חיישן תנועה בחדרים קרים ומקפיאים עם כניסה

[מאמר]

במשרד רגיל, חיישן תנועה עושה את העבודה בקלות. ההבדל התרמי בין אדם לאוויר הסביבתי משמעותי וניתן לצפייה מראש. שימו את אותו החיישן במקפיא הולכי, והוספתם אותו לנוף גילוי עוין מהותי. טמפרטורות סביבה נמוכות מצנזרות את החתימה הקרינה של היושבים, לעיתים עד כדי כך שחיישנים פסיביים אינם מזהים אותם כלל. בינתיים, מדחסים ומנועי המקרר מכניסים רעש מכני ואלקטרומגנטי רבים, ומייצרים הפעלות שווא שמחלישות כל חיסכון באנרגיה אפשרי.

התוצאה היא מערכת שנתפסת בין שתי תקלות: או שהיא משאירה את העובדים בחושך או שהיא פועלת בלי הפסקה, מעלימה את מטרתה הכוללת.

ההשלכות אינן טריביאליות. חיישן שאינו מזהה אדם במקפיא מייד מסכן את בטחונם. חיישן שמפעיל הפעלות שווא על מחזור המדחס מבזבז את האנרגיה שהותקנה לשמור. למנהלי מתקנים ולמתקינים, ההאתגר אינו אם להשתמש בחיישני תנועה בסביבות קפאיות, אלא כיצד לשלוט בפיזיקת הזיהוי, לבחור בטכנולוגיה הנכונה ובנייה של מערכות שמבצעות באופן אמין בתנאים עויינים.

מדוע חיישני תזוזה סטנדרטיים נכשלים בקור

איור המשווה את מבט החיישן PIR במשרד חמים לעומת קפאה קרה. במשרד, לאדם יש סימן חום חזק, אך במקפיא, עובד במעיל עבה יש לו סימן חלוש מאוד. — חיישני PIR סטנדרטיים מבוססים על ההבדל התרמי. במקפיא, לבושים כבדים ומשטחים קרים מצמצמים את החתימה החום של אדם, מה שהופך את הזיהוי ללא אמין.

רוב חיישני התנועה, במיוחד הסוג הפסיבי infrה אדום (PIR) ששולט בתאורה המסחרית, פועלים על ידי זיהוי חום. באופן מדויק יותר, הם מזהים ניגוד תרמי. האלמנט הפירואלקטרי של החיישן מגיב לשינויים באנרגיה אינפרה אדומה בתוך שדה הראייה שלו. כאשר אדם ב-37°C נע דרך חדר ב-20°C, ההפרש של 17מעלות יוצר אות חזק ובהיר.

במקפיא להיכנס מ- -18°C, אותו אדם מציג הפרש של 55 דרגות. על פני השטח, זה נראה כמו יתרון. אך הגורם הקריטי אינו ההפרש; אלה רמות הקרינה התת-אדומה האבסולוטיות ורמת הרעש הסביבתי. אוויר קר יש לו חתימה תת-אדומה נמוכה יותר באופן בסיסי. הגוף האנושי, אם כי עדיין חם בהרבה, מושכב כעת תחת לבוש מבודד כבד, כפפות וכיסויי פנים. שכבות אלה מצמצמות את שטח העור הקרינה, ומפחיתות את החתימה הכוללת עד כדי קרבת הגבול לרעש של מערכת הזיהוי.

הפיזיקה של סימנים שנחלשים

כל עצם פולטים קרינה תת-אדומה כפונקציה של טמפרטורתם. גוף אדם ב-310 קלווין (37°C) פולטים הרבה יותר אנרגיה מח wall בטמפרטורה של 293 קלווין (20°C). חיישן PIR אינו מודד את הטמפרטורה ישירות; הוא מודד את ה שיעור השינוי באנרגיה אינפרה אדום כאשר גוף חם נע לאורך האזורים שנוצרים על ידי עדשת פרלל. אמפליטודת האות המהותי הזה חייבת לחצות סף מסוים כדי להפעיל את התאורה. סף זה נועד לסנן תזוזות סביבתיות איטיות ממערכות מיזוג אוויר או מאור השמש.

