[ČLÁNEK]
Naděje chytré domácnosti často zhasíná o dvě ráno, když kočka spustí pohybový senzor a zaplaví obývací pokoj světlem. Zhasne, když pes, který si to štráduje chodbou, aktivuje spínač určený pouze pro lidi, nebo když je záclona pohybující se vánkem vzato za obsazenost. Během několika týdnů si rozrušený majitel domu sníží citlivost senzoru, až mu přestane reagovat na skutečné lidi, nebo úplně deaktivuje automatizaci. Účinnost původního záměru se promění v obtěžování a drahý hardware zůstává nevyužitý.
Není to selhání technologie. Je to selhání konfigurace. Fyzika, která umožňuje senzoru detekovat pohyb, neinherntně nerozlišuje německého ovčáka od dospělého člověka. Ale rozdíly v tom, jak tito dva subjekti zabírají prostor, generují teplo a pohybují se, jsou skutečné a využitelné. S vhodným nastavením lze tyto rozdíly proměnit v spolehlivé rozpoznávání.
Řešením nejsou citlivější hardware nebo drahé kamery s umělou inteligencí. Je to důsledné uplatnění tří mechanických strategií: tvarování svislého zorného pole senzoru, vědomé volení výšky upevnění a nastavení citlivostních práhů. Společně tyto techniky snižují počet falešných spuštění od domácích mazlíčků a náhodného pohybu, zatímco zachovávají spolehlivé rozpoznání lidí. Výsledkem je automatizace, která funguje.
Problém opuštění: Kdy domácí mazlíčci narušují automatizaci
Cyklus je deprimující známý. Nový pohybový senzor je nainstalován s továrenským nastavením, často ve vhodné výšce místo optimální. Po několik dní funguje dokonale. Světla se rozsvítí, když někdo vstoupí do místnosti. Systém se zdá být inteligentní.
Pak se kočka vydává na noční hlídku. Pes neklidně přechází z jednoho místa ke druhému. Senzor spustí, rozsvítí se světla a naruší se spánek. Ze začátku to je jen otravné. Ale když se během týdne objeví desítky falešných aktivací, problém se stává systémovým. Majitel se snaží snížit citlivost, což na chvíli pomůže. Ale brzy systém začne opomenout skutečnou přítomnost člověka – člověka, který se pohybuje pomalu, vchází podivným úhlem nebo kráčí na okraji detekční zóny. Automatizace se stala nespolehlivou v obou směrech.
Vzdát se je jedinou rozumnou reakcí. Slíbená pohodlí se proměnila v údržbářskou práci. Hardware zůstává na stěně, nehybně, zatímco se domácnost vrací k ručnímu přepínání vypínačů. Tento scénář není vzácný; je to hlavní způsob selhání pohybové automatizace v domácnostech s domácími mazlíčky. Ztráta není jen náklady na hardware, ale i trvalá ztráta energie, kterou systém měl zabránit.
Hledáte řešení úspory energie aktivované pohybem?
Obraťte se na nás pro kompletní PIR senzory pohybu, produkty pro úsporu energie aktivované pohybem, spínače se senzorem pohybu a komerční řešení pro detekci přítomnosti/volnosti.
Jak senzory pohybu vůbec něco detekují
Pasivní infračervené (PIR) senzory, které jsou hlavním pracovním nástrojem rezidenční automatizace, jsou v podstatě detektory teplotního rozdílu. Každý objekt teplejší než absolutní nula vysílá infračervenou energii. PIR senzor používá speciální pyroelectricický prvek, obvykle rozdělený do dvou nebo více zón, k měření změn v tomto okolním infračerveném poli. Když se teplé tělo pohybuje z jedné zóny do druhé, prvek generuje malý napěťový rozdíl. Pokud tento signál překročí stanovený práh, senzor hlásí detekci.
PIR senzor „nevidí“ v žádném vizuálním smyslu. Registruje tepelný pohyb. Proto detekuje kočku stejně snadno jako člověka. Obě jsou teplá těla vytvářející teplotní kontrast proti chladnějšímu zdi nebo podlaze. Jak se kočka pohybuje, přechází mezi detekčními zónami senzoru a generuje stejný typ signálu, jaký by vytvořil člověk. Signál od člověka může být silnější, ale základní událost je stejná. Senzor nemá vrozené pojetí velikosti nebo výšky. Reaguje na změnu.
