Zasada działania czujki zewnętrznej jest identyczna jak czujki wewnętrznej. Zadaniem jej jest jak najszybsza detekcja w chronionej strefie i analiza odebranego sygnału oraz przekazanie go dalej w celu wywołania odpowiednich efektów. Różnica między czujkami zewnętrznymi a wewnętrznymi jest głównie w samej budowie. Wynika to oczywiście ze środowiska w jakim pracują dane urządzenia. Pasywne czujki zewnętrzne (bardziej niż wewnętrzne) muszą być odporne na fałszywe alarmy wynikające ze zmienności „pola” detekcji. Poruszająca się na wietrze roślinność, zwierzęta czy też odbijające się promienie słoneczne od śniegu lub wody, często są przyczyną błędnej interpretacji przez czujkę. Producenci dlatego też udoskonalają technologię swoich urządzeń, aby były one jak najbardziej niezawodne.
Budowa czujki zewnętrznej
Zasadniczo czujki zewnętrzne i wewnętrzne mają podobną budowę. Korpus główny najczęściej dwuczęściowy, płytkę elektroniki z czujnikami PIR i MW, soczewkę Fresnela lub lustro. Główna różnica występuje w zapewnieniu szczelności oraz wytrzymałości na warunki atmosferyczne czujek zewnętrznych. Urządzenia zewnętrzne posiadają klasę ochrony nawet IP 66. Specjalnie uformowane uszczelki, gumowo- plastikowe dławiki oraz dedykowane daszki mające zapewnić wysoką ochronę przed dostaniem się wilgoci czy też ciał obcych do wewnątrz urządzenia. Przykładową czujkę zewnętrzną przedstawia Rys. 1.
Rys. 1. Budowa czujki zewnętrznej z widoczną gumową uszczelką, daszkiem osłonowym i elementami detekcyjnymi Źródło: ROCONET
Czujki zewnętrzne pracujące w niesprzyjających warunkach są bardziej narażone na fałszywe alarmy. Dlatego aby temu zapobiec producenci wyposażają swoje produkty nie w jeden, a w kilka (nawet cztery) elementów PIR i to w technologii DUAL lub QUAD. Jako dodatkowe zabezpieczenie przed błędną interpretacją sygnału czujki wyposażane są dodatkowo w elementy mikrofalowe lub działające nawet w technice laserowej. Dla podniesienia niezawodności urządzenia te pozwalają na dowolną konfigurację czujników, najczęściej OR oraz AND. Dodatkowo przy takiej ilości elementów detekcyjnych można przy pomocy pewnych algorytmów uzyskać korelację czujników, która jeszcze bardziej podniesie stopień niezawodności urządzenia. Mając do dyspozycji czujkę z kilkoma elementami detekcyjnymi producenci umożliwiają proste uzyskanie jednocześnie bliskiej i dalekiej detekcji.
Działanie czujki zewnętrznej
Jak już wspomniano działanie czujki zewnętrznej i wewnętrznej jest prawie identyczne, czyli analizowanie zmian zachodzących w obszarze detekcji i interpretowanie ich, a następnie decydowanie o zamianie ich na sygnał alarmowy bądź nie. Jak zawsze diabeł tkwi w szczegółach. Tymi drobnymi szczegółami jak dodatkowe filtry UV i światła widzialnego, zapisane w pamięci procesora algorytmy „kołysania”, dodatkową kompensację temperatury cechują dobrą czujkę zewnętrzną. Pasywne czujki wewnętrzne nie potrzebują aż takich funkcji. Dodatkowo czujki zewnętrzne mogą być wyposażane w elektronikę wielokanałową. Oznacz to, że każdy element detekcyjny to oddzielny kanał mogący być dowolnie programowany.
Generalnie zasada jest prosta. Aby wygenerować z czujki sygnał alarmu trzeba naruszyć jednocześnie dwa kanały detekcyjne. Dzięki temu można tak zainstalować czujkę i ją skonfigurować, aby zminimalizować fałszywe alarmy praktycznie do zjawisk incydentalnych. Prezentuje to rys. 2.
Rys. 2. Analiza cyfrowa sygnału. Alarm po naruszeniu obu kanałów Źródło:www.napad.pl
Dla podniesienia niezawodności czujki producenci tworzą bardzo skomplikowane algorytmy zapisywane w procesorze, mające na celu jak najbardziej skuteczne działanie całego urządzenia. Przykładem może być korelacja sygnałów z dwóch czujników, co prezentuje rys. 3.
Rys. 3. Przedstawienie korelacji sygnałów. Tylko dwa identyczne z dwóch kanałów generują alarm Źródło: ROCONET
Czujki zewnętrzne bardzo często instalowane są w obszarze występowania znacznej ilości roślinności mogącej powodować efekt inny od zamierzonego. I tu producenci dla podniesienia walorów swoich produktów, wychodzą instalatorom naprzeciw. Zastosowanie algorytmu „kołysania” z funkcją samouczenia się bardzo dobrze rozwiązuje problem np. z kołyszącymi się na wietrze tujami. Przedstawia to rys. 4.
Rys. 4. Przedstawienie technologii rozpoznawania kołysania; minimalizacja fałszywych alarmów Źródło: ROCONET
Dla obszarów detekcji na zewnątrz obiektu, częstym problemem dla czujek jest silne światło słoneczne. Zarówno te widzialne, jak i promieniowanie UV. Co gorsza oba typy tego promieniowania bardzo dobrze odbijają się np. od wody, szkła czy też śniegu. Producenci próbują zapobiegać nieprawidłowemu działaniu czujek stosując np. dodatkowe filtry, co przedstawia rys. 5.
Rys. 5. Technologia podwójnego filtru podczerwieni w celu wyeliminowania wygenerowania alarmu na wskutek padania światła na element PIR Źródło: www.ealarmy.pl
Bardzo ważnym czynnikiem dla poprawnego działania elementu PIR jest temperatura. Elementy zewnętrzne narażone są na ekstremalne warunki − zarówno mrozy, jaki i upały. Dlatego istotne jest aby posiadały one skuteczną kompensację temperatury. Najtrudniejszym okresem do poprawnej detekcji jest upalne lato, gdzie temperatura otoczenia zbliżona jest do temperatury człowieka. Zależności te obrazuje dokładnie rys. 6.
Rys. 6. Prezentacja działania kompensacji temperatury w zależności od pory dnia Źródło: www.ealarmy.pl
(...)
Mgr inż. Sebastian Hładun
absolwent Inżynierii Systemów Bezpieczeństwa na
Wydziale Elektroniki WAT, nauczyciel ZSM–E
w Ełku i pasjonat elektroniki, projektant i wykonawca
elektronicznych systemów bezpieczeństwa
– SEBMED ELEKTRONIK, Elektroniczne Systemy
Bezpieczeństwa. Kontakt: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