בחדר קריר, כל הרקע האינפרה אדום מדוכא. הקירות, הרצפות והמוצרים קרובים להקפאה. המטרה האנושית הלבושה בבגדים כבדים מקרינה פחות אנרגיה ניתנת לגילוי מהמשטח שלה. כתוצאה, תזוזת האות הנגרמת על ידי תנועה חלשה יותר. כאשר אותו אות נופל מתחת לסף ההתרעה של חיישן, הזיהוי נכשל. זה לא טעות כיול; זה מגבלה בסיסית בפיזיקת PIR בסביבה שמחלישה את ההבדל התרמי.

טווח זיהוי ההצרות של בגדים וקור

יצרני החיישנים מציינים את טווח הזיהוי בתנאים אופטימליים: 20-25°C עם אדם בלתי מכוסה נע לאורך דרכו של החיישן. חיישן PIR תלוי תקרה טיפוסי עשוי לכסות ביעילות 10-12 מטרים במשרד.

במקפיא בטמפרטורה של -18°C, עם אדם בלבוש מבודד, טווח הפעולה של אותו חיישן יכול לצנוח אפילו ל-3-5 מטרים. הירידה אינה ליניארית. זהו אפקט מכפלה של עוצמת פליטה נמוכה יותר ואופי הדיכוי של אות על ידי ציוד קרח. בגדים מבודדים מעוצבים לתפוס חום, מה שאומר שהם גם חוסמים קרינה אינפרה אדומה. החיישן רואה רק את פני השטח החיצוניים של הלבוש, הקרובים הרבה יותר לטמפרטורת האוויר הסביבתי. ידיים או פנים חשופים של עובד עשויים עדיין להקרין חום חזק, אך הם מטרה קטנה הרבה יותר הגוף המלא, ויוצרים פרופיל זיהוי שהוא חלש, קטן וקל לטעות בו כרעשי רקע.

קבל השראה מתיקי חיישני התנועה של Rayzeek.

לא מוצא את מה שאתה רוצה? אל תדאג. תמיד יש דרכים חלופיות לפתור את הבעיות שלך. אולי אחד מתיק העבודות שלנו יכול לעזור.

חיישני תנועה PIR

מתגי חיישן תנועה

חיישני תפוסה

חיישן תנועה של מזגן

פסי אור חיישן תנועה

חיישני תנועה DC במתח נמוך/דימרים

ערכות חיישני תנועה אלחוטיות

הפרעה סביבתית באחסון קר

אבל סיגנל תרמי חלש הוא לא הבעיה היחידה. חדרים קרים מציבים מקורות הפרעה פעילים שיכולים להטעות חיישנים ולהפעיל אותם כאשר אין איש במקום.

מערכות קירור מפיקות רטט מכאני קבוע כאשר מאווררים ומדחסים מופעלים ומכבים. הרטט הזה מתפשט במבנה, על המדפים ובמתקנים. חיישני מיקרוגל ואולטרסאונד הם רגישים במיוחד לכך. חיישן מיקרוגל מזהה את הסטייה דופלר מאובייקטים בתנועה; להב מאוורר רוטט או מדף רועד יכולים ליצור אות חוזר המדמה תנועת אדם, ומובילים לטריגרים שגויים.

כפור וקונדה הם אתגר תפעולי נוסף. כאשר אוויר חמים ולח נכנס לחדר קר, הלחות מתאדה על כל משטח קר, כולל עדשת החיישן. הצטברות קרח מפחיתה את בהירות האופטים של העדשה, מפזרת את הקרינה האינפרה אדום הנכנסת ומחלישה את הרגישות. שכבה עבה די צורכה יכולה לעוור את החיישן לחלוטין עד שירוקן באופן ידני. זו אינה תקלה בתכנון, אלא מציאות סביבתית שמחייבת בחירה והצבה חכמה יותר של החיישן.

טכנולוגיות חיישנים הפועלות בטמפרטורות קפאון

הכשלים הטבועים בחיישני PIR סטנדרטיים בסביבות קרות דורשים גישה שונה. למרבה המזל, טכנולוגיות חלופיות שאינן rely על ההבדל התרמי יכולות לספק זיהוי אמין, אם כי כל אחת מגיעה עם החלופות שלה.

