیستور SDP8405.

سنسورهای IR

سنسورهای موقعیت مادون قرمز (شکل 4) تولید شده توسط Honeywell S&C در انواع نیمه شفاف و بازتابنده موجود هستند.

برنج. 4.

سنسورهای نوع انتقال

این حسگرها می‌توانند یک عنصر واحد به عنوان ردیاب نور مادون قرمز - یک ترانزیستور نوری (ساده یا مرکب) یا یک فوتودیود داشته باشند، یا در مدار خود یک تقویت‌کننده، یک ماشه داخلی اشمیت و مراحل خروجی از انواع مختلف داشته باشند. سنسورهای نوع انتقال در انواع محفظه ها با گزینه های مختلفاتصالات، عرض های مختلف لومن کار و اندازه های مختلف شکاف دیافراگم. بدنه ها می توانند فلزی یا پلاستیکی باشند. اگر یک جسم مات در شکاف نوری بین امیتر و گیرنده ظاهر شود، آشکارساز فعال می شود.

روی میز 5. خواننده می تواند ویژگی های برخی از با موفقیت اعمال شده در را ببینید بازار روسیهاعضای معمولی خانواده حسگرهای انتقال دهنده تولید شده توسط Honeywell S&C، هم با و هم بدون ماشه اشمیت. به روشی دیگر، سنسورهای IR حاوی یک ماشه اشمیت در این زمینه یکپارچه نامیده می شوند تا بر تفاوت آنها با حسگرهایی که گیرنده در آن قرار دارد تأکید کنند. ساده ترین عنصر- فتودیود، فوتوترانزیستور (دارلینگتون منفرد یا کامپوزیت).

جدول 5. سنسورهای انتقال در انواع مختلف

نام / مشخصات	درجه یکپارچگی	دیافراگم	عرض شکاف، میلی متر	منطق خروجی	مدت زمان صعود/سقوط، ns	سبک جریان، میلی آمپر	مسیر نصب و راه اندازی	روش اتصال
HOA0825	غیر یکپارچه	d=1.52 میلی متر	4,19	هنگامی که لومن مسدود می شود - یک سیگنال خروجی بالا در خروجی ترانزیستور فوتو	15	0,5		پایانه های مربع 0.51 میلی متر
HOA086X		1.52×1.27 میلی متر 2	3,18		15	1	سوراخ نصب در محفظه سنسور / از طریق سوراخ های برد	پایانه های مربع 0.51 میلی متر
HOA1874		d=1.52 میلی متر	3,05		15	1,8		پایانه های مربع 0.51 میلی متر
HOA1877		d=1.52 میلی متر	9,53		15	0,5	سوراخ نصب در محفظه سنسور	پایانه های گرد d=0.46 میلی متر
HOA698X/HOA699X	یکپارچه		3,18	بافر/اینورتر	70/70	-		نتیجه گیری در قالب سیم
HOA0963-T51		1.52×0.25 میلی متر 2; 1.52×1.27 میلی متر 2	3,18	بافر/اینورتر	60/15	-	سوراخ نصب در سوراخ های محفظه سنسور/برد	پایانه های مربع 0.51 میلی متر

یک نماینده معمولی از سنسورهای نیمه شفاف بدون ماشه اشمیت، سنسور است HOA1874حاوی IR LED SE1450/SEP8506 SD1440/SDP8406 (HOA1874-001، -002، -011، -012) یا فوتوترانزیستور کامپوزیت SD1410/SDP8106(HOA1874-003, -013) در یک محفظه ترموپلاستیک سیاه قرار گرفته است. سنسورهای HOA1874-001، -002 و -003 دارای قطر دیافراگم آشکارساز 1.27 میلی متر هستند و از قطعات در موارد فلزیو سنسورها HOA1874-011، -012و -013 دارای قطر دهانه آشکارساز 1.52 میلی متر و از قطعات در جعبه های پلاستیکی ساخته شده است. بدنه سنسورهای HOA1874-001, 002, 003 از کوپلیمر استال و بدنه سنسورهای HOA1874-011, 012, 013 از پلی استر ساخته شده است.

سنسورهای ماشه اشمیت نوع انتقال شامل یک LED IR مخالف و یک آشکارساز نوری اشمیت است که در یک محفظه پلاستیکی سیاه قرار گرفته است. خروجی ردیاب نوری زمانی که جریان تشعشع از LED توسط یک جسم مات مسدود می شود تغییر می کند. آشکارساز نوری متشکل از یک فتودیود، یک تقویت کننده، یک تثبیت کننده ولتاژ و یک ماشه اشمیت است که سیگنال از آن به مرحله خروجی که یک ترانزیستور NPN با مقاومت بار 10 کیلو اهم است، یک مرحله OK یا یک فشار کش می باشد. صحنه. هنگامی که مسیر نوری توسط یک جسم مات قطع می شود، ماشه اشمیت یک راه اندازی واضح و تکی حسگر را فراهم می کند.

یک سری سنسور را در نظر بگیرید HOA096X/097X،داشتن یک ماشه اشمیت در طراحی خود. در اینجا، بسته به مورد خاص، می توان سه پارامتر سنسور را انتخاب کرد: اندازه دیافراگم آشکارساز، پیکربندی حلقه های نصب و مواد محفظه. خروجی سنسور با سطوح TTL سازگار است. سنسور فراهم می کند دقت بالاموقعیت یابی شی و می تواند با سطح بالایی از روشنایی پس زمینه استفاده شود.

