Данная тема редко поднимается на обозрение, а ещё реже в ней рассматривают инженерные нюансы.
Предлагаю вам серию из 3 постов
📝 Сегодня
Рассмотреть системы определения неподвижного состояния концептуально, в том числе на примере MotionSCOUT MSA (далее МС) — пожалуй, самого распространённого представителя подобных устройств.
Попытаемся понять:
- Принципы распознавания неподвижного состояния;
- Некоторые инженерные решения;
- Обратную сторону медали этих решений.
📝 В следующие дни
- Статья о проблеме помех подобных датчиков;
- Шпаргалка по эксплуатации датчика МС.
Система оповещения о неподвижном состоянии
🌍 У коллег за рубежом подобные системы называются «PASS» (Personal Alert Safety System) и существует не только для пожарных.
📲 Ключевое слово здесь — «система», что уже предполагает:
- Определённый набор функций;
- Совместимость с другими элементами экипировки;
- Набор решений для разных ситуаций;
- Самотестирование на исправность при включении;
- Различные внутренние протоколы и алгоритмы работы.
Датчики
📊 Существует множество технологий для определения неподвижного состояния. Это могут быть как простые, так и более сложные датчики.
Наиболее известные варианты:
- Датчики вибрации;
- Датчики положения;
- Гироскопы;
- Акселерометры.
Но на этом список не заканчивается. Более того, даже внутри каждого из этих типов существует множество модификаций и технологий реализации.
📌 Каждый датчик — это решение, которое подходит под свои, иногда весьма специфические задачи.
🛠️ Изначально системы PASS шли по пути надёжности и простоты.
Использовались специфические датчики, которых нет в списке выше.
⚪ Такой датчик, можно представить как пластиковый шар, внутри которого расположен ещё один металлический шарик. На внутренней поверхности большого шара находятся электроды.
⚡️При движении металлический шарик замыкает различные группы контактов.
Такой тип датчика кажется максимально надёжным. Более того, для получения информации от него не требуется сложная система обработки данных.
Вкратце:
Механический датчик. Минимум электроники.
📉 Но, такой датчик быстрее утрачивал свой ресурс и постепенно изнашивался.
💡Поэтому производители PASS стали разрабатывать новые системы — в разы сложнее с инженерно-технической точки зрения.
⚖️ При этом необходимо найти компромисс между:
- Надёжностью;
- Безопасностью;
- Стоимостью производства;
- Простотой производства и эксплуатации.
Гироскоп
⚙️ Возьмём для примера гироскоп.
Он отлично подходит для определения изменений ориентации прибора в пространстве.
Но помимо стоимости возникает ещё одна проблема:
📌 Придётся обрабатывать большой объём данных только для того, чтобы определить, движется пользователь или нет.
🔢 В таком случае нужно усложнять алгоритмы обнаружения неподвижного состояния.
Кроме того, сам по себе гироскоп плохо подходит для обнаружения ударных воздействий. Например, если пользователь упал.
❌ Для некоторых типов систем оповещения этот момент критичен и входит в ТЗ.
Поэтому производители нередко делают выбор в пользу акселерометров, датчиков вибрации или комбинированных решений.
Вернёмся к датчику МС
🔥 MSA не раскрывает устройство своей системы, но утверждает, что МС способен различать движения пожарного и различные паразитные воздействия.
📈 Благодаря этому система может более точно определять неподвижность пользователя.
В таком случае можно предположить, что в основе работы лежит акселерометр или комбинированный датчик движения.
📌 Однако такая точность влечёт за собой и новые сложности.
От акселерометра необходимо обрабатывать значительно больше данных, чем от «шарика», который мы рассмотрели ранее.
💾 Этот поток информации должен обрабатываться микроконтроллером с собственными алгоритмами работы.
📡 Любая система, построенная на микроконтроллере и цифровой обработке сигналов, становится более чувствительной к электромагнитной совместимости.
⚠️ Именно здесь начинают появляться интересные инженерные нюансы, о которых мы поговорим в следующей статье.
Продолжение следует...
Всем удачи 🔥💪