سنسور مادون قرمز پسیو به چه معناست ؟
این سنسورها به “سنسورهای PIR” هم مشهور هستند که از مخفف Passive InfraRed sensors گرفته شده است.می توانیم به عنوان وسایل الکترونیکی از “سنسورهای مادون قرمز پسیو” نام ببریم که تشعشعات اینفرارد از جسم ها و در میدان دیدش اهداف را اندازه گیری می نماید.
گاهی PIR ها به منظور آشکارنمودن هدف های متحرک استفاده می گردند، به این شکل که منبع منتشر شدن اینفرارد با یک دما، مثل بدن، با دمای دیگر از جلوی منبع اینفرارد دیگر ، مثل دیوار عبور خواهد نمود و این تغییر آشکار سازی بر پایه شکل خواهد گرفت.
اینفرارد (مادون قرمز) را تمام اشیاء ، تشعشع می نمایند . از دید انسان این تشعشع نامرئی می باشد در صورتی که قادر است با وسایل الکترونیکی که برای این هدف تولید شده اند ، آشکار شود. در این سنسور لغت “پسیو” بدین معنی است که هیچ نوع انرژی را این سنسور از خودش ساتع نخواهد کرد، و تنها از قسمت جلوئی سنسور (Sensor Face) تشعشعات اینفرارد را دریافت خواهد نمود . یک یا گروهی از سنسورهای نیمه هادی در هسته یا مرکز PIR موجود می باشد، که مساحت آن بصورت تقریبی یک چهارم اینچ مربع خواهد بود . از مواد گرما برقی (pyroelectric) این ناحیه تولید شده است .
بصورت گسترده در سيستم‌هاي هشدار دهنده سرقت از سنسورهاي حركتي كه در بازار با اسم رادار يا چشمي از آن‌ها نام برده مي‌شود کاربرد دارند. اين سنسورها امروزه با تنوع وسيعي و كيفيت گوناگون در بازار يافت مي‌شوند.
در هر جسمي كه دماي آن از صفر مطلق به عبارت دیگر 273 درجه زير صفر زیادتر باشد از خودش یک نوع انرژي که جنس آن امواج نوري است را منعکس می کند . مقدار اين انرژي كه از جسم انتشار می یابد به عوامل زیر بستگی دارد :
· میزان اختلاف دماي سطح جسم با میزان دماي محيط
· مقدار دماي خود جسم
· مقدار انعكاس نور از جسم
· ابعاد فيزيكي جسم
· مقدار توليد انرژي درونی (فعاليت و متابوليسم) و همچنین به دماي جسم ها طول این امواج نور وابسته است.
قسمت بسیاری از اين انرژي كه از جسمی بازتاب می شود از گونه مادون قرمز می باشد كه به قسمت نامريي طيف امواج الكترومغناطيس مربوط است.
سطح همگی جسم ها، ديوارها، كف، چراغ‌ها و …..در يك دفتر اداري عادی نور مادون قرمز از خود منتشر می کند از آنجا كه دماي سطح جسم ها پیرامون با دماي محيط به هم نزديك مي‌باشد در يك طول موج هر دو بصورت تقریبی انتشار داشته است.
زمانی که کسی در اتاق نیست و يا شخصی در اتاق در حال حرکت نمیباشد الگوي منتشر شده اين انرژي از جهت ثابت و جهت قدرت می باشد . بدین صورت در صورتی که شخصی به اتاق بیاید به دو صورت اين الگو به هم خواهد ریخت . بين انعكاس و منتشرکننده امواج به واسطه محيط بدن فرد مانع ايجاد خواهد کرد . توسط بدن فرد انرژي مادون قرمز خود تابیده می شود كه در اتاق موجب بالارفتن مقدار اين انرژي خواهد شد.
اگر كه او اقدام به حرکت کند روي تعدادی از اجسام به مقدار قابل توجهي سايه ایجاد خواهد نمود و روي تعدادی دیگر از جسم ها اثری به عنوان اثر تقويت كننده خواهد داشت . در مکانی كه انرژي مادون قرمز بالا رفته است این چنین دما هم افزایش پیدا خواهد نمود . تغييرهای كه توسط حضور اشخاص در مقدار انرژي در مکان مورد نظر ايجاد مي‌گردد را سنسورهاي مادون قرمز تشخيص خواهند داد و قسمت‌هاي زير را شامل خواهد شد :
به نسبت نور مادون قرمز دريافتش شده که يك سنسور عكس‌العمل نشان خواهد داد و بدین ترتیب اقدام به تبدیل کردن آن به ميكرو ولت خواهد نمود.
در واقع این اطمینان را يك لنز خواهد داد که از منطقه های جدایی كه از یکدیگر فاصله داشته اند و از بين آن‌ها نوري گرفته نمی شود نور مادون قرمز گرفته مي‌شود.
عملکرد يك مدار الكترونيكي بدین صورت است که مدار الكترونيكي در يك تایم مشخص ، تغييرهای که از ولتاژ ناشي از انرژي مادون قرمز كه به علت حركت جسم در برابر زون‌هاهستند را اندازه مي‌نماید و به نسبت آن ها عكس‌العمل خواهد داد.
باید این نکته را در نظر بگیریم به دماي منتشر شده از بدن انسان يا حيوان خونگرم كه در محدوده 8-14mm می باشد فقط سنسور مادون قرمز عكس‌العمل نشان مي‌دهد.