الگوریتم کار:

• بافر - اگر مسیر نوری مسدود شده باشد، خروجی در حالت پایین است.
• اینورتر - اگر مسیر نوری مسدود شده باشد، خروجی در حالت بالا است.

دستگاه‌های HOA096X/097X را می‌توان در سنسورهای حضور، حسگرهای حرکت، رمزگذارهای موقعیت، سنسورهای مرزی و لبه‌ها، آشکارسازهای حرکت و شمارنده‌ها استفاده کرد.

سنسورهای بازتابی

سنسورهای نوع انعکاسی به دلیل فوتوترانزیستور به کار رفته در آنها خروجی آنالوگ دارند و در یک محفظه قالبی قرار می گیرند. آنها زمانی استفاده می شوند که لازم باشد امیتر و آشکارساز را نه در طرف های مختلف، مانند حسگرهای نیمه شفاف، بلکه در یک طرف جسم شناسایی شده، که مات نیست، قرار دهیم، یا نیاز به تعیین وجود/موقعیت جسم باشد. . حسگرها بسته به نوع محفظه با هر دو قطعه فلزی و پلاستیکی در دسترس هستند. محفظه‌های حسگر به راحتی در کلروکربن‌ها و کتون‌ها حل می‌شوند، بنابراین توصیه می‌شود که از متیل یا ایزوپروپیل الکل برای تمیز کردن آن‌ها استفاده کنید (این موضوع در مورد رمزگذارهای پلاستیکی نیز صدق می‌کند، که در زیر مورد بحث قرار گرفته است). چند نمونه از سنسورهای IR بازتابنده شناخته شده Honeywell S&C در جدول 6 نشان داده شده است.

جدول 6. سنسورهای بازتابی

نام / مشخصات	جریان نور، میلی آمپر	جریان رو به جلو، mA	نقطه پاسخ بهینه، میلی متر	روش نصب	نوع پایانه ها
HLC1395	0,6	10	1,02	چاپ شده	پایانه های مربع 0.51 میلی متر
HOA0149	1	40	3,80	چاپ شده یا از طریق سوراخ d=2.16 میلی متر
HOA0708	0,2	40	3,81	چاپ شده یا بیضوی 3.30x6.60 mm 2. سوراخ
HOA1397	0,7	20	12,7	چاپ شده
HOA1404	0,8	30	5,08	به سوراخ تخته
HOA1405	0,8	30	5,08	به سوراخ تخته

سری حسگرها HOA0708/0709حاوی یک LED IR و یک ترانزیستور نوری NPN سیلیکونی ( HOA0708-001، -011، یا یک فوتوترانزیستور کامپوزیت ( HOA0709-001، -011) در کنار هم در یک محفظه به گونه ای نصب شده اند که محورهای نوری آنها را قطع کنند. سنسور فقط زمانی به LED IR پاسخ می دهد که یک جسم بازتابنده در میدان دید آنها ظاهر شود. در طراحی HOA0708-011و HOA0709-011شامل فیلترهای IR شفاف برای به حداقل رساندن تداخل نور پس زمینه و دارای سطوح نوری صاف برای جلوگیری از نشست گرد و غبار. سنسورهای HOA0708/0709 دارای محفظه های پلاستیکی قالبی هستند.

سنسورهایی با مرحله خروجی بر اساس یک ترانزیستور معمولی یا مرکب وجود دارد. آنها به فیلترهایی در برابر نور پس زمینه و گرد و غبار مجهز هستند. برای حداکثر پاسخ، می توانید تمرکز کنید.

سنسور HOA1404از LED IR تشکیل شده است SE1450و فوتوترانزیستور سیلیکونی NPN SD1440(HOA1404-001، -002) یا فوتوترانزیستور کامپوزیت SD1410 (HOA1404-003)، در یک طرف بدنه قرار دارد و دارای محورهای نوری متقاطع است. دارای بدنه ترموپلاستیک مشکی آشکارساز تنها در صورتی به تشعشعات مادون قرمز از منبع پاسخ می دهد که یک جسم بازتابنده در میدان دید آن ظاهر شود. سنسورهای سری HOA1404 در محفظه فلزی تولید می شوند.

امروزه سنسورهای مادون قرمز در انواع مختلف گسترده شده اند و در پرینترها و دستگاه های کپی، سیستم های اندازه گیری و ذخیره سازی داده ها، سیستم های کنترل حرکت، اسکنرها، سیستم های تراکنش خودکار، اسکنر بارکد، سنسورهای سقوط و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند.

رمزگذارها

رمزگذارهای Honeywell S&C بر اساس اصل انتقال ساخته شده اند (شکل 5).

برنج. 5.

نمودار عملکردی سازمان آنها در شکل 1 ارائه شده است. 6.

برنج. 6.

آنها می توانند قطره چکان داخلی خود را داشته باشند یا برای استفاده از یک قطره چکان خارجی طراحی شوند. در مورد دوم، رمزگذار تنها از یک حسگر رمزگذار IR تشکیل شده است، که با یک حسگر IR معمولی تفاوت دارد زیرا حاوی مداری است که به فرد اجازه می‌دهد تا تغییر زمانی از پالس‌های نور ورودی را تجزیه و تحلیل کند (شکل 7 را ببینید).

