Senzor gibanja PCBA

Kaj je senzor gibanja PCBA? 

Senzor gibanja PCBA je sklop tiskanega vezja, zasnovan posebej za zaznavanje gibanja z infrardečimi, mikrovalovnimi ali ultrazvočnimi pretvorniki. Za razliko od PCBA za splošne namene, plošče s senzorji gibanja zahtevajo nizko porabo energije, hiter odziv na prebujanje iz stanja spanja in filtriranje hrupa, da se izognete lažnim sprožilcem.

Inženirji izberejo senzor gibanja PCBA na podlagi treh parametrov: obseg zaznavanja, vrsto izhodnega signala in delovni tok. Napačna izbira vodi do pogostih lažnih alarmov ali zgrešenih zaznav.

Glavne komponente PCBA senzorja gibanja

Vsak senzor gibanja PCBA vsebuje teh pet funkcijskih blokov:

· Senzorski element – PIR (piroelektrični), mikrovalovni Doppler ali ultrazvočni pretvornik

· Analogni sprednji del – operacijski ojačevalnik s pasovnim filtrom

· Primerjalnik – Detektor praga s histerezo

· Časovna logika – nastavljiv čas zadrževanja in obdobje zaklepanja

· Izhodna stopnja – signal releja, tranzistorja ali logičnega nivoja

Tipične aplikacije

Podrobni tehnični parametri tega senzorja gibanja PCBA

Naslednje specifikacije predstavljajo tipičen visokozmogljiv senzor gibanja PCBA, ki se uporablja v komercialnih in stanovanjskih varnostnih izdelkih.

Električne značilnosti

Učinkovitost zaznavanja

Fizične in okoljske specifikacije

· Dimenzije plošče – 32 mm x 28 mm (standardno) ali po meri

· Montažne luknje – dve s premerom 3 mm, 25 mm od središča do središča

· Delovna temperatura – -20°C do +70°C

· Temperatura skladiščenja – -40°C do +85°C

· Toleranca na vlago – 95 % RH brez kondenzacije

· Konformni premaz – neobvezno (za zunanjo ali vlažno uporabo)

Nastavljive nastavitve (DIP stikalo ali mostiček)

Večina modelov PCBA senzorjev gibanja vključuje parametre, ki jih lahko konfigurira uporabnik:

Kako se ta senzor gibanja PCBA primerja s konkurenčnimi modeli

Vse plošče PCBA senzorjev gibanja ne delujejo enako v dejanskih pogojih. Spodnja tabela prikazuje kritične razlike.

Pogosta vprašanja o senzorju gibanja PCBA – inženirski odgovori

Ta tri vprašanja tedensko postavljajo inženirji strojne opreme, integratorji in strokovnjaki za nabavo, ki ocenjujejo rešitve PCBA senzorja gibanja.

Vprašanje 1: Kakšna je razlika med zasnovami PCBA senzorjev gibanja PIR, mikrovalovnih pečic in senzorjev gibanja z dvojno tehnologijo – in katerega naj izberem?

Odgovor: PIR (pasivni infrardeči) senzor gibanja PCBA zaznava spremembe infrardečega sevanja premikajočih se teles. Porabi zelo malo energije (15–30 µA v stanju pripravljenosti), vendar je občutljiv na temperaturne gradiente in se lahko napačno sproži zaradi zračnikov HVAC ali sončne svetlobe. Mikrovalovni senzor gibanja PCBA oddaja RF nizke moči (običajno 5,8 GHz ali 10,525 GHz) in meri Dopplerjev premik. Zaznava skozi plastična ohišja in ignorira temperaturo, vendar porabi večji tok (15-25 mA) in lahko predre stene, kar povzroči napačno zaznavanje iz sosednjih prostorov. Dvojnotehnološki senzor gibanja PCBA vsebuje PIR in mikrovalovna senzorja ter se sproži samo, ko oba zaznata gibanje. To odpravi skoraj vse lažne alarme, vendar poveča stroške in tok v stanju pripravljenosti (2-5 mA). Vodnik po izbiri: Za zunanje luči na baterijski pogon izberite samo PIR. Za zaznavanje zasedenosti v zaprtih prostorih, kjer so lažni sprožilci nesprejemljivi, izberite dvojno tehnologijo. Za avtomatska vrata, kjer je hitrost pomembnejša od porabe energije, izberite samo mikrovalovno pečico. Večina komercialnih modelov PCBA varnostnih senzorjev gibanja uporablja PIR z naprednim filtriranjem signalov kot najboljše razmerje med ceno, močjo in zanesljivostjo.

Vprašanje 2: Kako prilagodim obseg zaznavanja in čas zadrževanja na tem senzorju gibanja PCBA in ali je te nastavitve mogoče spremeniti, ne da bi odstranili ploščo iz ohišja?

