Sensor de movimiento ( eng. sensor de movimiento, sensor de movimiento): un dispositivo de señalización que captura el movimiento de los objetos y se utiliza para controlar el entorno o activar automáticamente las acciones requeridas en respuesta al movimiento de los objetos.
Detector de movimiento ( eng. detector de movimiento ): un dispositivo o función de un sistema de televisión de seguridad que genera una señal de notificación de alarma cuando se detecta movimiento en el campo de visión de una cámara de video [1] .
Los sensores de movimiento más sensibles también se denominan sensor de presencia ( en inglés , sensor de presencia o sensor de ocupación ).
Los sensores de movimiento y presencia son ampliamente utilizados de forma independiente o como parte de los sistemas de seguridad para detectar la intrusión de personas no autorizadas, así como para automatizar los sistemas técnicos de iluminación y clima (calefacción y aire acondicionado) en apartamentos, edificios residenciales, entradas de edificios de apartamentos , comerciales bienes inmuebles, así como iluminación de territorios de calles y carreteras .
El funcionamiento del sensor de movimiento se basa en el análisis de varios tipos de ondas (ondas acústicas , ópticas o de radio ) que llegan al sensor desde el entorno. Según el tipo de radiación utilizada, los sensores de movimiento se dividen en:
Según si el propio sensor emite estas ondas y las analiza tras su reflexión, o si solo recibe ondas del exterior, los sensores se dividen en:
La mayoría de los sensores de movimiento existentes representan alguna combinación de principios físicos de operación, y los sensores del mismo tipo de ondas, por regla general, usan el mismo mecanismo para su creación y procesamiento.
Los sensores más comunes:
Cada principio tiene sus inconvenientes, permitiendo en ocasiones falsas alarmas y fallos en los casos adecuados. Para reducir la posibilidad de falsas alarmas, los sensores a veces combinan dos tecnologías en un solo dispositivo (como infrarrojos y ultrasónicos). Pero esto, a su vez, aumenta la vulnerabilidad del sensor, ya que se vuelve menos confiable y, como resultado, es posible que no funcione, incluso cuando debería.
El principio de funcionamiento de un sensor infrarrojo se basa en el análisis de la radiación térmica (infrarroja) . El sensor infrarrojo pasivo (PIR) no emite ninguna radiación, sino que solo analiza los rayos de calor entrantes.
En el interior del sensor suele haber dos elementos sensibles que miden el flujo de radiación infrarroja. Frente a cada uno de los elementos sensibles del sensor se instala una lente Fresnel , que enfoca sobre ella los rayos infrarrojos que inciden sobre el sensor.
El sensor más simple está diseñado de tal manera que el espacio exterior se "divide" entre dos lentes y elementos de detección, cada una de las lentes proyecta radiación térmica desde su campo de visión hacia su propio elemento de detección. En condiciones normales, la intensidad de la radiación que llega a ambas partes del sensor es aproximadamente la misma. Cuando un objeto que emite rayos infrarrojos (por ejemplo, una persona) aparece en el campo de visión, la radiación entra primero en el campo de visión de solo una parte del sensor, mientras que las lecturas de los dos elementos sensibles comienzan a diferir, y esto es una señal de movimiento [4] .
En condiciones reales, un sensor con dos lentes sería demasiado poco confiable, por lo tanto, en muchos modelos de sensores, no se instala un par de lentes, sino varias docenas. Las lentes de los sensores son fácilmente visibles en el cuerpo: esta es una estructura celular característica con una ventana translúcida, detrás de la cual se ubican los elementos sensibles.
Para ahorrar espacio y materiales, el sensor está diseñado para que todas las lentes enfoquen la radiación entrante en solo dos elementos de detección. Así, el espacio circundante se divide en áreas de visualización entre pares de lentes, cada una de las cuales es capaz de detectar el movimiento en su propia área de visualización [4] .
Básicamente, los sensores piroeléctricos se utilizan como elemento de detección . Menos comunes son los sensores de termopar , los microbolómetros y los detectores de radiación infrarroja de semiconductores fabricados con arseniuro de galio-indio (InGaAs) y telururo de mercurio-cadmio (MCT) [5] .
El principio de funcionamiento del sensor ultrasónico se basa en la medición de ondas sonoras más allá del umbral de audición .
Un elemento especial dentro del sensor emite periódicamente ráfagas de ondas ultrasónicas. Después de enviar, el sensor cambia al modo de recepción y espera el regreso de las ondas reflejadas , las recibe y luego las analiza.
Si la situación en el área de observación del sensor permanece sin cambios, el paquete de ondas enviado se refleja siempre igual, pero si se produce movimiento, entonces las ondas cambian en intensidad o frecuencia ( efecto Doppler ), sobre la base de lo cual se concluye que la situación en el área de observación ha cambiado. Cuando la magnitud de estos cambios supera el umbral de sensibilidad establecido , el sensor se activa.
Como generador de ultrasonidos en el sensor se suele utilizar un emisor piezoeléctrico de cuarzo o cerámica o una membrana especial que vibra bajo la influencia de un campo electrostático .
Los sensores tomográficos (ondas de radio) y de microondas funcionan de la misma manera que los ultrasónicos, pero analizan el reflejo no de las ondas acústicas, sino de las ondas de radio.
Dado que las ondas de radio pueden atravesar barreras no metálicas, como paredes y muebles de madera, los sensores de ondas de radio son adecuados para monitorear el espacio detrás de tales barreras. Los sensores de ondas de radio son bastante costosos y, por lo tanto, generalmente se usan para monitorear grandes áreas comerciales, como almacenes [6] .
