Dizajn prvkov elektrických zabezpečovacích systémov – pasívne infračervené detektory

Andrej Veľas[1]
Andrej.Velas@fsi.uniza.sk

Abstrakt

Článok popisuje súčasný stav v dizajne prvkov elektrických zabezpečovacích systémov, konkrétne vpasívnych infračervených detektoroch pohybu. Vsúčasnosti sa pri konštrukcii týchto detektorov len zriedkavo používajú moderné tvary amateriály. Článok popisuje predpoklady dizajnu detektorov, ako aj možnosti zmeny vdizajne detektorov.

Abstract

First part of this article describes the current state of design of passive infrared motion detectors. In the construction of detectors are used only a few modern shapes and materials. The second part contains requirements for the design of detectors. The article includes also possibilities for changes in design of passive infrared motion detectors.

Keywords

Alarm intruder system, motion, detector, passive infrared, design

Elektrické zabezpečovacie systémy sú systémy slúžiace na ochranu majetku. Predstavujú sústavu prvkov prepojených za účelom detekcie aindikácie prítomnosti osoby vchránenom priestore, vstupu alebo pokusu ovstup osoby do chráneného priestor anáslednú signalizáciu zmeny stavu na určenom mieste.

Dizajn prvkov elektrických zabezpečovacích systémov patrí do oblasti priemyselného dizajnu. Priemyselný dizajn je kombináciou umenia avedy, resp. aplikovaných vied, kde sa využíva estetika, ergonómia avyužiteľnosť za účelom zvýšenia predaja azjednodušenia výroby. Postup pri návrhu dizajnu prvkov zabezpečovacích systémov je individuálny. Je zložený zviacerých procesov, medzi ktoré patrí  skicovanie,  prieskum medzi užívateľmi, výroba modelov, prototypov, testovanie, atď. Priemyselní dizajnéri vsúčasnosti často využívajú 3D softvér aCAD aplikácie pre tvorbu dizajnu ato od samotného konceptu až po výrobu. Na priemyselný dizajn sa vzťahujú práva duševného vlastníctva, pričom priemyselný vzor chráni vonkajší vzhľad produktu alebo časti produktu spočívajúce vtvaroch, krivkách, obrysoch afarbách. Prihláška pre registráciu priemyselného vzoru v EÚ sa podáva na Úrade pre harmonizáciu vnútorného trhu (OHIM -  Office for Harmonization in the Internal Market). Zapísaný vzor je chránený 5 rokov, pričom dobu je možné predlžovať po piatich rokoch až na celkovú dobu 25 rokov od podania prihlášky. Zapísaný vzor umožňuje jeho vlastníkovi zakázať nedovolenú produkciu a distribúciu produktu, ktorý je identický so zapísaným vzorom v členských krajinách EÚ.

Na ochranu patentov sa vzťahuje zákon NR SR č. 435/2001 Z. z. o patentoch, dodatkových ochranných osvedčeniach a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení neskorších predpisov (patentový zákon) avykonávacia vyhláška 223/2002. Práva a povinnosti vznikajúce z vytvorenia a uplatnenia úžitkových vzorov upravuje zákon NR SR č. 517/2007 Z. z. o úžitkových vzoroch a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení zákona NR SR č. 495/2008 Z. z. Prihlasovanie a konanie o prihláškach dizajnov a práva a povinnosti vyplývajúce z dizajnov zapísaných do registra, sú upravené zákonom NR SR č. 444/2002 Z. z. o dizajnoch.

Niektoré úžitkové vzory sú považované za umelecké diela. Do tejto skupiny patria napríklad: Volkswagen Beetle, iPod, fľaša Coca Coly, Jeep aďalšie.

Voblasti elektrických zabezpečovacích systémov sa dizajn jednotlivých prvkov radikálne nezmenil niekoľko rokov. Dochádza síce kminiaturizácii, ale nie je možné hovoriť oradikálnych zmenách. Svetlou výnimkou je niekoľko firiem vo svete ina Slovensku, ktoré sa snažia aspoň niektoré prvky inovovať. Je smutné, že záujemca ozabezpečenie objektu pasívnymi infračervenými detektormi (PIR), prípadne duálnymi detektormi má na výber z obmedzenej škály vyhotovení detektorov. Najpoužívanejšie tvary sú uvedené na nasledujúcom obrázku aväčšina výrobcov  využíva len ich modifikácie.

Obrázok 1  Najpoužívanejšie tvary vkonštrukcii PIR detektorov [Zdroj: autor]

Obrázok 2 Vybrané typy PIR detektorov pre porovnanie tvarov aveľkostí [Zdroj: autor]

Zkonštrukčného hľadiska je výber tvarov obmedzený ohybom šošovky (vypuklá šošovka) udetektorov sFresnellovou šošovkou. Pri konštrukcii detektorov so zrkadlovou optikou je vďaka plochej šošovke väčšia možnosť variability.

