PIR (PASSIVE INFRARED) DETECTOR

ความหมาย 

Passive - ตั้งรับ(ไม่ได้ปล่อยคลื่นออกไป)
Infrared - รังสีอินฟราเรด หรือ คลื่นความร้อน(ของมนุษย์)
Receiver - เป็นตัวรับคลื่น

ถ้าจะเปรียบเทียบง่ายๆ PIR จะคล้ายกับตาของ ระบบ สัญญาณกันขโมย ที่จับเฉพาะคลื่นความร้อนเท่านั้น

ส่วนประกอบหลักที่ทำหน้าที่ของ PIR detector คล้ายกับตาซึ่งมี

1. Fresnel Len ทำหน้าที่ focus ความร้อนให้ไปตกที่ Pyrosensor
2. Pyrosensor เปรียบเสมือน จอประสาทตา
3. Circuit Board เปรียบเสมือนสมองที่ประมวลภาพความร้อนที่ได้ เพื่อส่งสัญญาณไป Control Panel ของ ระบบ กันขโมย ต่อไป

พัฒนการของ PIR แบ่งออกเป็น 3 กลุ่มหลักคือ

1. พัฒนการของ Len

1.1 Fresnel Len

สำหรับ Len ของ PIR จะประกอบด้วย Fresnel Lens เล็กๆเพื่อที่จะ Focus ความร้อนจากตำแหน่งต่างๆทั่วทั้งห้องให้มาตกที่ Pyrosensor

      
แต่ข้อเสียของ Lens รุ่นแรกก็คือ ระยะ Focal lenght จาก Fresnel len แต่ละเลนส์ ถึง Pyrosensor มีระยะต่างกันเพราะในแต่ละ PIR มี pyrosensor เพียง 1 ชุด ทำให้จับคนที่อยู่ไกลได้ช้าเพราะมุม focus กว้างเกินไปเมื่อเทียบกับคน และคนที่อยู่ใกล้จะไวมากเกินไปเพราะมุม focus เล็กเกินไปเมื่อเทียบกับคน จึงอาจจะมี false alarm ได้ในกรณีที่มีกลุ่มความร้อนที่ไม่ใหญ่มากแต่อยู่ใกล้detector นอกจากนี้ Len ชนิดนี้ยังมีจุดอับที่ไม่สามารถจับบริเวณใต้detector ได้ จึงมีการประดิษฐ์

1.2 SHERICAL LEN ขึ้นมาดังรูปด้านล่าง ซึ่งLen มีลักษณะที่เป็นผิวโค้งทำให้ Focal lenght มีระยะใกล้เคียงกันความไวในการจับใกล้เคียงกันทั้งระยะไกลและใกล้ และไม่มีจุดอับ(creep zone) ใต้detector

1.3 MIRROR OPTIC LENS

เป็น Lens รุ่นใหม่สุดที่มีความสมบูรณ์ที่สุดในด้าน focal lenght โดยใช้ Parabolic Mirror พิเศษที่สามารถสะท้อน infrared ได้เข้าไปยัง Pyrosensor สามารถทำให้ผู้ผลิตตั้งมุม focus ให้ใกล้เคียงกับขนาดมนุษย์มากที่สุดไม่ว่าใกล้หรือไกล จึงเกิด false alarm จากกลุ่มความร้อนรบกวนน้อยที่สุด แต่ในปัจจุบันมีเพียงไม่กี่บริษัทที่ผลิตได้ เช่น GE-SECURITY, CROW ENGINEERING

3D Imaging Optics

คือ การที่มี Len และ pyrosensor 2 ชุด (double dual sensor)เปรียบเสมือนคนที่มี 2 ตา จะสามารถมองภาพเป็น 3 มิติ และประเมินขนาดวัตถุได้ดี ซึ่ง Crow ก็ใช้ Phase shift analysis ทำให้จับภาพความร้อนแบบ 3 มิติ(3D Thermal Imaging)
้        

สรุปความแตกต่างของ Lens

 2. พัฒนการของ Pytosensor

2.1  DUAL ELEMENT PYROSENSORเป็น มาตรฐานของ Infrared detector ในปัจจุบันที่มีตัวรับแสงอินฟราเรด1 คู่ต่อชุด เพื่อที่จะตรวจสอบการเคลื่อนไหวของกลุ่มความร้อนโดยที่กลุ่มความร้อนนั้นจะ ต้องมีการเคลื่อนผ่าน field of view ของ pyrosensor ตัวที่ 1 และผ่านไปยังfield of view ของ pyrosensor ตัวที่ 2 แล้วจึงจะกระตุ้น Infrared detector ได้