مشخصات اصلی انکودرهای انواع مختلف در جدول 7 ارائه شده است.

جدول 7. ویژگی های برخی از رمزگذارها

کلاس رمزگذار	سنسورهای رمزگذار		رمزگذارهای شفاف
مدل رمزگذار	HLC2701	HLC2705	HOA0901	HOA0902
تایپ کنید		عنصر حسگر در سطح جانبی محفظه	پروسوتنی
وضوح، میلی متر	0,03	0,46	0,03	0,46
عرض پالس تاکو، ms	—	3…20	—	3…20
سطح فعال تاکو پالس، V	—	0,4	—	0,4
زمان افزایش/افت سیگنال خروجی، ns	100	—	100	—
ولتاژ تغذیه، V	4,5…5,5
روش نصب	از طریق سوراخ های روی تخته	از طریق سوراخ های روی تخته		دو سوراخ در محفظه (-012) یا روشن تخته مدار چاپی (-011)
نوع ارتباط	پایانه های مربع 0.51 میلی متر

"نصف" رمزگذارها که فقط از گیرنده ها تشکیل شده است

حسگرهای رمزگذار آی سی های یکپارچه هستند که از سه فتودیود، تقویت کننده و تریگر اشمیت در مرحله خروجی تشکیل شده اند. ترانزیستورهای NPN با مقاومت بار داخلی با مقاومت 10 کیلو اهم در خروجی آی سی نصب می شوند. آی سی شامل یک مدار است جبران درجە حرارتبرق LED. در خروجی، رمزگذارها دو سیگنال در مورد ماهیت حرکات سوراخ‌های دیسک یا خط کش که در شکاف بین امیتر و گیرنده حرکت می‌کنند، تولید می‌کنند (و این دیسک یا خط‌کش به نوبه خود به جسم متصل می‌شوند، حرکت آن در حال نظارت است). بسته به طراحی رمزگذار، این دو سیگنال خروجی یا قطارهای پالس ذوزنقه ای خارج از فاز هستند یا یک سیگنال جهت و یک قطار پالس تاکو. عرض چنین پالس های تاکو در جدول 7 نشان داده شده است (البته فقط برای آن کدگذارهایی که چنین پالس هایی را تولید می کنند).

رمزگذارهای شفاف

رمزگذارهای انتقال از یک LED IR تشکیل شده است که در مقابل آن سه حسگر نوری در یک محفظه پلاستیکی قرار دارند. در طول یک چرخه مکانیکی قطع کننده، چنین آشکارساز دو پالس الکتریکی تولید می کند. سیگنال های خروجی اطلاعاتی در مورد سرعت و جهت حرکت ارائه می دهند. خروجی دیجیتال می تواند به عنوان حسگر حضور یا حرکت استفاده شود.

به عنوان مثال، یک سنسور HOA0901،در یک محفظه ترموپلاستیک مشکی قرار گرفته و دارای یک آی سی آشکارساز دو کاناله است HLC2701و IR LED SEP8506.یک کاربرد معمولی برای انکودر با یک خردکن دیسکی (دیسک کد) برای رمزگذاری مقدار و جهت چرخش است. این سنسور در رمزگذارهای خطی و چرخشی از جمله ماوس های نوری استفاده می شود. برای هر چرخه مکانیکی چاپر، دو پالس الکتریکی تولید می شود که می تواند اطلاعاتی در مورد سرعت و جهت ارائه دهد.

آی سی آشکارساز شامل دو LED، تقویت کننده و یک ماشه اشمیت است. خروجی ها مجهز به ترانزیستورهای NPN با مقاومت بار 10 کیلو اهم هستند که امکان کنترل مستقیم بارهای TTL را فراهم می کند. آی سی مجهز به مداری برای جبران تغییرات در توان خروجی LED IR در اثر تغییرات دما می باشد. نواحی حساس نوری IC دارای 0.203 میلی متر عرض و 0.381 میلی متر ارتفاع با فاصله 0.0254 میلی متر، با فاصله مرکز تا مرکز 0.229 میلی متر و عرض منطقه حسگر کلی 0.432 میلی متر است.

رمزگذارها عمدتاً به عنوان پایه ای برای طراحی سیستم های کدگذاری جابجایی و چرخش استفاده می شوند. به عنوان مثال، آنها در رمزگذارهای خطی و چرخشی، از جمله ماوس های نوری و سیستم های کنترل حرکت برای بازوهای رباتیک استفاده می شوند.

ادبیات

1. وب سایت Honeywell Touch Control: www.honeywell.com/sensing

2. Margelov A.، "سنسورهای موقعیت نوری از Honeywell." EC شماره 8، 2004

3. Karpov V.E. "کنترل حرکت ربات با استفاده از رمزگذار" http://robofob.ru/materials/begin/mEncoder.pdf.

اعلام وصول اطلاعات فنی, سفارش نمونه, تحویل - ایمیل:

مجموعه محصولات فراساحلی نفت و گاز Honeywell S&C

در کنفرانس فناوری معدن فراساحلی که از 30 آوریل تا 3 می 2012 در ایالات متحده آمریکا در مرکز Reliant در هیوستون برگزار شد، Honeywell S&C مجموعه جدید "پرتفولیوی" خود از دستگاه های مختلف را ارائه کرد که برای افزایش ایمنی و بهره وری در توسعه نفت و گاز توصیه می شود. .

