Wiosną 2012 roku OPTEX zaprezentował nowe wewnętrzne czujki ruchu RX CORE. Są one następcą, cieszącej się uznaniem instalatorów, serii czujek RX-40. Czujki wyposażono w zmienioną obudowę wykonaną z odpornego na przebarwienia polistyrenu, obrotowy uchwyt ścienno-sufitowy i bezgłośnie pracujący przekaźnik. Zastosowano też zupełnie nowy algorytm detekcji CORE. Czujka RXC-ST jest pierwszym modelem z nowej generacji czujek OPTEX wykorzystującym nowoczesną technikę przetwarzania sygnału przez mikroprocesor na podstawie cyfrowej analizy źródła jego pochodzenia. Firma zapowiada kolejne modele czujek wewnętrznych wykorzystujące technologię CORE: RXC-DT – czujkę dualną z nowym, precyzyjnym, odpornym na czynniki środowiskowe modułem mikrofalowym – oraz serię czujek CDX – czujki spełniające wymagania dla stopnia 3. normy EN50131 (powierzchniowa czujka PIR i czujka dualna oraz kurtyna PIR 24×2 m), przeznaczone do zastosowań komercyjnych.
Rys. 1. Podstawą analizy dokonywanej przez czujkę RXC wykorzystującą CORE jest sygnał z czterech precyzyjnie ukształtowanych i rozmieszczonych pól detekcji
Klasyczne urządzenia wykrywające ruch dzięki technologii podczerwieni pasywnej wykorzystują metodę zliczania impulsów generowanych przez zmiany natężenia promieniowania podczerwonego. Pojawienie się obiektu, którego temperatura różni się od temperatury tła, na określonym obszarze podzielonym na pola detekcji powoduje zmianę napięcia w pyroelemencie. Przekroczenie przez napięcie wartości granicznej jest rejestrowane jako impuls. Czujka wysyła sygnał alarmowy po zarejestrowaniu ustalonej liczby impulsów. W konstrukcji czujki należy uwzględniać zdolność do rejestracji różnicy temperatury, która w połączeniu z odpowiednim elementem skupiającym (soczewką Fresnela lub lustrem skupiającym) decyduje o końcowej skuteczności wykrywania intruza, a także odporności na pobudzenia, których źródłem mogą być elementy wyposażenia lub zwierzęta znajdujące się w pomieszczeniu. Wiele modeli czujek umożliwia regulację czułości detekcji, która sprowadza się do ustawienia granicznego napięcia impulsu. Zadaniem instalatora jest dopasowanie ustawień czujki (czułości i liczby impulsów powodującej wysłanie sygnału alarmowego) do otoczenia i spodziewanego sposobu poruszania się intruza. Ustawienie zbyt niskiej czułości i zbyt dużej liczby impulsów daje dużo spokoju użytkownikowi, ale może być przyczyną braku alarmu w sytuacji, w której jest on potrzebny.
Rys. 2. Algorytm CORE rozróżnia impulsy generowane przez różne źródła
Okazuje się, że impulsy o jednakowej mocy i zbliżonej częstotliwości, pochodzące od pobudzeń z odmiennych źródeł mogą mieć zupełnie odmienne kształty. Wprawdzie w pomieszczeniach tylko w ekstremalnych przypadkach możemy spodziewać się temperatury otoczenia zbliżonej do temperatury człowieka, mierzonej z uwzględnieniem izolacji w postaci normalnej odzieży, ale temperatura powietrza nie jest dla czujki tak ważna jak temperatura tła – ścian, mebli, podłogi itd. Długotrwałe nagrzewanie pomieszczeń (lub – bardziej precyzyjnie – brak możliwości ich schładzania) powoduje, że czujka musi wykrywać minimalne różnice temperatury, co osłabia skuteczność jej działania. Zwiększanie czułości czujki zwiększa jej podatność na pobudzenia inne niż wywoływane przez ciało człowieka. Wielu producentów zaleca zastosowanie w takich warunkach dualnych czujek ruchu, w których analiza pasywnej podczerwieni wspomagana jest przez detekcję mikrofalową.
Przez dziesięciolecia swojej działalności firma OPTEX zdobyła duże doświadczenie w konstrukcji detektorów ruchu, które są przeznaczone do pracy na zewnątrz budynków, gdzie liczba czynników powodujących niepożądane pobudzenia jest wielokrotnie większa niż wewnątrz budynków. Nowatorskie rozwiązania wykorzystane w serii czujek HX-40 i HX-80 czy w zapowiadanym następcy klasycznego VX-402 – VX INFINITY stanowiły podstawę do opracowania algorytmu detekcji CORE dla nowych czujek wewnętrznych. Głębsza analiza przebiegu sygnału pochodzącego od znajdującego się w pomieszczeniu człowieka pokazuje, że ma on inny kształt niż sygnał generowany przez inne źródła zmiany promieniowania podczerwonego – grzejniki, klimatyzatory, poruszające się zasłony czy rośliny. Dlaczego więc nie porównywać tych kształtów i nie odrzucać pochodzących od zakłóceń?
