スマートホームやスマート産業で最も人気のある新しいIoTアプリケーションの多くには、 モーション センサーが組み込まれています。セキュリティ システムから照明などに至るまで、モーション センサーは、有用なデータを収集しながらエネルギーを節約するシンプルで効果的な方法です。最も頻繁に使用されるモーションセンサーは、 パッシブ赤外線 (PIR)、マイクロ波、およびデュアル テック/ハイブリッドです。仕組みは以下のとおりです。
モーションセンサーの説明
モーションセンサーは、セキュリティとエネルギー効率の面で人気があります。これらは、近くの動きを感知するとこれらの装置を起動する、盗難警報装置や防犯カメラに使用できます。動きを感知しなくなったら建物内の照明を消すことで省エネ効果があり、オフィスビルやトイレなどでよく使われています。よく使用されるモーション センサーには、パッシブ赤外線 (PIR)、マイクロ波、デュアル テック/ハイブリッドの3種類があります。
パッシブ赤外線センサー: PIRセンサーとは何ですか?
PIR は、トイレやオフィススペースに入るときに見たことがあるかもしれない、通常は白いカバーが付いたモーションセンサーです。小型で、低消費電力、使いやすく、安価です。動きを感知する方法は、背景と温かい物体の間の温度変化を感知することです。
PIRには、赤外線放射のレベルを検出する焦電センサーが搭載されています。あらゆるものは低レベルの放射を放射しますが、人体からは大量の熱が放射されます。PIRには、赤外線に敏感な特殊な素材で作られた2つのスロットがあります。センサーが2つのスロット間の差分変化を感知すると、パルスが発生し、それが「動き」として検出されます。Adafruit の図1は、それがどのように動作するかを示す優れた例を示しています。
図1: PIRが熱源の動きを感知し、パルスを出力します。(出典: Adafruit/Lady Ada)
PIRに見える白いプラスチックはフレネル レンズと呼ばれます。フレネル レンズの背後にある光学物理学は、時間があれば調べてみるとまったく別の興味深い分野ですが、この場合、PIRセンサーの検出領域が大幅に拡大され、効率が向上します。図2はフレネル レンズの内部を示しており、その「セクション」を見ることができます。
図2: フレネルレンズの内部。(出典: Adafruit/Lady Ada)
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マイクロ波モーションセンサー: マイクロ波センサーの仕組み
名前が示すように、マイクロ波センサーは、レーダースピードガンの仕組みと同様に、マイクロ波放射の連続波を使用して動きを検出します。高周波を発信し、周波数の変化を感知して物体からの反射を測定します。周波数シフトが検出されると、モーション検出器が起動します。図3はマイクロ波センサーの動作を示しています。
図3: 物体の周波数シフトにより信号が増幅され、動きが検出されます。(出典: MikroElektonika)
マイクロ波センサーはPIRよりも広い範囲をカバーできますが、より高価であり、電気的干渉の影響を受けやすい場合があります。物質を貫通する「壁を透視する」能力により、誤報が頻繁に発生する可能性があります。
デュアルテックモーションセンサー: デュアルテック/ハイブリッドセンサーの仕組み
誤報を減らすためにPIRセンサーとマイクロ波センサーの両方を組み込んだテクノロジーがあります。室内の温度が急激に上昇するとPIRが作動し、風によって物体が動くとマイクロ波センサーが作動することがあります。デュアル テック/ハイブリッドでは、両方のセンサーが変化を感知して作動させる必要があるため、誤報が極めて少なくなります。
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