in Gadgets, Knowledge

How Motion Sensor Works

ภาพจาก How to Mechatronics

ซื้ออุปกรณ์ motion sensor มาติดบ้าน แล้วเกิดอยากรู้ว่ามันทำงานอย่างไร พอหาข้อมูลแล้วพบว่ามีคลิปเต็มอินเทอร์เน็ตเลย 555 นำคลิปที่ดูแล้วคิดว่าดีมาแปะรวมไว้

motion sensor หรือเซ็นเซอร์วัดความเคลื่อนไหวมีหลายแบบ แต่โดยหลักๆ แล้ว ที่ใช้กันเยอะๆ มีอยู่ 2 แบบ (ข้อมูลจาก Safewise) คือ

  1. อินฟราเรด วัดรังสีความร้อนจากร่างกายมนุษย์หรือสัตว์
  2. ไมโครเวฟ ยิงคลื่นแล้ววัดการสะท้อนกลับ

แบบอินฟราเรดเป็นที่นิยมที่สุดเพราะง่าย ราคาถูก แถมเป็นการทำงานแบบ passive คือตัวเซ็นเซอร์อยู่เฉยๆ ไม่ต้องยิงคลื่นอะไรออกไป แต่รอรับรังสีอินฟราเรดจากสิ่งมีชีวิตส่องเข้ามาที่ตัวเซ็นเซอร์เองแล้วแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า pyroelectric  (แปลงความร้อนเป็นไฟฟ้า) แล้ววัดค่าความเปลี่ยนแปลงของเซลล์เซ็นเซอร์ 2 อันที่วางไว้คู่กัน ถ้ามีอันนึงเปลี่ยนจากปกติ แปลว่ามีสิ่งมีชีวิตโผล่เข้ามาในซีน เซ็นเซอร์แบบนี้จึงเรียกว่า passive infrared (PIR)

นอกจากนี้ยังมีเรื่องการขยายขอบเขตของเซ็นเซอร์ด้วยการใช้เลนส์ ที่เรียกว่า Fresnel lens แบบเดียวกับที่ใช้ในประภาคาร ที่ไม่ต้องเป็นโดมทรงกลมเต็มขั้น แต่หั่นเลนส์เป็นชิ้นๆ เพื่อลดขนาดและน้ำหนักลง โดยที่ประสิทธิภาพในการขยายลดลงไม่มาก

อีกคลิปที่น่าสนใจคืออธิบายว่า motion sensor ทำงานทะลุกระจกไม่ได้ ด้วยเหตุผลว่า รังสี infrared (รวมถึง ultraviolet) ทะลุกระจกไม่ได้ เพราะสะท้อนออกนั่นเอง (ต่างจากแสง visible light ที่ทะลุกระจกได้)

เซ็นเซอร์สมาร์ทโฮมในไทยที่เป็น consumer product มีขายด้วยกัน 2 ยี่ห้อหลักๆ คือ Aqara และ Xiaomi ซึ่งมีเปรียบเทียบไว้ในบทความนี้

ส่วนตัวใช้ของ Xiaomi โดยซื้อเป็นชุด Mi Smart Sensor มา (มีเซ็นเซอร์ประตูหน้าต่าง และตัว Hub ZigBee ด้วย)

Comments