Detekce malých zvířat

Všestranné detektory pohybu

Detektory pohybu se dnes používají na mnoha místech, v průmyslových či kancelářských budovách nebo na nich, stejně jako v (soukromých) domech. Kromě vnitřních aplikací se detektory používají také ve venkovním prostředí.

Ve tmě se vstupní prostor automaticky rozsvítí, jakmile je detekován pohyb. Klíč a klíčová dírka jsou rychle rozpoznány. Kromě tohoto dodatečného pohodlí nabízejí venkovní detektory pohybu také ochranu před zloději. Zloděje světlo ruší a obvykle ho zažene pryč. Detektory pohybu jsou základním kamenem prevence vloupání a jsou doporučovány policií.

Občas však údajně dochází k nesprávnému spínání. Zdá se, že se světlo rozsvítí bez zjevného pohybu. Čím častěji se to stává, tím více je to vnímáno jako obtěžující. Navíc dochází ke zbytečné spotřebě energie. Příčin takového nesprávného spínání je mnoho.

Vyhněte se nesprávnému spínání

Rozhodující roli hraje orientace detektoru pohybu. Venkovní detektory mají obvykle velmi velkou detekční oblast. Pokud se například silnice nebo chodník dotýkají okraje detekční oblasti, může to vést k chybnému spínání. To lze napravit lepším nastavením detektoru. Kvalitní zařízení mají tzv. testovací režim, ve kterém detektor neustále zapíná a vypíná světlo, jakmile se v detekční oblasti objeví pohyb. V tomto režimu není nutné neustále čekat na následnou dobu seřízení detektoru. Většina detektorů je seřízena ve dvou osách. Hlavou detektoru lze otáčet nahoru a dolů a doprava nebo doleva. RC-plus Next N od společnosti B.E.G. nabízí také možnost plynulého mechanického nastavení jednotlivých pohybových čidel v hlavě detektoru.

Pohyblivé krycí clony

Ve venkovních prostorách se používají téměř výhradně detektory pohybu s pasivními infračervenými čidly (PIR). Tyto snímače reagují na tepelné změny, ke kterým dochází při pohybu živých tvorů. Rostliny nevyzařují žádné teplo, takže pohybující se stromy a keře nejsou detekovány. Pokud se však za rostlinou nachází zdroj tepla, např. stěna ohřívaná sluncem, detektor rozpozná pohyb rostliny způsobený případně poryvem větru. V případě takového falešného spínání je třeba omezit i oblast detekce. Zde lze použít krycí clony, které jsou připevněny k čočce detektoru. Clony jsou nepropustné pro infračervené záření, a proto jsou určité části detekční oblasti zakryty.

Zvířata mají obecně podobnou tělesnou teplotu jako lidé. Pohyby koček a psů jsou detekovány stejným způsobem jako pohyby lidí a způsobují rozsvícení světla. Příčina je tedy v obou případech stejná: pohyb (teplého) živého tvora. Takovému nesprávnému spínání lze jen stěží zabránit. Abychom pochopili, jaké možnosti přesto existují a jaké důsledky z toho vyplývají, budou vysvětleny některé fyzikální souvislosti.

Pasivní infračervené senzory

Infračervené záření leží v elektromagnetickém spektru mezi viditelným světlem a mikrovlnami. Infračervené záření je především tepelné záření a vzniká pohybem atomů a molekul v objektu. To znamená, že jakýkoli objekt s teplotou nad absolutní nulou, dokonce i kostka ledu, vyzařuje záření v infračerveném spektru. Čím vyšší je teplota, tím více se atomy a molekuly pohybují a tím více infračerveného záření produkují.

Infračervené záření produkované živými bytostmi není homogenní, což je dobře patrné při použití infračervené kamery. Lidé vzhledem ke své tělesné teplotě 37 °C silně vyzařují infračervené záření s vlnovou délkou kolem 10 µm. Různé části těla vyzařují různé úrovně záření; například ústa jsou výrazně teplejší než prsty. To znamená, že infračervené záření vyzařované ústy je odpovídajícím způsobem silnější než záření vyzařované prsty.

Pasivní infračervené snímače (PIR snímače) pracují rovněž v rozsahu vlnových délek 10 µm a umožňují využití infračerveného záření pro detekci pohybu, protože optimálně reagují na tepelné záření osoby nebo zvířete. Pasivní infračervené záření znamená, že senzory žádné záření nevysílají, ale pouze přijímají. Detektor pak analyzuje signály ze snímačů a podle toho zapne světlo.