این مجموعه شامل:

• سنسورهای فشار دقیق مدل 425و مدل 427دقت اندازه گیری را به ترتیب 0.1 و 0.2٪ ارائه می دهد و می تواند با هر دو محیط مایع و سیلتی کار کند.
• سری BX2 سوئیچ های ضد گرد و غبار، پاشش و انفجار هستند که برای استفاده در محیط های خطرناک طراحی شده اند. آنها نیز دارند پوشش ویژه، که به آنها اجازه می دهد تا در معرض قرار گرفتن کوتاه مدت در برابر شعله و اگزوز گاز داغ مقاومت کنند.
• سوئیچ های محدود بی سیم محصولاتی هستند که کیفیت آنها کمتر از کیفیت محصولاتی هستند که قبلاً به طور گسترده تحت برند توزیع شده اند. میکروسوئیچTMسوئیچ های محدود سیمی معمولی از همان شرکت. گزینه بی سیم برای استفاده در مواردی که اتصال سیم به یک سوئیچ محدود معمولی غیرممکن، گران یا زمان زیادی می برد، مناسب است.
• سنسورهای موقعیت بی سیم XYR TM 6000،محصول جدیدی از Honeywell S&C که برای نظارت از راه دور وضعیت شیرهای مختلف طراحی شده است. این دستگاه نیز مانند موارد ذکر شده در بالا برای کار در محیط های سخت طراحی شده است.
• مجموعه کاملی از سنسورهای مختلف (فشار، دما، نیرو و گشتاور) که در سکوهای حفاری مختلف و سکوهای شناور مورد استفاده قرار می گیرند.

دستگاه های موجود در مجموعه فوق افزایش یافته است شاخص های قدرتو قابلیت اطمینان، که به ویژه برای قطعات الکترونیکی مورد استفاده در تجهیزات نفت و گاز مهم هستند.

درباره هانیول

سنسور حرکت وسیله ای است که به شما امکان می دهد هر حرکتی را در ناحیه مسئولیت خود شناسایی کنید. سطح منطقی الکترونیک دیجیتال معمولاً به عنوان سیگنال پاسخ استفاده می شود. در نتیجه، تشخیص وجود حرکت در چارچوب سیستم های هشدار، روشنایی، کنترل اتوماتیک درب و غیره امکان پذیر می شود.

انواع و اصول عملکرد سنسورهای حرکتی

سنسورهای حرکتی مادون قرمز غیرفعال

در ادبیات داخلی، ما اغلب در مورد سنسورهای حرکتی مادون قرمز غیرفعال (PIR) صحبت می کنیم. این دسته از محصولات دارای معایبی هستند. به طور معمول، یک حسگر مادون قرمز غیرفعال بر اساس اثر پیرالکتریک کار می کند: گرما را از فاصله دور حس می کند. توسعه دهندگان، به عنوان یک قاعده، دمای بدن انسان را تنظیم می کنند و امواج مادون قرمز میانی را در منطقه 10 میکرون می گیرند. این بسیار کمتر از تشعشع مرئی است؛ من فیلم با مشارکت آرنی بزرگ و شکار شکارچی را به یاد دارم. سیستم حسی بیگانه به امواج گرما پاسخ می دهد.

به همین دلیل، سنسور مادون قرمز غیرفعال را می توان فریب داد. اینها در سیستم های هشدار جدی استفاده نمی شوند. سنسور حرکت پیروالکتریک حاوی کریستالی است که طول موج مشخصی را به بار الکتریکی تبدیل می کند. برای از بین بردن تداخل در ورودی فیلتری به شکل لنز سیلیکونی وجود دارد. طیف تابش ورودی را تا حد زیادی محدود می کند، به عنوان مثال، از 7 تا 15 میکرون، و سطح تداخل خارجی را کاهش می دهد.

به عنوان یک قاعده، سیستم از دو بخش تشکیل شده است تا به طور همزمان پس زمینه خارجی را ثبت کند. پنجره تراشه ای که تشعشع را منتقل می کند به دو قسمت معادل تقسیم می شود که هر کدام رو به سمت مرکز قرار دارند. در نتیجه، اگر بدنه گرم متحرکی در میدان دید پنجره وجود داشته باشد، تفاوت بلافاصله آشکار می شود. توسعه دهندگان اطمینان می دهند که به لطف لنزهای فرنل، قدرتی در حدود 1 میکرووات برای به دست آوردن پاسخ کافی است. با توجه به موارد فوق، اکثر سنسورهای حرکتی مادون قرمز غیرفعال به زمان و آموزش نیاز دارند. برای مدت کوتاهی، هیچ جسم متحرکی نباید وارد میدان دید لنز شود.

این دوره تا یک دقیقه طول می کشد، سپس استفاده از سنسور حرکت مجاز است. اصل انتقال سیگنال متفاوت است. به عنوان یک قاعده، یک سازنده یک سنسور و یک کنترلر چند منظوره مربوطه را در یک سری ریزمدار تولید می کند که وظیفه کار با نوع تجهیزات همراه را دارد. این امکان ایجاد سیستم های پیچیده را فراهم می کند. برای مثال، سطح مربوط به یک واحد منطقی CMOS است، یا یک سری پالس با فرکانس مشخص تولید می کند. سنسورهای مادون قرمز غیرفعال با قابلیت پیکربندی این پارامتر شناخته شده اند که باعث انعطاف پذیری بیشتر تراشه ها می شود.