در واقعه می توانیم يك قطعه ی که فوق‌العاده به نور مادون قرمز حساس است را قطعه سنسور اصلي يك PIR بدانیم ، كه کاملاً داخل يك كپسول بسته قرار داشته است . در ویژگی های الكتريكي سنسور هر نور مادون قرمزي كه به سطح سنسور تابیده شود باعث ایجاد تغيير خواهد شد . به واسطه يك مدار الكترونيكي اين تغيير نمایش داده می شود،همچنین تقويت می شود و خواهد توانست در خروجي PIR موجب بروز يك آلارم گردد.
افزایش یاقتن تكنولوژي PIR موجب شده تا مزايا يا جبران‌سازي در بخش های مختلفی افزایش یابدبرخی این بخش های عبارت اند:
ویژگی های پس‌زمينه:
· دماي سطوح غير مهم
· میزان شدت تغييرات ضروری در جهت فعال شدن آلارم
· طول زمان ضروری براي تغييرات
· يكسان نمودن اثر تغييرها در همه ی زاويه ديد
ویژگی های هدف:
· میزان طول موج مادون قرمز ساخته شده است به واسطه تجهيزهای عادی درون اتاق در دماي 12Cبرابر 1mm، نور خورشيد 2.7mm و يك انسان 10-14mm يا مقداری زیادتر است .
· اندازه حقیقی در جهت تحريك نمودن آلارم وهمچنین حذف نمودن اثر پرسپكتيو ( می توان گفت در نزديكي PIR يك حيوان كوچك اثر يك انسان در میزان فاصله دورتر را داشته است).
·میزان اختلاف دماي بين سطوح گرمازاي و انسان
· میزان سرعت جابجایی در برابر PIR
براي تشخيص حركت همه ی سنسورهاي PIR از يك معنای اختلاف مابين حضور وهمچنین فاقد حضور استفاده مي‌نمایند كه بدین صورت موجب می شود تفكيكی بين حضورداشتن يك انسان با موجهای RFI و EMI انتشار داده شده از منبع ديگر ایجاد شود.
برای اینکه به این نتیجه دست پیدا کنیم برابر سنسور صفحه سفيد رنگ الگويي را داشته است كه تحت زاویه های ویژه ی امواج مادون قرمز از فرد مقابل دستگاه به سنسور نخواهد رسید در صورتی که اين نور بصورت مستقیم تحت دیگر زوايا به سنسور خواهد رسید . اگر بخواهیم جوری دیگری این موضوع را واضح بیان کنیم ، شما در نظر بگیرید كه يك برگه كاغذ كه در آن سوراخ‌هايي با فاصله های مشخصی تعبيه شده است برابر چشم خود قرار داده‌ايد در صورتی که فردي در این وضعیت از دید برابر شما رد شود در برخی از نقطه ها يا زاویه ها نمی توانید او را مشاهده کنید در صورتی که در شرایط دیگر از زوایه های دیگری می توانید او را ببینید.
زون مرده به زاویه های اختصاص داشته است که در آن شخص را ندیده اید و بقیه زاویه های که شخص را دیده اید را زون نامیده ایم.
اگر بخواهیم به معنی دیگری این بحث را توضیح دهیم باید بگوییم وقتي اشخاص در يك زون مرده قرار داشته اند از بدن او به سنسور نور تابشي نخواهد رسید اما زمانی که در برابر يك زون قرار مي‌گيرد به واسطه لنز گرماي تابشي بدن او محسوس است.
زون‌ها داراي نمونه های مختلفی از جمله نمونه های از ساده تا پيچيده جهت كارکردها يا حساسيت زیاد هستند.
1 زون تك واحدي
2 زون دوقلو
3 زون دو لبه
4 زون چهار لبه
5 زون هشت لبه
امروزه نمونه های يك و دو غير رایج شده اند و این امکان وجود دارد که در ارزان‌ترين نوع سنسورها جهت منطقه های كه از درجه امنيتي خیلی کم برخورمی باشند مناسب باشند و مورد استفاده قرار بگیرند . بدین ترتیب به منظور ايجاد نمودن آلارم اشخاص باید حداقل از برابر يك زون مرده و دو زون معمولي در تایم مشخصی عبور نمایند.
هر زون فعال در نمونه زون دو وجهي به دو قسمت به شکل عمودي تقسيم بندی می گردد . كه يكي بخش يا لبه مثبت و قسمت دیگری بخش يا لبه منفي نامگذاری می شود . به منظور تحریک تنها لازم است در يك زون که اشخاص در تایم مشخصی از لبه مثبت به لبه منفي رفته و يا بر عكس اين حالت به بالا رفتن حساسيت سنسور منجر می گردد.
برخی PIRها از قانون های مشخصی را به منظور تحريك شدن دنبال می کنند كه البته برخی فواید را نیز داشته است که در قسمت زیر به آن پرداخته ایم :
· پایین آمدن آلارم‌هاي خطا که از تاثیرات مکانی كه بدون حرکت ناشی می شود. در صورتی که انرژي گرمايي شبيه بدن انسان توليد می نماید مانند آتش و دیگرموارد ……
پایین آمدن آلارم‌هاي خطا از اشياء دارای تحرک كه ویژگی های حركت انسان را نداشته است ناشی می شود . (مانند تغييرات نور خورشيد رخ داده از سايه و روشن شدن، حركت سطح های داغ و ……
امكان ثبت نمودن همه ی رخدادها را بسیاری از سيستم‌ها دارا هستند حتي به گونه ای که آن‌هايي كه به بروز آلارم منجر نشده است . اجازه تصميم‌گيري نمودن در برابر علت رخداده شده مشكلات پيش آمده را اين امكان به مهندس نگهدارنده سيستم خواهد داد.
منبع : دوربین مداربسته