Mis on ultraheli liikumisandur?

Ultraheli liikumisandur on seade, mis suudab tuvastada inimeste või esemete liikumist piiratud alal. Ta tajub liikumist, analüüsides oma keskkonnas olevaid helilaineid. Mõned lihtsalt kuulavad helisid, teised saadavad ultraheli signaale ja analüüsivad, kuidas need tagasi peegelduvad. Seda tüüpi liikumisandurit kasutatakse sageli koduvalvesüsteemis, et anda häiresignaal, kui miski liigub. Seda saab kasutada ka tulede või muude seadmete sisselülitamiseks, kui keegi tuppa siseneb.

Aktiivsed liikumisandurid genereerivad helilaineid ultraheli sagedusvahemikus, tavaliselt umbes 30–50 kilohertsi (kHz). Need sagedused on inimestele ja enamikule loomadele üldiselt kuulmatud ega läbi enamikku objekte. Ultraheli liikumisandur kiirgab kvartsmuunduri abil koonusekujulisi helilaineid ja kuulab kajasid. Kui piirkonnas ei liigu ükski objekt, jääb helimuster ja tagasipõrkumise aeg samaks. Kui miski liigub, tajub detektor, et tagasitulevate helilainete tase või faas on veidi nihkunud.

Aktiivne liikumisandur peaks püüdma kõrvaldada võimalikult palju müra või valeandmeid. Selleks analüüsib see sageli kajade Doppleri efekti sageduse variatsioone ja amplituudimuutusi. Seda tüüpi detektor on üsna keeruline ja sisaldab sageli programmeeritavat mikrokontrollerit. Seevastu passiivne liikumisandur kuulab kahtlasi helisid, näiteks metalli kraapimist või klaasi purunemist. Erinevalt aktiivsest sensorist ei tekita see iseseisvalt helilaineid.

Taustmüra ja liikumine võivad sageli ultraheli liikumisanduri tahtmatult käivitada. Linnud, putukad ja tuuleiilid muudavad selle kasutamise välistingimustes liikumisandurina keeruliseks. Odav aktiivne detektor, näiteks tüüpiline auto turvaandur, võib analüüsida ainult kaja amplituudi variatsioone. Sagedusmuutuste eiramine võib seda tüüpi detektorist saada valehäireid. Helinad telefonid ja muud valjud helid käivitavad mõnikord tahtmatult passiivsed liikumisandurid.

Mööbel, kastid ja muud suured esemed võivad aktiivse ultraheli liikumisanduri eest “varjata” piirkonnas olevaid muid objekte. Samuti võivad need absorbeerida ja moonutada passiivse anduri jaoks kriitilise tähtsusega helisid. Liikumisena tajutakse sageli ka õhukonditsioneeridest või avatud akendest lähtuvat tuult. Mõned mootorid ja ventilaatorid tekitavad ultrahelivahemikus helisid, mis võivad samuti liikumisandureid segadusse ajada.

Ultraheli liikumisanduri kasutamine, mis sisaldab mitut aktiivset ja passiivset andurit, võib tulemusi parandada. Mõned süsteemid ühendavad ultrahelianduri passiivse infrapuna liikumisanduriga. Heli- ja soojusandmete koos analüüsimine annab sageli täpsema pildi kui kumbki tüüp eraldi.