Cảm biến chuyển động hoạt động như thế nào? Giải thích chi tiết
Cảm biến chuyển động, phát minh mới nhất của công nghệ hiện đại. Đóng một vai trò thiết yếu trong việc tăng cường an ninh. Các thiết bị này bổ sung cho camera an ninh, tự động hóa, nhận dạng cử chỉ của bạn để điều khiển rảnh tay. Từ đó bảo vệ ngôi nhà của chúng ta khỏi những kẻ xâm nhập. Nhưng cảm biến chuyển động hoạt động như thế nào? Hướng dẫn toàn diện này sẽ khám phá các cơ chế của các loại cảm biến khác nhau và ứng dụng trong thế giới thực.
Cảm biến chuyển động hoạt động như thế nào?
Có một số loại cảm biến chuyển động trên thị trường, chẳng hạn như Hồng ngoại thụ động (PIR), Vi sóng, Siêu âm, v.v. Mỗi loại có cơ chế hoạt động của nó.
Cảm biến PIR
Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) hoạt động dựa trên việc phát hiện những thay đổi về bức xạ hồng ngoại (nhiệt) trong trường nhìn của chúng . Cảm biến PIR thường chứa hai cảm biến nhiệt điện nhạy cảm với bức xạ hồng ngoại.
Những cảm biến này thường được bố trí theo cấu hình đối xứng, giống như gương. Khi không có chuyển động, hai cảm biến sẽ nhận được lượng bức xạ hồng ngoại như nhau. Và đầu ra điện của chúng được cân bằng.
Tuy nhiên, khi một vật thể ấm di chuyển trong tầm nhìn của cảm biến. Nó sẽ đi vào khu vực của cảm biến này trước vùng cảm biến kia. Chuyển động này có thể gây ra sự khác biệt về lượng bức xạ hồng ngoại mà mỗi cảm biến nhận được, tạo ra sự mất cân bằng. Sự thay đổi bức xạ hồng ngoại khiến một cảm biến tạo ra công suất điện cao hơn cảm biến kia.
Sau đó, mạch điện tử của cảm biến PIR xử lý sự khác biệt này. Tạo ra đầu ra kỹ thuật số, thường là xung điện áp. Và được gửi đến thiết bị hoặc hệ thống mà cảm biến PIR được kết nối. Chẳng hạn như hệ thống đèn, báo động hoặc an ninh.
Cảm biến vi sóng
Cảm biến vi sóng hay còn gọi là cảm biến radar. Hoạt động bằng cách phát ra tín hiệu vi sóng sau đó đo phản xạ của các tín hiệu đó để phát hiện chuyển động . Cảm biến vi sóng tạo ra sóng điện từ có bước sóng từ milimet đến mét. Các tín hiệu này thường ở dải tần gigahertz (GHz). Tín hiệu vi sóng phát ra truyền qua không gian xung quanh để tương tác với các vật thể và bề mặt trong tầm nhìn của cảm biến.
Khi tín hiệu vi sóng phát ra gặp vật thể hoặc chướng ngại vật. Chẳng hạn như người hoặc phương tiện. Một phần năng lượng vi sóng sẽ được phản xạ về phía cảm biến. Sau đó, bộ thu của cảm biến sẽ thu các tín hiệu phản xạ và phân tích các yếu tố. Như sự dịch chuyển tần số (hiệu ứng Doppler) và dịch pha của tín hiệu. Để xác định sự hiện diện và chuyển động của vật thể. Sau khi phát hiện và xác nhận chuyển động. Cảm biến vi sóng sẽ kích hoạt một hành động. Chẳng hạn như bật đèn, phát âm thanh báo động hoặc kích hoạt hệ thống an ninh.
Cảm biến siêu âm
Cảm biến siêu âm hoạt động dựa trên việc phát và nhận sóng âm. Cụ thể là sóng siêu âm (có tần số cao hơn giới hạn trên của thính giác con người) . Những cảm biến này sử dụng thời gian để sóng âm bật ra khỏi một vật thể và quay trở lại cảm biến để xác định khoảng cách của vật thể đó.
Cảm biến sử dụng tốc độ âm thanh trong không khí để tính toán khoảng cách đến vật thể. Công thức thường là: Khoảng cách = (Tốc độ âm thanh × Thời gian bay) / 2. Thông thường, cảm biến có thể cung cấp các phép đo khoảng cách theo thời gian thực tới đối tượng được phát hiện. Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể. Cảm biến có thể kích hoạt hành động hoặc phản hồi dựa trên dữ liệu khoảng cách. Ví dụ: trong hệ thống cửa tự động. Cảm biến có thể kích hoạt cửa mở khi có người đến gần.
