モーションセンサーPCBA

モーションセンサーPCBAとは何ですか? 

モーション センサー PCBA は、赤外線、マイクロ波、または超音波トランスデューサーを使用して動きを検出するために特別に設計されたプリント基板アセンブリです。汎用 PCBA とは異なり、モーション センサー ボードには、低消費電力、スリープからの高速復帰応答、誤ったトリガーを回避するためのノイズ フィルターが必要です。

エンジニアは、検出範囲、出力信号タイプ、動作電流の 3 つのパラメータに基づいてモーション センサー PCBA を選択します。選択を誤ると、誤警報が頻繁に発生したり、検出が見逃されたりする可能性があります。

モーションセンサー PCBA のコアコンポーネント

すべてのモーション センサー PCBA には、次の 5 つの機能ブロックが含まれています。

· センサー要素 – PIR (焦電)、マイクロ波ドップラー、または超音波トランスデューサー

· アナログ フロントエンド – バンドパス フィルター付きオペアンプ

· コンパレータ – ヒステリシス付き閾値検出器

· タイミング ロジック – 調整可能なホールド タイムとロックアウト期間

· 出力ステージ – リレー、トランジスタ、またはロジックレベル信号

代表的な用途

このモーションセンサーPCBAの詳細な技術パラメータ

以下の仕様は、商業用および住宅用セキュリティ製品で使用される一般的な高性能モーション センサー PCBA を表しています。

電気的特性

検出性能

物理的および環境的仕様

· 基板寸法 – 32mm x 28mm (標準) またはカスタム

· 取り付け穴 – 直径 3 mm、中心間 25 mm の 2 つ

· 動作温度 – -20°C ～ +70°C

· 保管温度 – -40°C ～ +85°C

· 耐湿性 – 95% RH、結露しないこと

· コンフォーマルコーティング – オプション（屋外または湿気の多い用途向け）

調整可能な設定 (DIP スイッチまたはジャンパ)

ほとんどのモーション センサー PCBA 設計には、ユーザーが構成可能なパラメータが含まれています。

このモーション センサー PCBA を競合設計と比較する方法

すべてのモーション センサー PCBA ボードが現実の状況で同等に機能するわけではありません。以下の表は、重要な違いを示しています。

モーションセンサー PCBA FAQ – エンジニアリングの回答

これら 3 つの質問は、モーション センサー PCBA ソリューションを評価するハードウェア エンジニア、インテグレーター、調達専門家によって毎週尋ねられます。

質問 1: PIR、マイクロ波、およびデュアルテクノロジー モーション センサー PCBA 設計の違いは何ですか? どちらを選択すべきですか?

回答: PIR (受動的赤外線) モーション センサー PCBA は、移動する物体からの赤外線放射の変化を検出します。消費電力は非常に低いですが (スタンバイ時 15 ～ 30µA)、温度勾配の影響を受けやすく、HVAC の通気口や太陽光によって誤ってトリガーされる可能性があります。マイクロ波モーション センサー PCBA は、低電力 RF (通常 5.8 GHz または 10.525 GHz) を放射し、ドップラー シフトを測定します。プラスチックの筐体を通して検出し、温度を無視しますが、より高い電流 (15 ～ 25mA) を消費し、壁を貫通する可能性があり、隣接する部屋からの誤検出を引き起こす可能性があります。デュアルテクノロジーモーションセンサー PCBA には PIR センサーとマイクロ波センサーの両方が含まれており、両方がモーションを検出した場合にのみトリガーされます。これにより、ほとんどすべての誤警報が排除されますが、コストとスタンバイ電流 (2 ～ 5mA) が増加します。選択ガイド: バッテリー駆動の屋外照明の場合は、PIR のみを選択します。誤ったトリガーが許容されない屋内の占有検知の場合は、デュアルテクノロジーを選択してください。電力使用量よりも速度が重要な自動ドアの場合は、電子レンジのみを選択してください。ほとんどの商用セキュリティ モーション センサー PCBA 設計では、コスト、電力、信頼性の最適なバランスとして、高度な信号フィルタリングを備えた PIR が使用されています。

質問 2: このモーション センサー PCBA の検出範囲と保持時間を調整するにはどうすればよいですか?また、これらの設定は、筐体からボードを取り外さずに変更できますか?