El principio de funcionamiento del sensor fotoeléctrico se basa en la detección de una interrupción en el haz de rayos de luz, cuando se activa el sombreado. Normalmente, este sensor consta de dos partes, una de las cuales emite luz y la otra recibe. En la parte receptora se encuentra un fotodetector , en el que, bajo la acción de la luz incidente, surge una corriente eléctrica. Cuando el haz de luz es bloqueado por cualquier cuerpo, la luz deja de caer sobre el receptor y el sensor se activa.
Un ejemplo bien conocido del uso de un sensor de este tipo son los torniquetes del metro , que se cierran de golpe frente a los pasajeros cuando cruzan un haz de luz sin pagar una tarifa.
Los sensores fotoeléctricos también suelen utilizar radiación infrarroja invisible .
El sensor de presencia es una versión más sensible del sensor de movimiento, ambos sensores se basan en los mismos principios. Sin embargo, por ejemplo, si un sensor de movimiento infrarrojo utiliza varias decenas de pares de lentes, que dividen así el espacio circundante en varias decenas de zonas de observación, entonces se utilizan varios cientos de pares de lentes en el sensor de presencia. Así, cada par de lentes inspecciona una pequeña área del espacio, lo que le permite captar incluso pequeños movimientos, hasta el movimiento de los dedos sobre el teclado [7] .
Dado que los sensores solo registran cambios en el entorno externo, casi siempre se usan junto con otros dispositivos que, cuando se activa el sensor, realizan las acciones requeridas:
Si los sensores de movimiento (detectores de seguridad) se instalan como parte de sistemas de seguridad complejos (seguridad remota), las conexiones entre dispositivos ya se configuran durante la instalación, y su interacción posterior se produce a través de un controlador que el proveedor ( seguridad no departamental estatal u organización de seguridad privada ) se instala junto con el resto del equipo [8] .
Si el usuario compra sensores, sirenas e interruptores inteligentes de diferentes proveedores y los instala él mismo, el controlador también lo instala él mismo. Junto con el controlador, los proveedores brindan acceso a una cuenta en un portal web especializado y una aplicación móvil , que le permiten configurar de forma independiente las notificaciones y la interacción del dispositivo.
Los sensores de movimiento y presencia se utilizan ampliamente en la vida cotidiana, principalmente en la automatización del hogar y la automatización de edificios para [2] [9] [10] :
Por ejemplo, el uso de sensores de movimiento y presencia para automatizar la iluminación y el aire acondicionado puede reducir el consumo de energía en un 40 % y los costos de iluminación en un 60-70 % [11] .
Las aplicaciones comerciales de los sensores de movimiento incluyen [3] :
El sensor activa una señal de sonido, por ejemplo, una sirena cuando extraños entran en la habitación. Instalado como parte del sistema de seguridad de la consola, el sensor también envía una señal de alarma al centro de control de la organización de seguridad, que responde si es necesario.
Además, en caso de alarma, el sensor puede iniciar el envío de una notificación al propietario: SMS , correo electrónico o notificación push , según la configuración seleccionada. Algunos sistemas también ofrecen la función de llamar automáticamente al propietario o personas autorizadas especificadas por él.
Cuando se activa, el sensor también puede activar la videovigilancia y, en un sistema autoinstalado, también puede iniciar cualquier otra función a discreción del propietario: bloquear las cerraduras, apagar los electrodomésticos, apagar las luces , y así.
Cuando se detecta movimiento, el sensor de movimiento o sensor de presencia puede encender o apagar automáticamente la iluminación y cambiar su brillo, inmediatamente después de activarse o con un retraso.
En el caso general, el sensor transmite los comandos apropiados al interruptor a través del controlador (de hecho, el sensor solo informa al controlador sobre el movimiento en la habitación, y el controlador, de acuerdo con las instrucciones dejadas por el propietario, da el comandos asignados a los interruptores de luz). También hay interruptores con sensores de movimiento incorporados, por regla general, se utilizan en lugares públicos y comerciales: oficinas, almacenes, entradas.
En lugar de un interruptor, se puede usar cualquier otro controlador de iluminación, como un controlador RGB para controlar una tira de LED o una lámpara inteligente.
La activación del sensor puede cambiar automáticamente el modo de funcionamiento de los sistemas climáticos según los deseos del propietario. Al mismo tiempo, envía una señal al controlador sobre la señal de movimiento, y el controlador emite acciones de acuerdo con el programa programado, por ejemplo, comandos al sistema climático para encender, apagar o cambiar el modo de funcionamiento.
Por ejemplo, si durante la temporada de frío el sensor detecta la presencia de personas en la habitación, el controlador envía un comando al controlador de temperatura instalado en el calentador o al controlador de temperatura del "suelo caliente" para aumentar la temperatura. Si durante la temporada de calor el sensor no detecta la presencia de personas, el controlador le indica al acondicionador de aire que reduzca la intensidad del enfriamiento.
Los sensores de movimiento están muy extendidos, los analistas de mercado esperan que su uso crezca un 13-14 % anual hasta 2020 [3] .
El uso de sensores de movimiento y presencia en edificios residenciales y oficinas, según predicen los expertos, crecerá un 20 % anual durante el mismo período, y se espera que el mayor crecimiento se produzca en Europa y Rusia, principalmente en el campo de la protección contra intrusos [11] y en otros aspectos de la domótica [5] .
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