یک تقویت کننده در داخل برای ایجاد پاسخ مورد نظر وجود دارد. این نیاز به منبع تغذیه خارجی دارد. نمودار اتصال بسیار ساده است:

1. پایه قدرت.
2. زمین (مدار صفر).
3. خروجی سیگنال اطلاعات

معایب حسگرهای حرکتی مادون قرمز غیرفعال

هر فرد آگاه در الکترونیک از معایب حسگرهایی که در بالا توضیح داده شد آگاه است: تابش به راحتی محافظت می شود. کافی است یک جسم جامد را در میدان دید سنسور قرار دهید تا عملکرد سیستم مختل شود. تشعشعات حرارتی دیگر به عنصر حساس نمی رسد. به عنوان مثال، فردی که لباس پوشیده است، پاسخ بسیار کوچکتری ایجاد می کند.

علاوه بر این، محدوده محدود است. با حساسیت عنصر و قدرت تابش حرارتی جسم تعیین می شود. در بیشتر موارد، تنها چند متر، که محدودیت هایی را برای استفاده اعمال می کند.

دمای محیط از اهمیت زیادی برخوردار است؛ با کاهش آن، الگوی دما در مقیاس فرکانس شروع به کاهش می‌کند و حساسیت سنسور را مخدوش می‌کند. گزینه ای که پنجره اول سنسور به خیابان و دومی به اتاق نگاه می کند، بحث برانگیز در نظر گرفته می شود. شما باید به توصیه های سازنده در مورد شرایط استفاده اعتماد کنید.

قطع کننده های لیزری

حسگرهای لیزری در فیلم های مربوط به بانک پول معروف هستند. این یک تکنیک برای ثابت کردن حرکت در یک خط مستقیم است. منبع تشعشع و گیرنده در مقابل یکدیگر قرار می گیرند. هنگامی که یک جسم بین آنها قرار می گیرد، یک سیگنال هشدار تولید می شود. لیزر گاهی اوقات نامرئی است، استفاده از قوطی های گاز مخصوص که تحت تأثیر اشعه مادون قرمز یا فرابنفش می درخشد اختراع فیلمسازان نیست. از پدیده لومینسانس برای تعیین محل مسیرهای نامرئی استفاده می شود.

با افزایش طول موج، خواص جهت تابش به شدت کاهش می یابد و باندهای رادیویی دیگر به عنوان پرتو استفاده نمی شوند. در مورد فرکانس های بالا که می توانند از موانعی مانند اشعه ایکس عبور کنند، به دلایل واضح برای استفاده مناسب نیستند.

حسگرهای مبتنی بر اثر داپلر

این گروه شامل دو خانواده جداگانه است: حسگرهای حرکتی اولتراسونیک و مایکروویو. اصل عملیات بر اساس یک اثر واحد است. داپلر این پدیده را در سال 1842 با مشاهده منظومه های ستاره های دوتایی و دیگر اجرام آسمانی کشف کرد. سه سال بعد، Beuys-Ballot ثابت کرد که یک تغییر در طیف برای منابع صوتی نیز مشاهده شده است.

همه ساکنان پایتخت و ساکنان شهرهای بزرگ دیگر متوجه شدند که صدای سوت قطاری که در حال نزدیک شدن است بیشتر از صدای قطار در حال حرکت است. بنابراین، فردی که کم و بیش از استعداد موسیقی برخوردار است، می تواند تشخیص دهد که آیا قطار به سکو نزدیک می شود یا فرار می کند. این اثر داپلر است: هر موجی که از یک جسم ساطع می شود، توسط یک ناظر ثابت مطابق با سرعت نسبی حرکت درک می شود. بزرگی تغییر در طیف به سرعت بستگی دارد.

ستاره در حال عقب نشینی کمی سردتر از آنچه هست به نظر می رسد: طیف در مقیاس فرکانس به پایین تغییر می کند. برعکس، رنگ نزدیک شدن گرمتر به نظر می رسد. یک اثر مشابه در هر محدوده مشاهده می شود: رادیو، صدا و دیگران. خوانندگان قبلاً حدس زده‌اند که حسگرهای اثر داپلر چگونه کار می‌کنند. یک ارتعاش فراصوت یا فرکانس رادیویی در هوا منتشر می‌شود و پاسخی دریافت می‌شود. در حضور اجسام متحرک، تصویر به طور اساسی تغییر می کند: به جای یک موج ساطع شده همگن، تعداد زیادی فرکانس متفاوت از اصلی دریافت می شود.

مزیت روش: تشعشع به راحتی در اطراف موانع خم می شود یا از آنها عبور می کند. اما حرکت در رابطه با هر جسم، از جمله بی جان، ثبت می شود. دمای بدن مهم نیست مشخصات عملیاتی سیستم به فرکانس تابش بستگی دارد. به عنوان مثال، محدوده رادیویی تا حد زیادی برای استفاده ممنوع است. پنجره های کوچکی باقی مانده است که توسط کمیته ایالتی ویژه ویرایش شده است. سونوگرافی محدودیتی ندارد، اما برای شنوایی انسان مضر است (حتی اگر مستقیماً احساس نشود). به عنوان مثال، دفع کننده های سگ و سوسک در محدوده مشخص شده عمل می کنند.

بنابراین، محافظت از سنسورهای حرکتی اولتراسونیک و RF بسیار دشوارتر است.

