Senzory přítomnosti objektů (v našem případě nežádoucích osob) detekují pohyb případně i pouhou přítomnost osoby ve střeženém prostoru, případně reagují na určitou činnost v tomto objektu. 

Tyto senzory se využívají v systémem elektrické zabezpečovací signalizace pro střežení vnitřních prostor v budovách i na vnějších prostranstvích. 

Systém elektrické zabezpečovací signalizace slouží k detekci vniknutí nežádoucích osob do objektu, monitoruje neoprávněný pohyb nežádoucích osob po objektu, sleduje sabotážní činnosti a signály o tomto narušení předává na určené místo. 

Některé níže uvedené detektory se využívají i v jiných zapojeních, systémech odběru energie, v elektrických spotřebičích pro domácnost atd. Příkladným využitím je pohybové čidlo, které spíná osvětlení v dané místnosti.

Příspěvek se zabývá pouze principem vlastní detekce a systémem elektronického obvodu přímo související s tímto detektorem. 

O způsobech zapojení senzorů  na zařízení které zpracovává informaci o pozitivní detekci (např. jednoduše a dvojitě vyvážené smyčky) se bude zabývat další samostatný článek.

Detektory se člení do dvou skupin:

Pasivní (v ČSN 50131-1 označovány jako typ A)  - k vlastní detekci nepotřebují elektrické napájení, pozitivní detekci vyvolá mechanická činnost nežádoucí osoby na předmětech ve střeženém prostoru, případně bezpečnostní činnost pověřené osoby. Mechanickou činností dochází k rozpojení či spojení kontaktu mechanického spínače či mikrospínače a to buď vlastní činností, nebo přenosem, např. přes magnetické pole.

Aktivní (v ČSN 50131-1 označovány jako typ B) - k vlastní detekci je třeba napájení detekčního čidla a souvisejícího vyhodnocovacího obvodu. Pozitivní detekci vyvolá už pouhá přítomnost, pohyb nebo činnost nežádoucí osoby ve střeženém prostoru. Fyzikální princip činnosti těchto senzorů je odvozený od změny měřitelných vlastností ve střeženém prostoru, vyvolaný přítomností nebo činností osob.

Mezi nejčastěji používané pasivní detektory se řadí:

Magnetický kontakt

Magnetický kontakt se nejčastěji využívá pro detekci nežádoucího otevření dveří, oken nebo jiných otvíratelných částí. Sestává ze dvou částí, magnetické a kontaktní. Kontaktní se připevní na statickou a magnetická na pohyblivou část potenciálního vstupu do střeženého objektu. V klidovém režimu (zavřený vstup) jsou obě části od sebe vzdáleny o tzv. pracovní mezeru (pohybuje se v řádu milimetrů a je pevně definována výrobcem). V případě, že se části od sebe  vzdálí nad hranici pracovní mezery (otevření vstupu), dojde k tak velké změně magnetického pole, že sepne mechanický mikrospínač v kontaktní části, který citlivý na magnetické pole.

 Tísňový hlásič

Tísňový hlásič slouží k vyvolání poplachu pověřenou osobou (obsluhou) při ohrožování osob či majetku ve střeženém objektu. Hlásiče bývají pevně instalované na veřejnosti skrytém místě v dosahu obsluhy, nejčastěji u pokladen. Standardní mechanické provedení tísňových je se sklopnou páčkou, která spíná mikrospínač.

V některých případech jsou používány bezdrátové tísňové hlásiče, které nosí pověřená osoba (nejčastěji bezpečnostní služba) stále u sebe.

 Detektor poslední bankovky

Detektor poslední bankovky bývá využíván v přihrádkách pro uložení papírových bankovek u pokladen nebo trezorů. Využita je skutečnost, že papírové bankovky jsou dielektrikum. Vloženy jsou mezi kontakty speciálního spínače a tím jej vlastně udržují v rozpojeném stavu. Odebráním poslední bankovky dochází k sepnutí speciálního spínače.  

Mezi nejčastěji používané aktivní detektory bychom mohli zařadit:

Pyroelektrické detektory

Pro detekci pohybu osob ve střeženém prostoru jsou rozšířeny detektory absorbující záření z povrchu objektu, které nejčastěji pracují na pyroelektrickém principu a dále detektory reagující na odražené záření vysílané samotným detektorem. 

Detektory pracující na principu pyroelektrického jevu (PIR) generují elektrický náboj závislý na tepelném toku procházejícím tělesem senzoru.

Rozdíl teplot vyvolávající mechanickou deformaci vzniká oteplením jedné části senzoru absorbcí záření vycházejícího z objektu (nežádoucí osoby). 

V pouzdru detektoru jsou umístěny dva identické elementy elektricky zapojené tak, aby působily jako diferenční senzor. Při pohybu obrazu pohybujícího se objektu nad levou spodní elektrodou vzniká časově proměnný náboj, např. s kladnou polaritou. Proud pak protéká kapacitou společné a pravé elektrody a vyvolává kladný spád napětí na pracovním odporu R (viz. obrázek zapojení). 

Náboj detektoru, tedy proud vznikající při pohybu tepelného obrazu objektu v detektoru dosahuje hodnot řádově 1pA a měří se jeho spád na odporech o hodnotách až 10na11 ohm. Pro měření spádu je tedy nutný obvod s vysokém vstupním odporem, zpravidla napěťový sledovač s unipolárními tranzistory. 