2.2 QUAD ELEMENT PYROSENSOR คือมี pyrosensor 4 ตัว เพื่อช่วยตรวจสอบลักษณะการเคลื่อนไหวของกลุ่มความร้อนที่ใกล้เคียงกับการเคลื่อนไหวของมนุษย์ เปรียบเสมือน มี detector พวก dual element  2 ตัวอยู่ในตัวเดียว

  จากรูป รูปบน เป็นลักษณะ infrared beam ของ dual element รูปล่างจะเป็นของพวก Quad element

นอกจาการใช้ sensor เป็นแบบ quad element
และอีกรูปแบบหนึ่งของพวก quad element คือ การที่วาง dual pyrosensนตัว detector ให้ห่างออกจากกัน ซึ่งเรียกว่า Double Dual Pyrosensor เพื่อขจัดปัญหา false alarm ที่เกิดจาก การที่สัตว์เล็กๆเกาะที่หน้าตัว sensor

รูป Crow Genius : Double Dual Pyrosensor ถ้าสัตว์เล็กเกาะที่เลนส์บน เลนส์ล่างไม่เห็น ก็จะไม่มี false alarm เปรียบเสมือนคนที่มี 2 ตา จะสามารถมองภาพเป็น 3 มิติ และประเมินขนาดวัตถุได้ดี ซึ่ง Crow ก็ใช้ Phase shift analysis ทำให้จับภาพความร้อนแบบ 3 มิติได้

 3. พัฒนการของ การใช้คลื่น Microwave มาช่วยในการประมวลผล

     1. สามารถ calibrate ขนาดของสัตว์ที่จับได้ ตามระยะที่อยู่ใกล้กับ detector จึงไม่เกิด false alarm จากการที่สัตว์เข้าใกล้ detector

     2. สามารถกำหนดระยะที่แน่ชัดของการทำงาน เพราะ detector เช่น กำหนดว่า ให้ alarm เฉพาะในรัศมี 3 เมตรเท่านั้น ซึ่ง detector ทั่วไปจะทำอย่างนี้ไมได้เลย ทำให้ใช้ในงานโชว์สินค้าได้ โดยที่เราสามารถกั้นเชือกในเขตหวงห้าม แล้วใช้ detector จับตั้งระยะให้เท่ากับขนาดของพื้นที่ที่กั้นไว้ detector ก็จะไม่จับคนที่อยู่รอบๆที่อยู่นอกเขตหวงห้ามนั้นเลย

GE-Sentrol AR 435 Range Controlled Radar detector

** PET IMMUNITY คือการที่ detector ไม่ตรวจจับสัตว์ที่นำ้หนักน้อยกว่ากี่กิโลกรัมซึงขึ้นกับรุ่น แต่มีข้อระวังคือ ส่วนใหญ่แล้วจะห้ามสัตว์นั้น ข้าใกล้ detector ในระยะ 1 เมตร( ซึ่งแล้วแต่ spec. ของรุ่น เพราะจะทำให้ภาพความร้อนของสัตว์นั้นใหญ่มากกว่าขนาดจริง)

** WHITE(VISIBLE) LIGHT PROTECTTION คือ detector รุ่นนั้นจะไม่มี fase alarm เมื่อแสงสว่างส่องเข้ามากระทบโดยตรง วิธีการสังเกตุคือ Lens จะถูกย้อมให้เป็นสีขาวขุ่นจึง แต่ถ้า detector รุ่นไหนที่ lens ใส ต้องระวังเรื่อง white light interference

ตัวอย่าง detector เลนส์ใส เทียบกับ detector เลนส์ทึบ

** WIDE ANGLE LEN คือเลนส์ที่ทำให้ detector มีระยะการทำงานเป็นมุมกว้างประมาณ 90-120 องศา ซึ่งส่วนใหญ่จะให้มาเป็นมตรฐานของ PIR detector ทั่วๆไป

ตัวอย่างของการใช้ wide angle len

** CURTAIN LEN คือเลนส์ที่ทำให้ detector มีระยะการทำงานเป็นเหมือนผ้ามา่น

ตัวอย่างของการใช้ curtain len ปกป้องรูป

** RFI protection คือความสามารถในการป้องกันคลื่น RF รบกวน

** EMI protection คือ ความสามารถในการป้องกันคลื่น Electromagnetic รบกวน

** OPERATING TEMPERATURE คือช่วงอุณหภูมิที่ detector นั้นสามารถทำงานได้ ส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วง -10 ถึง 50 องศาเซลเซียส  แต่บาง detector ก็สามารถทำได้สูงถึง 70 องศาเซลเซียส

The Power of One (1.8MB PDF)

GE-Networx Brochure (435KB PDF)

GE-NX Series Feature Comparision (86KB PDF)

   Copyright 2002 Thaismarthome.com