Mikrovlnné senzory používají odlišný princip, ale narazí na stejný problém. Vysílají nepřetržitý signál rádiové frekvence s nízkou energií a poslouchají Dopplerovy posuny ve zpětné vazbě. Jakýkoli předmět pohybující se směrem k senzoru nebo od něj změní frekvenci odražené vlny. Pes, který kmárá přes místnost, vytváří Dopplerův posun stejně měřitelný jako člověk. Stejně jako PIR, i mikrovlnný senzor ví pouze, že se něco pohybuje, nikoli co se pohybuje.
Ve výchozím nastavení jsou oba typy senzorů navrženy tak, aby byly inkluzivní. Jsou konstruovány tak, aby zachytily kterákoli pohyb, což je ideální pro bezpečnostní systém, ale katastrofální pro domácí automatizaci, která musí reagovat pouze na lidi. Bez specifických omezení bude senzor důsledně hlásit každého domácího mazlíčka, každou pohybující se záclonu a dokonce i velký hmyz, který přímo přechází přes jeho čočku.
Využitelné rozdíly mezi domácími mazlíčky a lidmi
Tak jak naučíme jednoduchý senzor být chytřejší? Využíváme fyzické rozdíly mezi lidmi a domácími mazlíčky.
První a nejspolehlivější rozdíl je svislé umístění. Stojící nebo sedící dospělý člověk zaujímá výškový rozsah, který kočka nebo malé štěně prostě nemají. I velký pes na čtyřech zemi si udržuje tělesné teplo a objem mnohem níže než lidský trup. Většina lidského pohybu probíhá nad třemi stopami od podlahy; většina pohybu domácích mazlíčků je soustředěna v nejnižších dvou stopách. Toto vertikální oddělení je naší hlavní výhodou.
Druhým rozdílem je velikost tepelného signálu. Tělo člověka je větším zdrojem infračerveného záření než malé zvíře, rozprostřeným na větší vertikální ploše. To znamená, že osoba obvykle vydává silnější a trvalejší signál. Tento faktor však není tak spolehlivý jako výška, protože vzdálenost komplikuje věci. Kočka velmi blízko senzoru může vydávat signál stejně silný jako člověk vzdálenější. Velikost je užitečný sekundární filtr, ale nemůže být jediným.
Třetím rozdílem, vzorem pohybu, je nejslabší ze všech. Lidé i domácí mazlíčci se pohybují různou rychlostí. Člověk chodící po špičkách v noci se může pohybovat stejně pomalu jako lovící kočka. Pes, který se rozběhne ke dveřím, se pohybuje rychleji než člověk kráčející. I když některé pokročilé systémy se snaží analyzovat chůzi, tyto metody jsou příliš křehké pro většinu domácností. Pro naše účely není vzor pohybu spolehlivým proměnným.
Tvarování svislého zorného pole: Inženýrské uzavřené zóny
Nejúčinnější strategií je vytvořit navržené slepé místo. Tvarování zorného pole záměrně omezuje oblast detekce senzoru tak, aby vyloučilo vertikální zónu, kde žijí a pohybují se domácí mazlíčci. Jedná se o mechanické řešení, nikoliv softwarový filtr.
Fresnelova čočka PIR senzoru je segmentována tak, aby zaměřovala infračervenou energii z určitých úhlů na detekční prvek. Fyzickým maskováním částí této čočky nebo použitím čočky navržené s úmyslnými mrtvými zónami lze senzoru zabránit vidět dolní část svého zorného pole. Oblast na úrovni podlahy je jednoduše odstraněna z detekční geometrie.
Správně tvarovaný „imunní“ senzor má slepou zónu sahající od podlahy až do zhruba dvou a půl stop. Kočka, která jde přímo pod ním, je neviditelná; infračervená energie, kterou emitují, se nikdy nesoustředí na aktivní zóny senzoru. Ale když člověk vstoupí do stejného prostoru, jeho trup a hlava procházejí aktivní horní zóny, a senzor se spustí okamžitě. Není to hra s pravděpodobností, je to geometrická jistota. Senzor nemůže vidět podlahu, stejně jako kamera namířená na strop nemůže.
Tato technika je pozoruhodně účinná, ale má své limity. Jedním z nich je velmi velký pes, jehož hlava a ramena mohou právě přesáhnout spodní okraj aktivní zóny. Druhým je šplhající mazlíček. Kočka, která vyskočí na kuchyňskou linku nebo na záda pohovky, se vyvýší do aktivního pole a spustí senzor. To nejsou selhání metody, ale uznání jejích hranic.