回答: このモーション センサー PCBA は 3 つの調整方法を提供します。まず、オンボードのポテンショメータです。「SENS」（感度）というラベルが付いているポテンショメータは、検出範囲を 3 メートル（完全に反時計回り）から 12 メートル（完全に時計回り）まで調整します。 「TIME」というラベルの付いた秒は、ホールド時間を 5 秒から 10 分間に調整します。 2 番目に、DIP スイッチ: ほとんどのボードには、ホールド タイム、光しきい値、出力極性を大まかに設定するための 4 ポジション スイッチが含まれています。 3 番目に、遠隔調整のために、一部のモーション センサー PCBA 設計には、外部ポテンショメータまたは 0 ～ 10 V の制御信号を受け入れるデジタル入力が含まれています。エンクロージャを開けずに調整するには、リモコン受信機 (38kHz IR または 433MHz RF) を備えたモーション センサー PCBA を指定します。これにより、BOM コストが約 1.50 ドル追加されます。リモート調整を使用しない場合は、エンクロージャを開け、小さなドライバーを使用してポテンショメータを回す必要があります。周囲の壁や床の材質は検出範囲に影響を与えるため、最終的な設置場所に取り付けた後は必ず感度を調整してください。感度を 50% から開始し、カバレッジ ギャップが存在する場合にのみ感度を上げます。

質問 3: このモーション センサー PCBA の一般的な誤トリガー率はどれくらいですか?また、温度補償によって誤アラームはどのように減少しますか?

回答: 適切に設置されたアプリケーション (レンズに直射日光が当たらない、2 メートル以内に熱の排気口がない、移動交通を反射する大きなガラス窓がない) では、このモーション センサー PCBA は、200 回の検出あたり 1 イベント未満の誤トリガー率を達成します。温度補償がないと、周囲温度が人間の皮膚の温度 (約 37°C または 98°F) に近づくと、PIR モーション センサー PCBA が誤ってトリガーする可能性があります。室温 30 °C では、信号対雑音比は 20 °C と比較して 60% 低下します。このモーション センサー PCBA には、25°C を超えると 1°C 上昇するごとにゲインを 2.5% 増加させる補償回路に接続されたオンボード サーミスターが含まれています。 35°C では、ゲインは 25°C よりも 25% 高く、検出感度が回復します。また、この補償により、低温 (10°C 以下) でのゲインが低下し、コールドドラフトによる誤ったトリガーが防止されます。中東の気候（屋外温度が 45°C に達する）におけるモーション センサー PCBA 設置からのフィールド データでは、温度補償が有効になっている場合と無効になっている場合では、迷惑アラームが 78% 減少することが示されています。屋外または空調のない屋内空間の補正を常に有効にします。

モーション センサー PCBA の取り付けのベスト プラクティス

最高のモーション センサー PCBA であっても、正しく取り付けられないとパフォーマンスが低下します。これらのガイドラインに従ってください。

取り付け高さと位置

· 推奨身長 – 1.8 ～ 2.2 メートル (肩から頭までの高さ)

· 1.5 メートル未満 – 胴体の動きを見逃し、ペットのみを検出します

· 2.5 メートル以上 – 地上範囲が減少し、真下にデッド ゾーンが作成されます

これらの誤ったトリガーソースを回避してください

配線ガイドライン

· 10 メートルを超える出力信号にはツイストペアを使用します

· AC 電源線はモーション センサー PCBA から少なくとも 30cm 離してください。

· ノイズの多い負荷 (リレー、コンタクタ) を切り替える場合は、電源入力の両端に 100nF のコンデンサを追加します。

取り付け前のモーション センサー PCBA のテスト

ベンチテストではセットアップエラーの 90% を検出します。この順序に従ってください。

ベンチテスト手順

1. 電源を入れ、ウォームアップまで 60 秒待ちます。

2. LED が約 10 秒に 1 回点滅することを確認します (スタンバイを示します)。

3. 3 メートルの距離で視界を横切って歩きます

4. LED が点灯し、出力の状態が変化することを確認します。

5. LEDがオフになるまでの時間をマークします（ホールド時間の設定と一致する必要があります）

6. 低速クリープ (0.2 m/s) と高速走行 (2 m/s) を繰り返します。

失敗と原因

概要 - 主要な仕様のリファレンス

すぐに参照できるように、この仕様ブロックを設計および調達中に利用できるようにしておいてください。

モーションセンサー PCBA – デフォルト構成

· 電圧: 5-24V DC

· スタンバイ電流: 20μA (代表値)

· 検出範囲: 8-12メートル

· 検出角度: 120 度

· 保持時間: 5 秒から 10 分まで調整可能

· 出力: リレー (10A) またはトランジスタ (100mA)

· 動作温度: -20°C ～ +70°C

· 認証: ISO9001 および RoHS 規格に準拠