Požiadavky na dizajn detektorov:

• úspora energie,
• šetrenie výrobných nákladov,
• odolnosť,
• spoľahlivosť detekcie,
• trvanlivosť a opraviteľnosť,
• možnosť recyklácie,
• jednoduchosť inštalácie,
• materiály využité pri konštrukcii.

AD 1. Napriek tomu, že detektory majú prúdový odber vpriemere do 50 mA vkľude ado 100 mA vpoplachovom stave, je znižovanie ich spotreby energie dôležité. Hlavným dôvodom je výdrž systému na záložnom napájacom zdroji (v prípade výpadku hlavného napájacieho zdroja), ako aj zvyšovanie možností napájania detektorov alternatívnymi zdrojmi (napr. fotovoltaickými článkami).

AD 2. Čím je dizajn detektorov jednoduchší, tým nižšie sú výrobné náklady azvyšuje sa taktiež rýchlosť výroby. Možno aj to je jedným zdôvodov, prečo sa súčasný dizajn detektorov radikálne nemení.

AD 3. Požiadavky na odolnosť detektorov voči vplyvom prostredia, ako aj rozdelenie detektorov do 4 tried sú uvedené vnorme STN EN 50131 - Elektrické zabezpečovacie systémy. Triedy sú nasledujúce:

• Trieda I – vnútorné prostredie vo vykurovaných miestnostiach +5 až +40 °C, vlhkosť 75%,
• Trieda II – prostredie vnútorné všeobecné (nie je udržiavaná stála teplota) –10 až +40 °C, vlhkosť 75%,
• Trieda III – prostredie vonkajšie chránené (komponenty nie sú vplnej miere vystavené vplyvom počasia) –25 až +50 °C , vlhkosť 75%, 30 dní/rok 85 až 95 % vlhkosť,
• Trieda IV – prostredie vonkajšie všeobecné (komponenty vystavené vplyvom počasia)  –25 až +50 °C, vlhkosť 75%, 30 dní/rok 85 až 95 % vlhkosť. [6]

Okrem vnorme uvedených požiadaviek je zhľadiska dizajnu dôležitá tvarová afarebná stálosť použitých materiálov.

Konštrukcia detektorov by mala byť odolná aj voči mechanickému namáhaniu. Týka sa to predovšetkým určitého stupňa odolnosti, ktorému by mal detektor vyhovovať pri inštalácii. Požiadavky na mechanickú odolnosť detektorov nestanovuje žiadna norma anezriedka sa stáva, že pri inštalácii, alebo otváraní detektora pri servisnej činnosti, či nastavovaní detektora je poškodený kryt detektora. To má za následok znehodnotenie celého výrobku, pretože len málo výrobcov dodáva osobitne plastové komponenty (predné azadné kryty) osobitne.

AD 4. Spoľahlivosť detekcie štandardného cieľa detektorom by nemala byť ovplyvnená dizajnom detektora. Aj preto je potrebné pri PIR detektoroch vuvažovať svypuklou šošovkou (pokiaľ nie je použitá zrkadlová optika), čo má vplyv na celkový vzhľad.

AD 5. Konštrukcia detektora by mala pozostávať zčastí, ktoré je možné pri poškodení jednoducho vymeniť. Plastové kryty by nemali podliehať zmenám vzhľadu vplyvom prostredia – žltnutie astarnutie materiálu. Vsúčasnosti ponúkajú náhradné plastové časti detektorov len niektorí výrobcovia.

Opraviteľnosť elektronických častí je otázna apreferovaná je výmena komponentov práve zdôvodu spoľahlivosti abezpečnosti. Pokiaľ je detektor vzáručnej dobe, nemal by byť problém reklamácie uvýrobcu.

AD 6. Vzhľadom ktomu, že aj detektory majú svoju životnosť adochádza ktypovej obmene sortimentu, ktorá súvisí spridávaním ďalších funkcií, tvoria staré detektory elektroodpad.

Právnou normou, ktorá predstavuje environmentálny prístup Európskej únie k problematike odpadov z elektrických a elektronických zariadení je Smernica EÚ 2002/96/EC. Základnou slovenskou právnou normou v oblasti elektroodpadov je zákon NR SR č. 223/2001 Z. z. oodpadoch vznení neskorších predpisov avykonávacia vyhláška Ministerstva životného prostredia č. 315/2010 o nakladaní s elektrozariadeniami a elektroodpadom a Nariadenie vlády o limitoch zberu a recyklácie.

AD 7. Jednoduchosť inštalácie je vprípade detektorov riešená použitím spoľahlivých aprehľadných svorkovníc, rôznych prídavných držiakov smožnosťou naklonenia detektora. Výhodou je možnosť otvorenia detektora bez potreby nástroja. Príklad jednoduchej inštalácie detektora je uvedený na nasledujúcom obrázku, kde pre otvorenie detektora postačuje stlačenie krytu zdvoch strán.