U detektorů s digitálním vyhodnocováním je výstupní signál z detekčního obvodu digitalizován a následuje číslicové zpracování v mikropočítači algoritmy, optimalizovanými pro omezené množství paměti. Je-li mikroprocesorem vyhodnocena situace jako kladná detekce, objeví se tato informace na výstupu obvodu detektoru. 

Tímto řešením je teoreticky zcela vyloučena falešná detekce, volbou vhodného algoritmu detektor signalizuje pozitivní detekci pouze při pohybu osob, a eliminuje např. pohyb drobných savců, např. myší či koček.

Duální detektory

Duální detektory stávají ze dvou senzorů, pracujících na rozdílných typech detekce. Používány bývají v aplikacích kde je pravděpodobnost vzniku falešných poplachů. K informaci o pozitivní detekci na výstupu musí oba druhy senzorů zaznamenat nežádoucí pohyb.

Nejčastějším případ skladby senzorů je pyroelektrický a mikrovlnný. Pyroelektrickým jsme se zabývali výše.

Mikrovlnné detektory určují energii elektromagnetického záření odraženého od objektu. Do hlídaného prostoru je vysíláno elektromagnetické vlnění, zpravidla v kmitočtovém pásmu X (10.525Ghz) nebo v pásmu K (24.125Ghz). Úroveň vyzářeného výkonu je volena tak, aby odražený výkon zajistil činnost přijímacích obvodů nad úrovní vlastního šumu přijímače zvýšeného o účinky pronikajícího externího rušení.  

Detektor přijímá vyslaný a odražený signál. Obsahuje obvod měřící rozdíl kmitočtů, vyslaný - přijatý, vzniklý při pohybu objektu na základě Dopplerova jevu. 

Velice zjednodušeně by se dalo říci, že od statického objektu se odrazí signál o stejném kmitočtu, od pohybujícího objektu se odrazí signál se změnou kmitočtu.

Tyto senzory jsou vhodné především pro hlídání prostor za nepříznivých teplotních podmínek a silných rušivých vlivů (např. vítr, mlha, prach, vlhkost, atd.). 

Měřící obvod zpracovává záření odražené od objektu a je tvořen směšovačem a měřičem kmitočtu.   

Akustické detektory

Akustické senzory jsou založeny na analýze akustického signálu, který vzniká jako důsledek při vniku do střeženého prostoru. V drtivé většině se jedná detekci zvuku tříštění skla při rozbití skleněné zábrany. Volbou vhodného algoritmu zpracování akustického signálu snímaného mikrofonem zcela minimalizuje možnost vzniku falešného poplachu.

Algoritmus může být nastaven tak, aby detektor reagoval pouze na zvuk tříštění tabulového, dráťěného případně fóliového skla (rozbití zábrany vstupu do střeženého objektu) a zůstal inertní k jiným zvukům a to i zvuku tříštění jiných typů skel (např. rozbití láhve před střeženým objektem).

Postup vyhodnocení snímaného akustického signálu z mikrofonu spočívá v jeho rozdělení pásmovou filtrací do oblasti nízkých a vysokých kmitočtů a jeho dalším číslicovém zpracování mikroprocesorem. 

Proces zpracování začíná vyvoláním přerušení po překročení zadané úrovně amplitudy signálu za vysokopásmovou frekvenční propustí. Po digitalizaci signálu následuje číslicové zpracování v mikropočítači algoritmy, optimalizovanými pro omezené množství paměti. Je-li mikroprocesorem vyhodnocena situace jako kladná detekce, objeví se tato informace na výstupu obvodu detektoru.

Optoelektrické detektory - světelné závory

 Světelné závory detekují přerušení světelného svazku nebo změny kontrastu či osvětlení vyvolaných přítomností nebo pohybem v objektu. 

Sestávají z vysílací a přijímací části. Části se instalují naproti sobě tak, aby tvořily pomyslnou závoru v místech, kde je možný vstup do střeženého objektu.Vysílaný světelný paprsek bývá volen mimo oblast viditelného světla, v drtivé většině v infračervené části spektra. 

Přerušení paprsků jako důsledek nežádoucího vstupu detekuje přijímací část. Postupným přerušením několika paprsků vzniká časový průběh, který může být dále digitalizován a číslicově zpracován v mikropočítači algoritmy.

Rozměr a tvar svazku paprsků bývá volen tak, aby detektor eliminoval falešný poplach způsobený například padajícím listem nebo přeletem ptáka.

Tyto typy detektorů bývají často používány ve venkovním prostředí, v tomto případě bývají obě části vybaveny vyhřívacím tělesem s termostatem, aby byl zaručen bezporuchový chod i zimním období.

V praxi bývají v systémech elektrické zabezpečovací signalizace používány ještě další speciální typy detektorů. Jejich princip detekce a systém detekčního obvodu přesahuje rámec nejčastěji používaných detektorů ke zjištění přítomnosti či pohybu nežádoucích osob ve střeženém prostoru.

Literatura:  Katalogy firem, sdělovací technika 4/99, vlastní poznámky z praxe.