Výška montáže jako základ
Čím výše je senzor namontován, tím prudší je jeho sklopený úhel dolů. Tento strmý úhel stlačuje svislé zorné pole, čímž efektivně zvyšuje spodní hranici detekce. Ve výšce šesti stop může mít senzor slepou zónu dva palce od podlahy. Pokud jej namontujete ve výšce osmi stop, slepá zóna se může rozšířit téměř na tři stopy. Výška je základem imunity domácích mazlíčků.
Inspirujte se portfoliem pohybových senzorů Rayzeek.
Nenašli jste to, co jste chtěli? Nebojte se. Vždy existují alternativní způsoby řešení vašich problémů. Možná vám pomůže některé z našich portfolií.
To je důvod, proč jsou instalační průvodce pro senzory imunní vůči domácím mazlíčkům tak specifické ohledně výšky montáže. Senzor namontovaný v běžné výšce vypínače (kolem čtyř stop) má mělce sklon dolů a téměř žádnou slepou zónu podlahy. Uvidí vše. Stejný senzor namontovaný ve výšce sedmi či osmi stop získává významnou imunitu, protože tepelný signál domácího mazlíčka, soustředěný blízko podlahy, nikdy neprotne aktivní detekční kužel senzoru.
Oběť kompromisu je mírné snížení horizontálního pokrytí, protože vyvýšený senzor vytváří malou mrtvou zónu přímo pod ním. U většiny místností to není problém. Ve velmi velkých prostorech může být lepší použít dva strategicky rozmístěné senzory než jeden na kompromitované výšce.
Pokud nemůžete vrtat díry, buďte kreativní. Použijte vysokou knihovnu, volně stojící tyč nebo držák na nábytku, který senzor dorovná do potřebné výšky. Způsob montáže je druhotný; výška je všechno.
Tření citlivosti: poslední jemná regulační volba
Citlivost určuje minimální sílu signálu potřebnou k aktivaci detekce. Představte si ji jako ovladač hlasitosti. Snížení citlivosti zvyšuje požadovaný práh signálu, což znamená, že je potřeba větší nebo blíže umístěný zdroj tepla, aby došlo k aktivaci události.
Po zvládnutí tvarování zorného pole a výšky montáže působí ladení citlivosti jako poslední filtr. Pomáhá zvládat krajní případy, například velkého psa, jehož rameno právě přežehne aktivní zónu, nebo kočku, která občas vyleze na nízký stůl. Nastavením citlivosti tak, aby spolehlivě detekovala člověka, ale byla pod prahem těchto drobných signálů domácích mazlíčků, získáte extra rezervu.
Najít ideální nastavení vyžaduje iteraci, nikoli výpočet. Rozdíl ve síle signálu mezi malou osobou na okraji místnosti a velkým psem uprostřed může být tenký. Nastavte to příliš nízko a minete lidi. Nastavte to příliš vysoko a pes to spustí. Cílem je najít bod, kde je detekce člověka spolehlivá a spouštění domácích mazlíčků je sníženo na přijitelnou, téměř nulovou frekvenci. Některé pokročilé senzory dokonce umožňují odlišné úrovně citlivosti pro den a noc, aby zpřísnily pravidla, když jsou falešné spouštěče nejrušivější.
Proč selhává pouze mikrovlnná trouba v malých domech
Microwave senzory jsou někdy prodávány jako lepší řešení, teoreticky schopné analyzovat rychlost a hmotnost objektu podle jeho Dopplerova signálu. Ve volném prostoru to může fungovat. V malém, zařízeném pokoji se fyzika rozpadá.