Obrázok 3  Inštalácia PIR detektora JA-60P [1]

AD 8. Pri konštrukcii detektorov pohybu sa využívajú predovšetkým plasty bielej, prípadne béžovej farby. Pre kusovú, alebo malosériovú výrobu by bolo možné využiť drevo, prípadne iné materiály.

Obrázok 4Využitie dreva ako konštrukčného materiálu pre PIR detektor [Zdroj: autor]

Moderný dizajn detektorov pohybu predpokladá tvarovú afarebnú variabilitu, ktorá umožní prispôsobenie tvaru detektorov celkovému vzhľadu interiéru. Na základe osobných zistení, len málo zákazníkov, ktorí si zakúpia zabezpečovací systém do rodinného domu zaujímajú funkcie, ktoré detektory ponúkajú. Dôležitý je vzhľad detektora, ako aj ovládacích zariadení (klávesnice, čítačky kariet) ajednoduchosť ovládania.

Vhodným sa javí využitie elektrických inštalačných krabíc anenápadné umiestnenie detektorov do nich (podobne, ako sa využívajú PIR detektory vinteligentných budovách na spínanie svetiel). Inštalácia PIR detektorov do inštalačných krabíc by síce znížila pokrytie priestoru, ale detektory by boli menej nápadné, čo by sa odrazilo vo vyššej možnosti detekcie.

Obrázok 5 Inštalačná krabica  adetektor pohybu zo systému inteligentnej elektroinštalácie určený pre použitie vinštalačnej krabici [3], [4]

Vsúčasnosti niektorí výrobcovia detektorov nemajú vponuke držiaky detektorov, pričom pre tento účel je možné využiť modifikáciu zadných krytov detektorov. Pre inštaláciu do rohu miestnosti je najvhodnejší trojboký hranol, pretože vpri plochom kryte zostane miesto za detektorom nevyužité. Ten by bolo možné inštalovať do rohu miestnosti anaň „zacvaknúť“ detektor. Podobný systémy by sa dal využiť pre inštaláciu medzi strop astenu miestnosti.

Je pravdou, že sú využívané držiaky PIR detektorov, tie ale zvyšujú cenu systému, ako aj vzdialenosť od steny atým  sa detektor dostáva viac do priestoru, čo kazí celkový vzhľad. Výhodou držiakov je jednoduchosť demontáže vprípade maľovania interiéru.

Zhľadiska pokrytia priestoru vrodinných domoch vyhovuje väčšina PIR detektorov so štandardnou šošovkou.

Obrázok 6 Ideový návrh dizajnu PIR detektorov [Zdroj: autor]

Na trhu sa občas objavia produkty, ktorých dizajn spĺňa podmienku nenápadnosti apritom funkčnosti. Týka sa to PIR detektorov ukrytých vknihách, či dekoračných predmetoch uložených vdomácnosti. ztechnologického hľadiska to nie je problém, pretože výdrž bezdrôtových detektorov presahuje hranicu troch rokov. Vkaždom prípade, existuje priestor pre nové anové nápady konštrukcie, čiukrytia PIR detektorov do predmetov vdomácnosti.

Resumé

Súčasný stav vdizajne PIR detektorov nie je uspokojivý. Zákazník nemá veľkú možnosť výberu zfarebných, materiálových atvarových variácií, čo znemožňuje podriadiť výber detektorov pohybu interiérovému dizajnu. Voblasti dizajnu PIR detektorov sa javia možnosti akými sú využitie farebných variácií, rôznych tvarov, ako aj spôsobu umiestnenia týchto detektorov do predmetov používaných vdomácnosti. Inšpiráciu pre rôzne variácie je možné nájsť vtomto príspevku. Pri dizajne detektora je podstatné dodržanie technických špecifikácií detektora uvedených vtechnickej dokumentácii ipožiadaviek technických noriem by malo byť samozrejmosťou. Detektor sdizajnom vymykajúcim sa štandardu by teda mal ponúkať minimálne rovnaké funkcie, ako „štandardný detektor“.

Literatúra

[1] Jablotron Slovakia s.r.o. Inštalačný návod detektora JA-60P. On-line dostupné na: http://e-shop.jablotron.sk/download/navody/JA-60P.pdf

[2] Patent Service Alicante. On-line dostupné na: http://www.patentservis.cz.

[3] ELKO - ep Slovakia. Prevzaté 7.3.2011. On-line dostupné na: http://www.elkoep.sk/detektory-pohybu-1/

[4] EIDSON – internetový obchod selektroinštalačným materiálom. Prevzaté 7.3.2011. On-line dostupné na: http://obchod.edison.sk/

[5] ICSID – International Council of Societies of Industrial Design. Citované 7.3.2011. On-line dostupné na: http://www.icsid.org/

[6] STN EN 50131 - Elektrické zabezpečovacie systémy. Časť 1: Požiadavky na systém. Bratislava: SÚTN. Dátum vydania: 01.06.2007