אלטרנטיבות מיקרוגל ואולטרסוניות

חיישני תנועת מיקרוגל משדרים אות תדר רדיו (בדרך כלל 5.8 GHz) ומודדים את ההסטת הדופלר בהחזרה. מכיוון שהזיהוי מבוסס על תנועה, לא חום, אדם בלבוש מבודד יוצר את אותו אות חזק כמו מישהו בטי-שירט. זה עושה את חיישני המיקרוגל אמינים באופן טבעי בסביבות קרות. טווח הזיהוי שלהם אינו פוגם בטמפרטורה. הבעיה היא חוסר ההבחנה שלהם. אנרגיית מיקרוגל חודרת חומרים לא מתכתיים, מה שאומר שחיישן במקפיא יכול להיות מורתע על ידי תנועה באולם סמוך.

חיישני אולטרסוניק עובדים באופן דומה, אך משתמשים בגלי קול בתדר גבוה במקום קרינת רדיו. הם פחות פגיעים לראייה דרכים באמצעות קירות, אך יכולים להיות רגישים לרוח האוויר שמתנועת המאווררים למיזוג והדופק ההדדי המורכב ממדפי מתכת, מה שעלול להוביל לתגובות שווא.

טכנולוגיה כפולה: התקן המעשייה

תרשים זרימה פשוט שמראה כי שלושה חיישנים: PIR (חום) ומיקרוגל (תנועה) חייבים להתקשר בו זמנית כדי שחיישן בטכנולוגיה כפולה יפעיל את התאורה. — חיישני טכנולוגיה כפולה משולבים בשתי שיטות זיהוי, ודורשים שכל אחת מהן תקבע לפני הפעלת האור. לוגיקת ‘AND’ זו מפחיתה באופן משמעותי התראות שווא הנגרמות על ידי גורמים סביבתיים.

הפתרון החזק ביותר משלב שתי שיטות זיהוי לחיישן טכנולוגיה כפולה, בדרך כלל PIR ומיקרוגל. הלוגיקה של החיישן דורשת שתי טכנולוגיות כדי לזהות תנועה לפני שהן ידליקו את האורות.

לוגיקת ה’AND’ הזאת יעילה מאוד בהסרת התראות שווא. מכשיר רירוזה רועש עלול להטעות את חיישן המיקרוגל, אך ה-PIR, העיוור לרעידות, לא יאשר את האות. זרם חום ממתקן הפשרה עלול לכבות את ה-PIR לזמן קצר, אך המיקרוגל לא יראה זאת. החיישן יישאר כבוי. רק כאשר אדם—ישות עם חתימה תרמית ותנועה פיזית—נכנס למקום, שתי הטכנולוגיות מסכימות, ומספקות הפעלה נקייה ואמינה.

למחסני קרח, חיישני טכנולוגיה כפולה הם התקן המעשייה. רכיב המיקרוגל מבטיח זיהוי למרות טמפרטורות נמוכות ולבוש כבד, בעוד שרכיב ה-PIR מסנן את הרעש הסביבתי.

מחפשים פתרונות לחיסכון באנרגיה המופעלים בתנועה?

פנו אלינו לקבלת חיישני תנועה מלאים PIR, מוצרים לחיסכון באנרגיה המופעלים בתנועה, מתגי חיישני תנועה ופתרונות מסחריים לתפוסה/פנויה.

שלח אימייל

טופס יצירת קשר

צ'אט אונליין

פרט קריטי הוא להבטיח שהחיישן עצמו מיועד לטמפרטורות קפאון. אלקטרוניקה סטנדרטית עלולה להיכשל בטמפרטורות קיצוניות. חיישני סוללה חשמלית פגיעים במיוחד, שכן כימיית סוללה ליתיום מתדרדרת במהירות מתחת ל-10°C. בכל יישום במקפיא, בחר חיישנים המופעלים בחיבור לרשת עם רכיבים תעשייתיים המיועדים לעבודה בטמפרטורות נמוכות.

אסטרטגיית ההתקנה והכיסוי

פיזיקת זיהוי בחדרי קירור מחייבת מחשבה מחדש של שיטות ההתקנה הסטנדרטיות.

גובה, זווית, וכיסוי במעבר

איור של מסדרון במקפיא. חיישן המותקן גבוה מדי משאיר חורים גדולים בכיסוי, בעוד חיישן הממוקם נמוך יותר מספק זיהוי שלם יותר של העובד שמתחתיו. — במקפיאים, טווח הזיהוי של חיישן מצטמצם. הורדת גובה ההרכבה מגובה משרד סטנדרטי חיונית כדי להבטיח כיסוי מהימן ולהימנע מפערים מסוכנים.