Cảm biến công nghệ kép
Cảm biến công nghệ kép hoặc cảm biến chuyển động kép. Kết hợp hai hoặc nhiều công nghệ cảm biến khác nhau. Để nâng cao độ chính xác và giảm cảnh báo sai khi phát hiện chuyển động. Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) và vi sóng (MW) là những kết hợp phổ biến nhất.
Sự đổi mới của cảm biến công nghệ kép nằm ở việc kết hợp tín hiệu đầu ra từ cả hai loại cảm biến. Cả cảm biến PIR và vi sóng phải kích hoạt đồng thời. Để cảm biến công nghệ kép ghi lại chuyển động. Bằng cách yêu cầu cả hai loại cảm biến kích hoạt trước khi bắt đầu báo động hoặc hành động. Cảm biến công nghệ kép giảm đáng kể cảnh báo sai do các yếu tố. Như dao động nhiệt độ, động vật nhỏ hoặc vật thể chuyển động như rèm cửa gây ra.
Cảm biến chuyển động nên được đặt ở đâu?
Vị trí đặt cảm biến chuyển động có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hàng ngày của thiết bị. Độ cao lý tưởng cho vị trí cảm biến là cách mặt đất từ 6 đến 8 feet .
Chọn các điểm vào điển hình mà kẻ trộm thường nhắm đến. Để cài đặt chúng và đảm bảo không có vật cản nào chặn tầm nhìn của cảm biến.
Nếu bạn sử dụng cảm biến PIR, hãy đặt chúng cách xa bộ điều hòa không khí, bộ tản nhiệt hoặc các nguồn nhiệt khác. Ví dụ: bạn có thể đặt cảm biến PIR trong phòng có điều hòa nhiệt độ.
Một số địa điểm được đề xuất bao gồm:
- Không gian mở rộng rãi :Trong không gian rộng mở có thể tăng cường đáng kể an ninh và kích hoạt hệ thống chiếu sáng ngoài trời.
- Góc phòng : Nếu bạn muốn sử dụng các cảm biến trong nhà, hãy đặt chúng ở góc phòng. Khi đặt ở một góc, trường nhìn của cảm biến có thể mở rộng theo đường chéo khắp phòng. Hơn nữa, các góc có xu hướng có ít vật cản hơn.
- Điểm vào : Cảm biến có thể được đặt tại các điểm vào tài sản của bạn. Chẳng hạn như cửa trước và cửa sau. Đặt chúng ở những nơi này có thể kích hoạt báo động hoặc bật đèn khi có người đến gần.
- Nơi lưu trữ : ở nơi lưu trữ có thể giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách tự động tắt đèn khi không có chuyển động. Bạn có thể cài đặt cảm biến trong tầng hầm hoặc nhà để xe của bạn.
Ứng dụng của cảm biến chuyển động
Cảm biến chuyển động có thể được tích hợp vào các tình huống khác nhau. Đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp bảo mật nâng cao.
Hệ thống an ninh
Cảm biến chuyển động có thể được tích hợp vào hệ thống an ninh. Ví dụ, có thể phát hiện kẻ xâm nhập hoặc xâm nhập trái phép vào khu vực được bảo vệ. Khi ai đó đi vào không gian an toàn, cảm biến sẽ phát hiện chuyển động và kích hoạt cảnh báo để thông báo cho chủ sở hữu tài sản hoặc dịch vụ giám sát.
Cảm biến chuyển động cũng tìm đường vào hệ thống giám sát video. Khi phát hiện chuyển động, camera có thể tự động xoay, nghiêng hoặc thu phóng để tập trung vào khu vực quan tâm, ghi lại sự kiện để xem lại sau.
Tự động hóa gia đình
Cảm biến có thể là một phần của hệ thống tự động hóa gia đình. Để kích hoạt một loạt hành động, chẳng hạn như điều chỉnh cài đặt bộ điều chỉnh nhiệt, kích hoạt khóa thông minh hoặc gửi cảnh báo đến thiết bị di động. Ví dụ: bạn có thể thêm cảm biến với ánh sáng rực rỡ ở nhà. Họ có thể tự động bật đèn khi phát hiện chuyển động và tắt khi khu vực không có người ở.
Nhận dạng cử chỉ
Công nghệ nhận dạng cử chỉ liên quan đến việc diễn giải chuyển động của con người. Thường sử dụng các cảm biến chuyển động như gia tốc kế, con quay hồi chuyển và camera. Cảm biến hồng ngoại, như bộ điều khiển Leap Motion, có thể theo dõi chuyển động của bàn tay và ngón tay với độ chính xác cao. Khiến chúng phù hợp để nhận dạng cử chỉ chi tiết.