Zamiast ulepszać sposób zliczania impulsów czy ustawiać ich amplitudy potrzebne do wywołania alarmu OPTEX opracował algorytm detekcji CORE analizujący kształt impulsu.
Firma OPTEX, korzystając z wiedzy i doświadczenia zdobytego dzięki tworzeniu urządzeń do detekcji zewnętrznej, stworzyła odpowiednią bazę danych, którą czujki wykorzystują podczas cyfrowej analizy sygnału. Zawiera ona wzorce impulsów charakterystycznych dla człowieka, zwierząt, grzejników i klimatyzatorów, poruszających się roślin czy zasłon, ogrzewania podłogowego itd. Można powiedzieć, że algorytm CORE dokonuje jakościowej analizy sygnału w odróżnieniu od ilościowego zliczania impulsów.
Algorytm CORE dokonuje cyfrowej analizy źródła pochodzenia sygnału generowanego przez pyroelement. Elementy optyczno-mechaniczne, takie jak soczewka Fresnela generująca ponad 75 wiązek detekcji, szczelna obudowa zabezpieczająca przed owadami, układ kompensacji temperatury czy odpowiednio czuły pyroelement, mają za zadanie ułatwić pracę zespołowi sterującemu. Rozpoczęcie analizy jest uwarunkowane wystąpieniem sygnału na co najmniej czterech sąsiadujących polach detekcji. Ich kształt i rozmieszczenie są pierwszym etapem oceny wielkości intruza. W przeciwieństwie do wielu typów czujek przeznaczonych do systemów alarmowych montowanych w mieszkaniach zastosowany układ wiązek ułatwia też wykrywanie intruza poruszającego się w kierunku detektora. Nowy pyroelement jest lepiej dopasowany do charakterystyki pracy układu analizującego.
Zakłócenia elektryczne mogą wywoływać fałszywe alarmy. Zanim rozpocznie się analiza sygnału, układ filtracji zakłóceń rozpoznaje i eliminuje fragmenty impulsu będące wynikiem oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego. Obecnie obowiązujące normy środowiskowe wymagają odporności na promieniowanie o częstotliwości do 2 GHz. Obecnie pomieszczenia mieszkalne, biurowe czy magazynowe są wyposażone w urządzenia komunikujące się bezprzewodowo, które wykorzystują wyższe częstotliwości, dlatego w normach, które będą obowiązywały od 2014 roku, wartość ta została podwyższona do 2,7 GHz. Czujki wyposażone w procesor z algorytmem CORE spełniają wymagania tych bardziej rygorystycznych norm.
Oprócz standardowych czujek RX-40QZ na rynku dostępna była wersja „SA”, stosowana w krajach położonych na obszarach o cieplejszym klimacie, np. w południowej Europie, oraz wersja „PT”, odporna na aktywność zwierząt domowych o wysokości do 40 cm. Algorytm CORE łączy zalety wszystkich modeli. Przełącznik ustawiony w położenie „HI” umożliwia pracę w wysokich temperaturach otoczenia. Ignorowanie przez czujkę obecności zwierząt domowych o wysokości do 40 cm uzyskujemy w położeniu „LOW”, zaś w większości zastosowań pozostawiamy zworę w fabrycznym ustawieniu „MID”. Nie trzeba ustawiać innych parametrów, takich jak zasięg czy liczba impulsów.
Kształt płyty sterowania czujkami RXC zaprojektowano tak, aby w takiej samej niewielkiej obudowie zmieścić również moduł mikrofalowy. Wymiana czujki podczerwieni na czujkę dualną może być dokonana bardzo szybko i łatwo bez jakiejkolwiek zmiany wystroju wnętrza.
Nowe czujki serii RXC spełniają wymagania dla stopnia 2. wg normy EN 50131, a wszystkie czujki serii CDX przeznaczone do zastosowań komercyjnych – wymagania dla stopnia 3. tej normy.
W ciągu ponad trzydziestu lat działalności firma OPTEX wprowadziła na rynek wiele innowacyjnych urządzeń. Celem działań badawczo-rozwojowych firmy jest skuteczność działania detektorów ruchu w najbardziej niesprzyjających warunkach, a technologia CORE jest kolejnym krokiem milowym w rozwoju firmy.
Jacek Wójcik
Optex Security
Zabezpieczenia 6/2012