במשרד טיפוסי, חיישן המותקן בגובה 3 מטרים יכול לכסות אזור רחב. במקפיא, שבו טווח היעילות של חיישן עשוי להיות רק 3-5 מטר, אותו מיקום יוצר פערי כיסוי עצומים. הורדת גובה ההרכבה ל-2-2.5 מטרים מקרבת את החיישן ליעד, ומעלה את ההסתברות לזיהוי. ייתכן שיהיה צורך ביותר חיישנים לכסות את אותו אזור, אך זהו וויתור חיוני לאמינות.

עבור מתקנים עם מסדרונות ארוכים, התקנה בזווית בפינות היא לעיתים אסטרטגיה עדיפה. הזזת החיישן כדי להסתכל לאורך אורך המסדרון מגדילה את הזמן שבו שהה תושב החוצה את אזורי הזיהוי, ומייצרת אות חזק יותר גם ל-PIR וגם לאלקטרוני מיקרוגל.

עדשה מסוג פרסנל של החיישן גם משחקת תפקיד מפתח. עדשות סטנדרטיות יוצרות דפוס מעגלי רחב שאינו מתאים למסדרונות ארוכים ומצריים. עדשות של מסדרון או איילס מעצבות את שדה הזיהוי לצורת אובל Extended, מרוכזות את הכיסוי במקום הכי נדרש ומבטיחות הפעלה אמינה יותר ככל שהעובדים עוברים לאורך המדפים.

בסיום, היו ערניים לגבולות טמפרטורה מעורבת. חיישן הסמוך לדלת המקפיא עשוי לראות בבירור את רצפת הטעינה החמה יותר אך להשתמט מזיהוי מישהו שמעמקים בתוך החדר הקר. מיקום החיישנים בתוך אזור הקור באופן מלא ואמינות על ידי מתגים של מגע בדלת, לא חיישני תנועה, הוא המפתח להבהיר את הכניסה והיציאה.

הגדרת פסקי זמן ורגישות

במשרד, פסק זמן של 5 דקות להארת האור היא נפוצה. בחדר קר, זהו מתכון לסכנת בטיחות. עבודה במקפיא כוללת לעיתים תקופות של תנועה נמוכה—ערמת קופסאות, קריאת תוויות, הפעלת ציוד. פסק זמן קצר עלול להכניס עובד לסולם או מלגזה לחשכה.

פסק זמן בסיס של 10 עד 15 דקות הוא נקודת התחלה בטוחה יותר. המטרה היא להגדיר עיכוב שמעל עלה על ההפסקה הארוכה ביותר הצפויה בפעילות.

על חיישן בטכנולוגיה כפולה, יש למהול במתכוון את הרגישות של מיקרוגל. הקציב את זה גבוה מדי, והוא יפעיל על רעד מרחוק; נמוך מדי, והוא עשוי לפספס תנועות דקות. התחל באמצע והתאם רק אם יש צורך. רגישות PIR, לעומת זאת, בדרך כלל צריכה להישאר במקסימום, כיוון שהאות התרמי כבר מתנגש כדי להיות נראה.

מתי להשתמש בבקרות תוספות

גם חיישן תנועה טוב יש גבול. זיהוי הגבולות הוא מפתח לתכנון מערכת שהיא גם יעילה וגם בטוחה.

במזג אוויר קיצוני מתחת ל-20°C, אמינות האלקטרוניקה המוצגת כקורדת אפילו נעשית שנויה במחלוקת. למתקני קירור עמוק, סיכוני הבטיחות מכשל תאורה בלתי צפוי עלולים לעלות על החיסכון באנרגיה. במקרים אלה, או באזורים קריטיים לבטיחות כמו רציפי טעינה ורדיוסי מלגזות, יש להשלים או להחליף במלואם חיישני תנועה.

אולי אתה מעוניין

ערכת חיישן תנועה אלחוטית

100V-230VAC
מרחק שידור: עד 20 מ'
חיישן תנועה אלחוטי
בקר מחובר ישירות לחשמל

בלוג

זיהוי תנועות בחדרים קרים ומקפיאים הולכים וקלחים