سنسورهای حرکتی توموگرافی

این کلمه شبیه تجهیزات پزشکی است؛ به گفته توسعه دهندگان، به معنای وجود شبکه ای از فرستنده های فعال در سیستم است. این مجتمع در باند مجاز 2.4 هرتز کار می کند که در آن مودم های WiFi، اجاق های مایکروویو و تعدادی دستگاه کار می کنند. که بلافاصله محدودیت هایی را اعمال می کند: سیستم قرار است استفاده از محصولات ذکر شده در بالا را محدود کند.

این اثر بر اساس جذب شناخته شده تابش 2.4 هرتز توسط مولکول های آب است. رایج ترین مایع روی این سیاره به وفور وارد بدن یک موجود زنده می شود و امکان ساخت تصویر در داخل خانه را فراهم می کند. امواج 2.4 هرتز نسبتاً به راحتی از دیوارها عبور می کنند و می توان مناطق نسبتاً وسیعی از پیکربندی پیچیده را پوشش داد. شبکه ای از فرستنده گیرنده ها، مشابه نقاط دسترسی WiFi، روی زمین نصب شده است.

یک سیستم کامپیوتری پیچیده توزیع میدان را تجزیه و تحلیل می کند. این به معنای مرحله آموزشی است که شرایط انتشار موج در یک اتاق خاص ارزیابی می شود. در آینده با استفاده از الگوریتم های خاص، این سیستم قادر است مکان هر جسمی را در فضا نشان دهد. همچنین می توان اجسام زنده بی حرکت را تشخیص داد. هنگامی که یک شکل حیات بیولوژیکی وارد منطقه عمل امواج می شود، قدرت آنها طبق قوانین خاصی شروع به محو شدن می کند. انرژی به گرما تبدیل می شود، همانطور که در اجاق مایکروویو اتفاق می افتد. در نتیجه، امکان تولید یک سیگنال هشدار وجود دارد.

قطره چکان ها برای انسان خطرناک نیستند و قدرت عملکرد مطابق با قانون تنظیم می شود. از مدیر محلی دعوت می شود، با شروع از یک اندازه معین، سیستم را به روش مقرر ثبت کند. سنسورها گرانتر از سایر سنسورهای ارائه شده در بررسی هستند. داپلرها هم هزینه زیادی دارند.

دوربین های فیلمبرداری به عنوان سنسور

امروزه اکثر دوربین‌های فیلمبرداری دیجیتال دارای گزینه ضبط حرکت هستند. ضبط سیگنال بر روی ضبط کننده و ایجاد زنگ هشدار به روش مقرر امکان پذیر می شود. سنسور برای نیازهای سازمان کاملاً کافی است. فرآیند ثبت نام، شروع و پایان ثبت رویداد با توجه به قابلیت های تجهیزات فردی تعیین می شود.

مزیت بزرگ سیستم، توانایی کارکرد خودکار و امکان ثبت اقدامات غیرقانونی در صورت لزوم است. تنها مانع را قانون زندگی خصوصی شهروندان می دانند. پیشنهاد شده است که به وضوح اقدامات غیرقانونی را از دیگران متمایز کنید. و اطلاعات دریافتی بر خلاف قانون را توزیع نکنید.

برای کار در تاریکی، از ضبط کننده های مادون قرمز با روشنایی ضروری از چشم انداز اطراف استفاده می شود. راهنماهایی در اینترنت وجود دارد که پیشنهاد می‌کنند یک ضبط کننده مادون قرمز از منظره یاب دوربین بسازید عکاسی در شب. نور پس زمینه بر اساس دیودهای مادون قرمز معمولی مونتاژ می شود. محدوده تیراندازی در این مورد به شدت به قدرت پرتوهای مادون قرمز بستگی دارد. برای اهداف تقویت، توصیه می شود از بازتابنده ها استفاده کنید.

استفاده از حسگرهای حرکتی

اغلب استفاده از حسگرهای حرکتی با محدودیت های خاصی مواجه می شود. سنسورهای مادون قرمز غیرفعال از این نظر ساده ترین هستند؛ استفاده از آنها به هیچ وجه استاندارد نیست. از جایی که امواج اولتراسوند و رادیو شروع می شود - پیشنهاد می شود عواقب را به دقت محاسبه کنید. لیزرها ناامن هستند، علامت هشدار روشن است پرینتر لیزریشوخی نیست تشعشعات منسجم از طریق شبکیه چشم بدتر از کاغذ نمی سوزد و باعث آسیب جدی می شود.

سیستم هایی برای تشخیص وجود دود در یک اتاق که نزدیک به سنسورهای حرکت هستند. در این حالت از پدیده های تغییر شرایط عبور تابش به اضافه اثر داپلر استفاده می شود. روش های صرفا شیمیایی بسیار نادر هستند.

سنسورهای حرکتی در سیستم های زیر استفاده می شوند:

• هشدار و امنیت؛
• کنترل درب؛
• مجتمع های تفریحی؛
• روشنایی

بنابراین دامنه کاربردها فقط به تخیل نویسندگان بستگی دارد تولید کنندگان خارجیو تولید سیستم های یکپارچه با قابلیت ادغام آنها در سیستم های پیچیده تر. بنابراین، برای پوشش یک منطقه خاص، مجاز است مجموعه ای از حسگرها را مانند یک سازنده جمع آوری کنید. سیستم های توموگرافی بیشترین انعطاف را در این زمینه دارند، اما قیمت بیشتری نیز دارند. ساده ترین حسگرهای مادون قرمز برای کنترل اشیاء منفرد، به عنوان مثال، درها مناسب تر هستند.