Možná máte zájem o
- 100V-230VAC
- Přenosová vzdálenost: až 20m
- Bezdrátový pohybový senzor
- Řízení přes kabel
- Napětí: 2x AAA baterie / 5V DC (Micro USB)
- Denní/noční režim
- Časové zpoždění: 15min, 30min, 1h (výchozí), 2h
- Napájecí adaptér se zástrčkou EU
- UK napájecí adaptér
- US napájecí adaptér
- 5V stejnosměrné napětí
- Přenosová vzdálenost: až 30 m
- Režim Den/Noc
- 5V stejnosměrné napětí
- Přenosová vzdálenost: až 30 m
- Režim Den/Noc
- Napětí: 2 x AAA
- Přenosová vzdálenost: 30 m
- Časové zpoždění: 5s, 1m, 5m, 10m, 30m
- Zátěžový proud: max. 10 A
- Automatický režim/režim spánku
- Časové zpoždění: 90s, 5min, 10min, 30min, 60min
- Zátěžový proud: max. 10 A
- Automatický režim/režim spánku
- Časové zpoždění: 90s, 5min, 10min, 30min, 60min
- Zátěžový proud: max. 10 A
- Automatický režim/režim spánku
- Časové zpoždění: 90s, 5min, 10min, 30min, 60min
- Zátěžový proud: max. 10 A
- Automatický režim/režim spánku
- Časové zpoždění: 90s, 5min, 10min, 30min, 60min
- Zátěžový proud: max. 10 A
- Automatický režim/režim spánku
- Časové zpoždění: 90s, 5min, 10min, 30min, 60min
- Zátěžový proud: max. 10 A
- Automatický režim/režim spánku
- Časové zpoždění: 90s, 5min, 10min, 30min, 60min
- Režim obsazenosti
- 100 V ~ 265 V, 5A
- Požadovaný neutrální vodič
- 1600 čtverečních stop
- Napětí: DC 12v/24v
- Režim: Automatický/zapnutý/vypnutý
- Časové zpoždění: 15s~900s
- Stmívání: 20%~100%
- Obsazenost, volno, režim zapnutí/vypnutí
- 100~265V, 5A
- Požadovaný neutrální vodič
- Vhodné pro čtvercovou zadní skříňku UK
- Napětí: DC 12V
- Délka: 2,5 m/6 m
- Teplota barev: Teplá/studená bílá
- Napětí: DC 12V
- Délka: 2,5 m/6 m
- Teplota barev: Teplá/chladná bílá
- Napětí: DC 12V
- Délka: 2,5 m/6 m
- Teplota barev: Teplá/chladná bílá
Problémem je multipath odraz. Signál senzoru neputuje jen k cíli a zpět, ale odráží se od stěn, nábytku a spotřebičů. Tyto odrazy vytvářejí hlučné, chaotické prostředí signálu. Malá pohybující se kočka může působit mnohem větší díky konstruktivní interferenci odrazů, zatímco osoba může vypadat menší kvůli destruktivní interferenci. Schopnost senzoru rozlišovat podle velikosti je úplně nespolehlivá. V typické kuchyni nebo ložnici často microwave-only senzor generuje více falešných spouštěčů domácích mazlíčků než špatně nakonfigurovaný PIR.
Dual-vzorkové senzory, které kombinují PIR a mikrovlnné detekce a vyžadují shodu obou, jsou mnohem lepším přístupem. PIR poskytuje robustní geometrické rozlišení díky tvarování podle výšky a zorného pole. Mikrovlny přidávají sekundární potvrzení pohybu. Kočka na podlaze může oklamat mikrovlnný senzor s deformovanými odrazy, ale bude neviditelná pro PIR s maskovaným spodním polem. Jelikož se oba neaktivují, poplach je potlačen, čímž se filtrují většina falešných poplachů.
Testovací konfigurace s úmyslnými cestami
Konfigurovaný senzor je neověřená hypotéza. Abychom ji ověřili, potřebujete strukturovaný průchod.
Testovací postup je jednoduchý:
- Projděte se oblastí pokrytí normální chůzí z každého vstupu. Potvrďte, že senzor spouští spolehlivě.
- Otestujte hranice. Pomalu se pohybujte a jděte ke vzdáleným okrajům místnosti, abyste našli limity lidské detekce.
- Nechte své mazlíčky volně běhat. Sledujte, jestli jejich běžné trasy, obzvlášť přímo pod senzorem, způsobí spouštění.
- Pokud je to možné, povzbuzujte lezení. Přemluvte kočku na pohovku nebo nízkou polici, abyste zjistili, zda tato konkrétní akce způsobí falešně pozitivní výsledek.
- Upravte a zopakujte. Pokud velký pes stále spouští senzor, zkuste snížit citlivost o jeden stupeň nebo zvýšit výšku montáže o šest palců, a poté test zopakujte.
Tento iterativní, reálný test poskytuje zpětnou vazbu, která má daleko větší hodnotu než jakákoli technická specifikace. Pamatujte, že cílem není jen technicky dokonalý systém, ale takový, který funguje bez stresu pro vaše zvířata. Nastavení, které funguje, ale činí psa úzkostným kvůli náhlým světlům, selhalo. Pravým znakem úspěchu je systém tak dobře dolaďený, že vaše mazlíčky si ani nevšimnou, že tam je.