Chuông báo trộm
Cảm biến chuyển động là một phần không thể thiếu trong hệ thống báo trộm. Chúng thường được đặt ở các điểm vào quan trọng. Chẳng hạn như cửa ra vào, cửa sổ và hành lang trong phòng. Để phát hiện các chuyển động bên trong tòa nhà. Ví dụ, cảm biến tiếp xúc cửa/cửa sổ bao gồm một nam châm và một cảm biến. Khi một cánh cửa hoặc cửa sổ mở ra, khiến cảm biến và nam châm tương ứng của nó tách ra, cảnh báo sẽ được kích hoạt nếu hệ thống chống trộm được trang bị.
Người máy
Cho phép robot nhận biết môi trường xung quanh, đưa ra quyết định và điều hướng hiệu quả. Ví dụ, cảm biến hồng ngoại hoặc siêu âm có thể phát hiện chướng ngại vật hoặc vật thể trên đường đi của robot. Thông tin này cho phép robot điều chỉnh quỹ đạo, tránh va chạm và điều hướng an toàn.
Khi kết hợp với các cảm biến khác như bộ mã hóa và con quay hồi chuyển, cảm biến chuyển động có thể giúp robot xác định vị trí và hướng của chúng trong môi trường. Dữ liệu này rất cần thiết để tạo bản đồ xung quanh robot và đảm bảo điều hướng chính xác.
Cách lắp đặt cảm biến chuyển động
Đôi khi, việc lắp đặt cảm biến chuyển động bao gồm một số bước để đảm bảo chức năng thực tế của chúng.
1. Chọn vị trí
Điều đầu tiên bạn nên quyết định là nơi bạn muốn cài đặt. Một số vị trí lý tưởng bao gồm lối vào, hành lang, khu vực ngoài trời và các phòng bạn muốn giám sát. Tránh đặt chúng phía sau tường hoặc đồ nội thất vì có thể chặn sóng của cảm biến chuyển động.
2. Kiểm tra nguồn điện
Một số cảm biến chạy bằng pin, trong khi một số khác yêu cầu kết nối có dây với hệ thống dây điện. Nếu cảm biến yêu cầu nối dây, hãy đảm bảo rằng nguồn điện đã được tắt ở cầu dao trước khi tiếp tục.
3. Gắn cảm biến
Nếu cảm biến của bạn chạy bằng pin. Hãy gắn nó vào tường hoặc bề mặt bằng vít hoặc dải dính.
Nếu cảm biến cần đi dây. Bạn có thể cần khoan lỗ để đi dây và gắn nó bằng vít và neo tường nếu cần.
4. Điều chỉnh cài đặt cảm biến
Kết nối cảm biến của bạn với hệ thống hiện có và điều chỉnh cài đặt của nó. Một số kiểu máy cho phép bạn định cấu hình độ nhạy, độ trễ thời gian và các vị trí khác. Làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất để thay đổi cài đặt cảm biến theo sở thích và nhu cầu của bạn.
5. Kiểm tra và tinh chỉnh
Vui lòng bật nguồn cảm biến và kiểm tra để đảm bảo nó phát hiện chuyển động chính xác. Đi bộ trong phạm vi phát hiện của nó để kích hoạt cảm biến và xác minh rằng nó kích hoạt như mong đợi. Điều chỉnh vị trí hoặc cài đặt của cảm biến dựa trên kết quả kiểm tra của bạn. Đảm bảo nó bao phủ khu vực mong muốn mà không có cảnh báo sai hoặc phát hiện nhầm.
Vai trò của cảm biến chuyển động trong an ninh gia đình
Cảm biến chuyển động có thể bảo vệ ngôi nhà của bạn. Bằng cách phát hiện chuyển động hoặc chuyển động trong và xung quanh tài sản. Khi ai đó đi vào khu vực an toàn. Chẳng hạn như cửa ra vào, hành lang hoặc cửa sổ. Cảm biến có thể phát hiện chuyển động và kích hoạt báo động. Sau đó, những cảm biến này có thể đưa ra cảnh báo ngay lập tức cho chủ sở hữu tài sản.
Hơn nữa, cảm biến có thể được tích hợp vào hệ thống an ninh gia đình toàn diện. Bao gồm báo động, camera và dịch vụ giám sát. Sự tích hợp này giúp tăng cường an ninh tổng thể trong khu vực giám sát.