سنسور حرکت مادون قرمز

سنسور حرکت چیست؟

سنسور حرکت (دتکتور) یک حسگر مادون قرمز (حرارتی) است که حرکت اجسام زنده را تشخیص می دهد و نور را کنترل می کند. سنسور حرکت از یک سنسور پیروالکتریک به عنوان سنسور استفاده می کند که اصل عملکرد آن بر اساس افزایش ولتاژ در خروجی آن است که سطح تابش مادون قرمز نسبت به پس زمینه افزایش می یابد.

رله داخلی سنسور برای روشن کردن چراغ استفاده می شود.

به هر حال، اگر فردی خوش لباس در زمستان از کنار سنسور عبور کند، ممکن است سنسور متوجه او نشود، اگرچه در هوای گرم به وضوح کار می کند. این را می توان با این واقعیت توضیح داد که دمای محیط و دمای لباس افراد تقریباً برابر است.

هدف از سنسور حرکت مادون قرمز

می توان گفت که سنسور حرکت دو هدف را انجام می دهد.

1. بدون شک، هدف مهم سنسور حرکت، صرفه جویی در انرژی هنگام روشنایی است. چراغ فقط زمانی روشن می شود که واقعاً ضروری باشد.
2. تأثیر حضور. سنسورهای حرکتی در خیابان روبروی دروازه، در ورودی، روی پنجره های طبقات اول نصب می شوند. در این برنامه، عملکرد سنسور حرکت روشن کردن چراغ ها و نشان دادن (شبیه سازی) است که "فردی در خانه است."

برای برخی از افراد، حسگر روی اعصاب آنها تاثیر می گذارد. برخی از افراد وجود یک آشکارساز حرکت را دوست دارند و به آنها اطمینان می دهند - آنها لازم نیست نگران خاموش نشدن چراغ ها باشند، لازم نیست دنبال سوئیچ بگردند و بچرخانند.

پارامترهای سنسور حرکت IR

• ولتاژ تغذیه– 220 – 240 ولت، 50 هرتز.
• به موقع(تایمر تاخیر) - از 2 ثانیه تا 8 دقیقه. زمان مورد نظر که پس از روشن شدن سنسور، چراغ روشن می ماند. تنظیم شده توسط رگولاتور

به هر حال، در اکثر ساده ترین مدل ها، حرکت "انباشته نمی شود". یعنی اگر شخصی در تمام مدت روشن شدن سنسور جلوی آن می دوید و قبل از خاموش کردنش یخ می زد، برای روشن کردنش باید دوباره حرکت کنید. برای جلوگیری از بروز چنین اثر ناخوشایندی، در موارد حرکت مداوم، خروجی سنسور باید با یک کلید اضافی اتصال کوتاه شود.

• حساسیت به نور- از 2 تا 1000 لوکس. معمولاً توسط یک سوئیچ تنظیم می شود (در مدل های ارزان قیمت، 2-3 موقعیت) یا به آرامی تنظیم می شود. این پارامتر نشان می دهد که سنسور در چه نور محیطی کار می کند. هنگام تنظیم روشنایی روی 100 لوکس، دستگاه فقط در شب کار می کند. هنگام تنظیم حداکثر روشنایی خارجی، سنسور در هر زمانی از روز کار می کند.
• فاصله مشاهده(فاصله تشخیص) - تا 15 متر.
• سرعت پاسخگویی- از 0.5 تا 1.5 متر بر ثانیه اگر جسم شناسایی شده بسیار آهسته حرکت کند، دمای آن با پس‌زمینه دمای عمومی بدون تحریک ادغام می‌شود. اگر سریع باشد، سنسور زمانی برای کار نخواهد داشت و جسم از ناحیه تحت پوشش خارج می شود.
• حداکثر جریان سوئیچینگ. ممکن است بسته به برنامه متفاوت باشد. در سیستم ها دزدگیرجریان کوچک است و معمولاً از کنتاکت های بسته استفاده می شود. در کاربردهای روشنایی، سنسورها عمدتاً از یک رله الکترومغناطیسی استفاده می کنند که قدرت بار را تعیین می کند. سنسورهای خانگی عمدتاً برای جریان های 1000 تا 1500 وات تولید می شوند.
• منطقه ضبط(زاویه دید). در سنسورهای سقفی این زاویه معمولاً 360 درجه است. اما بدیهی است که محدوده پوشش نیز بر اساس ارتفاع مشخص خواهد شد. سنسورهای دیواری دارای زاویه دید 120 تا 180 درجه هستند.

کاربرد

که در اخیراسنسورهای حرکتی مادون قرمز برای روشن کردن "هوشمند" و اقتصادی چراغ ها در مکان های عمومی نصب شده اند. فرودها، حیاط ها در آپارتمان ها و منازل سنسورهای IR در راهروها، سرویس های بهداشتی و ... نصب می شوند. به عبارت دیگر از سنسورهای IR در مکان هایی استفاده می شود که روشنایی فقط در حضور افراد مورد نیاز است اما سوئیچ معمولیتوصیه نمی شود

مدارهای سنسور IR

دستگاه سنسور حرکت DD

در زیر چند عکس قرار داده شده است ساختار داخلی سنسور مادون قرمزجنبش DD-024 علامت تجاری IEK.