Citlivost snímačů lze variabilně nastavit

Aby bylo možné detekovat pohyb, musí infračervené paprsky dosáhnout k senzorům. Vzhledem k tomu, že s rostoucí vzdáleností záření slábne, dokáže snímač detekovat pohyb na vzdálenost 2 metrů lépe než na vzdálenost 20 metrů. Pohyb však lze detekovat i na vzdálenost 20 metrů. Záleží na tom, jak velké teplo je vyzařováno. Myš vyzařuje méně tepla než člověk, zatímco lokomotiva v provozu, například v areálu firmy, vyzařuje podstatně více tepla než člověk.

U dobrých detektorů lze citlivost snímačů variabilně nastavit. Toto nastavení určuje množství tepla, při jehož překročení by měl snímač reagovat. Menší množství tepla, jako je teplo kočky, se ztratí. Detektor však může rozsvítit světlo, jakmile větší pes vyzařuje teplo. Pokud se však citlivost ještě více sníží, hrozí, že pohyb malých dětí již nebude detekován.

Vypnutí detekčních oblastí

Dalším způsobem, jak omezit falešné spínání vyvolané zvířaty, je maskování spodních detekčních oblastí. Kočky se často potulují kolem stěn domu. Detektory s ochranou proti plížení tento pohyb nerozpoznají. U detektorů RC-plus Next N od společnosti B.E.G. lze tuto funkci aktivovat a deaktivovat pomocí dálkového ovládání. Je třeba mít na paměti, že zloději se také rádi plíží kolem zdi.

Pokud se detektor pohybu dívá do dálky, jsou nižší detekční oblasti také vymazány. Vznikají tak mrtvé zóny, ve kterých není detekován žádný pohyb. Protože detekční oblast je nyní v dálce a tepelné záření na dálku slábne, jsou detekovány pouze větší zdroje tepla, např. osoby. Zde je třeba vzít v úvahu, zda se ve větší vzdálenosti od domu nachází silnice nebo chodník.

Moderní pasivní infračervené senzory

Stejně jako světlo lze i infračervené záření zaostřit pomocí čoček. Detektory pohybu jsou vybaveny čočkou, která zaostřuje infračervené záření na PIR senzoru. Nejběžnější senzory se skládají ze dvou desek z pyroelektrického krystalu. Když IR záření dopadá na takový krystal, vede to k posunu náboje, který lze měřit. Pohyb je rozpoznán, když IR záření zachytí obě desky.

Modernější snímače mají matici pyroelektrických desek, které lze v kombinaci s vhodným softwarem použít k rozpoznání jednoduchých obrysů. Pokud je více destiček aktivních ve vertikální rovině, může se jednat o osobu; pokud je více destiček aktivních v horizontální rovině, může se jednat o zvíře.

V současné době se téměř všechny detektory pohybu skládají z jednoduchých PIR čidel se dvěma deskami. Maticové senzory se zatím neprosadily kvůli své vysoké ceně.

Detektory s kamerovou technologií

Když se zhruba před 35 lety objevily na trhu první detektory pohybu, vznikly dva termíny: Detektory pohybu a přítomnosti. Oba tyto termíny jsou marketingové a prodejní. Funkci slova „detektor pohybu“ lze odvodit i dnes. Pojem „detektor přítomnosti“ není samoúčelný. Dokonce i výrobci detektorů si jej vykládají různě. „Detektory přítomnosti rozpoznávají drobné pohyby, jako je práce s počítačovou myší“ nebo ‚Detektory přítomnosti zahrnují do měření světla přirozené venkovní světlo‘, abychom jmenovali jen dvě běžné definice.

Vysokofrekvenční (HF) detektory

Na rozdíl od pasivních infračervených detektorů (PIR) jsou vysokofrekvenční detektory aktivními detektory. Vysílají vlny na vysoké frekvenci, ale s nízkým výkonem, a analyzují signály ozvěny. VF vlny mají tu vlastnost, že pronikají nekovovými materiály, jako jsou například stěny. HF detektory proto mohou být skryty za podhledy nebo instalovány neviditelně přímo ve svítidle s využitím takzvaného Dopplerova efektu. Blížící se vozidlo vydává vyšší tón než vozidlo vzdalující se. V důsledku vlastního pohybu se zvukové vlny ve směru pohybu stlačují a v opačném směru rozšiřují. VF detektory fungují opačně: jsou v klidu a vysílají vlny. Tyto vlny se od předmětů odrážejí. Pokud se objekty pohybují, mají odražené vlny mírně odlišnou frekvenci. Čím větší je tento frekvenční rozdíl, tím rychleji se objekt pohybuje. Policie tuto technologii používá k radarovému měření při kontrolách rychlosti.