Odgovor: Ta senzor gibanja PCBA omogoča tri načine prilagajanja. Prvič, vgrajeni potenciometri: eden z oznako "SENS" (občutljivost) prilagodi obseg zaznavanja od 3 metrov (popolnoma v nasprotni smeri urinega kazalca) do 12 metrov (popolnoma v smeri urinega kazalca). Drugi z oznako »TIME« prilagodi čas zadrževanja od 5 sekund do 10 minut. Drugič, DIP stikala: večina plošč vključuje 4-pozicijsko stikalo za grobe nastavitve časa zadrževanja, svetlobnega praga in izhodne polarnosti. Tretjič, za daljinsko prilagajanje nekateri modeli PCBA senzorjev gibanja vključujejo digitalni vhod, ki sprejema zunanje potenciometre ali krmilne signale 0–10 V. Za prilagoditve brez odpiranja ohišja določite senzor gibanja PCBA s sprejemnikom za daljinsko upravljanje (38kHz IR ali 433MHz RF) – to doda približno 1,50 USD k stroškom BOM. Brez daljinske nastavitve morate odpreti ohišje in z majhnim izvijačem obrniti potenciometre. Vedno prilagodite občutljivost po namestitvi na končno mesto, ker okoliške stene in talni material vplivajo na doseg zaznavanja. Začnite z občutljivostjo pri 50 % in povečajte le, če obstajajo vrzeli v pokritosti.

Vprašanje 3: Kakšna je tipična stopnja lažnih sprožitev za ta senzor gibanja PCBA in kako temperaturna kompenzacija zmanjša število lažnih alarmov?

Odgovor: V pravilno nameščeni aplikaciji (brez neposredne sončne svetlobe na objektivu, brez toplotnih odprtin v razdalji 2 metrov, brez velikih steklenih oken, ki odsevajo premikajoči se promet), ta senzor gibanja PCBA doseže stopnjo lažnega sproženja manj kot en dogodek na 200 zaznav. Brez temperaturne kompenzacije se lahko senzor gibanja PIR PCBA napačno sproži, ko se temperatura okolja približa temperaturi človeške kože (približno 37 °C ali 98 °F). Pri sobni temperaturi 30 °C se razmerje med signalom in šumom zmanjša za 60 % v primerjavi z 20 °C. Ta senzor gibanja PCBA vključuje vgrajeni termistor, povezan s kompenzacijskim vezjem, ki poveča ojačanje za 2,5 % za vsak dvig temperature za 1 °C nad 25 °C. Pri 35 °C je ojačanje za 25 % večje kot pri 25 °C, s čimer se ponovno vzpostavi občutljivost zaznavanja. Kompenzacija tudi zmanjša ojačanje pri nizkih temperaturah (pod 10 °C), da prepreči lažne sprožitve zaradi hladnega prepiha. Podatki s terena iz namestitve senzorja gibanja PCBA v podnebju Bližnjega vzhoda (zunanje temperature dosegajo 45 °C) kažejo 78-odstotno zmanjšanje nadležnih alarmov, ko je temperaturna kompenzacija omogočena v primerjavi z onemogočeno. Vedno omogočite kompenzacijo za zunanje ali neklimatizirane notranje prostore.

Najboljše prakse za namestitev PCBA senzorja gibanja

Tudi najboljši senzor gibanja PCBA deluje slabo, če je nameščen nepravilno. Sledite tem smernicam.

Montažna višina in položaj

· Priporočena višina – 1,8 do 2,2 metra (v višini ramen do glave)

· Pod 1,5 metra – zgreši gibanje trupa, zazna samo hišne ljubljenčke

· Nad 2,5 metra – Zmanjšana pokritost tal, ustvarja mrtva območja neposredno pod

Izogibajte se tem lažnim virom sprožilcev

Smernice za ožičenje

· Uporabite sukani par za izhodni signal, daljši od 10 metrov

· Napajalne žice naj bodo vsaj 30 cm oddaljene od PCBA senzorja gibanja

· Dodajte kondenzator 100nF prek vhodne moči, če preklapljate hrupna bremena (releji, kontaktorji)

Testiranje PCBA senzorja gibanja pred namestitvijo

Namizni preizkus ujame 90 % napak pri namestitvi. Sledite temu zaporedju.

Preskusni postopek

1. Vključite napajanje in počakajte 60 sekund, da se ogreje

2. Potrdite, da lučka LED utripa približno enkrat vsakih 10 sekund (označuje stanje pripravljenosti)

3. Hodite po vidnem polju na razdalji 3 metrov

4. Preverite, ali se lučka LED vklopi in izhod spremeni stanje

5. Označite čas, dokler LED ne ugasne (naj se ujema z nastavitvijo časa zadrževanja)

6. Ponovite s počasnim plazenjem (0,2 m/s) in hitrim tekom (2 m/s)

Napake in vzroki

Povzetek – referenca ključnih specifikacij

Za hitro referenco imejte ta blok specifikacij na voljo med načrtovanjem in nabavo.

Senzor gibanja PCBA – privzeta konfiguracija

· Napetost: 5-24V DC

· Tok v stanju pripravljenosti: tipično 20 µA

· Domet zaznavanja: 8-12 metrov

· Kot zaznavanja: 120 stopinj

· Čas zadrževanja: nastavljiv od 5s do 10min

· Izhod: rele (10A) ali tranzistor (100mA)

· Delovna temperatura: -20°C do +70°C

· Certifikati: Skladno s standardoma ISO9001 in RoHS