نصب سنسور حرکت

گزینه نصب سنسور حرکتی DD-009 در عکس زیر نشان داده شده است.

تغییر حالت میدان الکترومغناطیسیمنتقل شده در فضا نامیده می شود تابش الکترومغناطیسی. انواع مختلفی از این تشعشعات وجود دارد. اجازه دهید آنها را فهرست کنیم: نور مرئی، تابش فرابنفش، امواج رادیویی، اشعه ایکس، تابش گاما، امواج تراهرتز، و تابش مادون قرمز. دومی اغلب "حرارتی" نیز نامیده می شود - بیایید در مورد آن با جزئیات بیشتر صحبت کنیم.

تشعشعات فروسرخ در سال 1800 توسط ستاره شناس بریتانیایی آلمانی الاصل فردریک ویلیام هرشل کشف شد. منطقه ای از طیف بین "انتهای" قرمز را اشغال می کند. نور مرئی، که دارای طول موج 0.74 میکرومتر و فرکانس 430 THz و تشعشعات مایکروویو (به نوبه خود دارای طول موج 1-2 میلی متر و فرکانس 300 گیگاهرتز است).

تشعشعات مادون قرمز حرارتی نامیده می شود زیرا فرد آن را از اجسام گرم شده به عنوان گرما روی پوست احساس می کند. لامپ های رشته ای، لامپ های تخلیه گاز، برخی لیزرها و غیره. اشعه مادون قرمز ساطع می کند. توجه داشته باشید که طول موج تابش مادون قرمز به دمای گرمایش بستگی دارد: هر چه این دما بالاتر باشد، طول موج کوتاهتر و تابش شدیدتر است.

اعتقاد بر این است که چشم انسان قادر به دیدن اشعه مادون قرمز نیست. با این حال، به طور گسترده ای در نجوم استفاده می شود - نجوم مادون قرمز حتی به عنوان یک بخش جداگانه طبقه بندی می شود. از پرتودرمانی نیز استفاده می شود. سنسورهای جریان خون بر اساس این اصل عمل می کنند. اشعه مادون قرمز دارای تعدادی از خواص مفیددر سطح سلولی و بنابراین در فیزیوتراپی استفاده می شود. بر اساس طیف های جذب مادون قرمز، ساختار مولکول های مواد آلی و معدنی را می توان تعیین کرد.

علاوه بر این، مردم یاد گرفته اند که از این تابش نه تنها برای اهداف علمی، بلکه برای اهداف سودمندتر استفاده کنند. ساده ترین مثال این است بخاری مادون قرمزکه گرما را بوسیله تابش به جای انتقال گرما منتشر می کند. همچنین می توان از آن برای خشک کردن سطوح رنگ استفاده کرد. همچنین تابلوهای کنترل، سیستم های اتوماسیون و سیستم های امنیتی بر روی دیودهای مادون قرمز و فوتودیودها کار می کنند.

در برخی موارد، شیوع کافی LED های مادون قرمز، لیزرها و فوتودیودها منجر به اختراع و استفاده از روش های انتقال داده های نوری بی سیم شد. اکنون در فناوری رایانه برای تعامل با دستگاه های جانبی استفاده می شود. مزیت این نوع ارتباط، حساسیت کم به تداخل الکترومغناطیسی است. معایب به طور قابل توجهی بیشتر است: تجهیزات به پنجره های نوری خاصی نیاز دارند، سرعت انتقال داده ها معمولا کم است، تجهیزات باید به درستی در کنار یکدیگر قرار گیرند و محافظت از اطلاعات ارسال شده دشوار است.

و البته اشعه مادون قرمز به طور گسترده توسط ارتش استفاده می شود. سر موشک های فروسرخ، دستگاه های دید در شب و تصویرگرهای حرارتی وجود دارد.

سنسورهای مادون قرمز یا غیرفعال یا فعال هستند. آثار سنسور غیرفعالمانند این: به تغییرات در شدت تابش حرارتی پس زمینه در شعاع عمل خود واکنش نشان می دهد. برای انجام این کار، در داخل سنسور گیرنده های pyro وجود دارد که تشعشعات مادون قرمز خود را تشخیص می دهد، و همچنین یک لنز چندگانه، متشکل از بسیاری از لنزهای کوچک. هر یک از این بخش‌ها از چند لنز، تشعشعات مادون قرمز را متمرکز کرده و آن را به گیرنده پیرو ارسال می‌کند. هنگامی که منبع چنین تشعشعی حرکت می کند، تابش توسط عدسی دیگر جمع آوری شده و بر روی گیرنده pyro دیگر متمرکز می شود. سپس سنسور سیگنالی را به مدار کنترل الکترونیکی ارسال می کند. هر چه تعداد لنزها در سنسور بیشتر باشد، حساسیت آن بیشتر است. سنسورهای مادون قرمز فعال خود مجهز به فرستنده های مادون قرمز هستند که سیگنال پالس آن توسط عناصر پیرو گرفته می شود. هنگامی که یک جسم از محدوده چنین سیگنالی عبور می کند، حسگر تابش را درک نمی کند و آن را گزارش می دهد.

اصل عملکرد سنسور مادون قرمز را می توان نه تنها در کنترل از راه دور تلویزیون، بلکه در اسباب بازی هوشمند(به عنوان مثال، در).