Ví dụ, một số cảm biến chuyển động được trang bị hoặc tích hợp với camera an ninh. Khi phát hiện chuyển động, camera có thể chụp ảnh hoặc quay video. Cho phép chủ nhà hoặc chuyên gia an ninh xác nhận nguyên nhân cảnh báo một cách trực quan.
Chọn cảm biến chuyển động phù hợp: Các yếu tố cần xem xét
Việc chọn cảm biến chuyển động lý tưởng cho các yêu cầu và cài đặt cụ thể của bạn đòi hỏi phải xem xét một số yếu tố chính.
Mức độ nhạy cảm
Các cảm biến khác nhau có vùng phủ sóng riêng biệt. Vì vậy bạn nên chọn loại cảm biến bao phủ vị trí mong muốn mà không có khoảng trống hoặc chồng chéo. Hầu hết các kiểu máy đều có cài đặt độ nhạy có thể điều chỉnh. Cho phép bạn tinh chỉnh cảm biến theo nhu cầu cụ thể của mình và giảm cảnh báo sai.
Khả năng tương thích của hệ thống bảo mật
Khi được tích hợp vào hệ thống an ninh . Cảm biến sẽ phát huy tối đa hiệu quả. Đảm bảo rằng cảm biến bạn chọn tương thích với hệ thống an ninh gia đình hiện tại của bạn.
Tích hợp nhà thông minh
Nếu bạn đã thiết lập tự động hóa ngôi nhà, hãy tích hợp cảm biến. Bằng cách này, bạn có thể bật hoặc tắt cảm biến chỉ bằng giọng nói của mình. Một số cảm biến được thiết kế để hoạt động với các nền tảng và giao thức cụ thể. Vì vậy bạn phải tìm loại cảm biến phù hợp.
Câu hỏi thường gặp
Cảm biến chuyển động có thể hoạt động trong bóng tối không?
Có, nhiều cảm biến chuyển động được thiết kế để hoạt động trong điều kiện tối hoặc thiếu sáng. Những cảm biến này được trang bị công nghệ cho phép chúng phát hiện chuyển động mà không cần ánh sáng nhìn thấy được.
Ví dụ, cảm biến PIR nhạy cảm với những thay đổi trong dấu hiệu nhiệt hơn là ánh sáng. Chúng có thể phát hiện bức xạ hồng ngoại phát ra từ các vật thể ấm ngay cả trong bóng tối hoàn toàn. Cảm biến vi sóng và siêu âm không dựa vào ánh sáng khả kiến và có thể hoạt động trong điều kiện tối hoặc ánh sáng yếu.
Cảm biến chuyển động có phát hiện chuyển động hoặc nhiệt không?
Cảm biến chuyển động phát hiện rõ ràng những thay đổi chuyển động. Trong bức xạ hồng ngoại phát ra từ các vật thể ấm, bao gồm cả cơ thể con người. Trong khi phát hiện nhiệt, chúng đang cảm nhận được chuyển động của các vật thể tỏa nhiệt.
Điều gì có thể kích hoạt cảm biến chuyển động?
Nhiều yếu tố có thể kích hoạt cảm biến chuyển động. Bao gồm chuyển động của con người, động vật, vật thể chuyển động, thay đổi nhiệt độ, v.v. Ví dụ: Khi một người đi vào trường nhìn của cảm biến và di chuyển, cảm biến có thể được kích hoạt.
Tại sao cảm biến chuyển động của tôi tắt mà không có lý do?
Một số vấn đề có thể dẫn đến vấn đề này. Nếu mức độ nhạy của cảm biến chuyển động của bạn quá cao. Nó có thể dẫn đến cảnh báo sai do chuyển động nhỏ, gió lùa hoặc dao động nhiệt độ. Vật nuôi, côn trùng và động vật nhỏ có thể kích hoạt cảm biến nếu nó không miễn dịch với vật nuôi. Sự thay đổi nhiệt độ hoặc độ ẩm nhanh chóng có thể ảnh hưởng đến một số cảm biến chuyển động. Đặc biệt là cảm biến Hồng ngoại thụ động (PIR).
Phần kết luận
Cảm biến chuyển động hoạt động theo nguyên tắc phát hiện chuyển động. Cho dù đó là nhiệt tỏa ra từ cơ thể con người hay sự phản xạ tín hiệu vi sóng từ một vật thể đang chuyển động. Sau đó kích hoạt các thiết bị được kết nối như chuông báo động hoặc camera an ninh. Cảm biến chuyển động có thể tăng cường an ninh cho ngôi nhà. Tiết kiệm năng lượng bằng hệ thống chiếu sáng kích hoạt chuyển động hoặc kết hợp tính năng phát hiện chuyển động vào các dự án DIY của bạn.
