Capteur d'occupation

Un capteur d'occupation est un dispositif intérieur utilisé pour détecter la présence d'une personne. Les applications incluent le réglage automatique des lumières ou de la température ou des systèmes de ventilation en réponse à la quantité de personnes présentes. Les capteurs utilisent généralement la technologie infrarouge , ultrasonique , micro-ondes ou autre. Le terme englobe des appareils aussi différents que les capteurs PIR , les serrures à carte-clé des chambres d'hôtel et les compteurs intelligents . Les capteurs d'occupation sont généralement utilisés pour économiser de l'énergie , fournir un contrôle automatique et se conformer aux codes du bâtiment.

Un capteur de vacance fonctionne comme un capteur d'occupation, cependant, les lumières doivent être allumées manuellement, mais s'éteindront automatiquement lorsque le mouvement n'est plus détecté.

Les types de capteurs d’occupation incluent :

1. Les capteurs PIR , qui fonctionnent par détection de différence de chaleur, mesurent le rayonnement infrarouge. À l'intérieur de l'appareil se trouve un capteur pyroélectrique qui peut détecter la présence soudaine d'objets (comme des humains) qui rayonnent une température différente de la température de l'arrière-plan, comme la température ambiante d'un mur.
2. Capteurs environnementaux, tels que les capteurs de température , d'humidité et de CO ₂ , qui détectent le changement de l'environnement dû à la présence d'un humain.
3. Les capteurs à ultrasons , similaires aux radars , fonctionnent selon le principe de décalage Doppler . Un capteur à ultrasons envoie des ondes sonores à haute fréquence dans la zone et vérifie leurs motifs réfléchis. Si le motif réfléchi change continuellement, il suppose qu'il y a une occupation et que la charge d'éclairage connectée est allumée. Si le motif réfléchi est le même pendant une durée prédéfinie, le capteur suppose qu'il n'y a pas d'occupation et la charge est éteinte.
4. Capteurs à micro-ondes. Similairement au capteur à ultrasons, un capteur à micro-ondes fonctionne également sur le principe du décalage Doppler. Un capteur à micro-ondes envoie des micro-ondes à haute fréquence dans une zone et vérifie leurs motifs réfléchis. Si le motif réfléchi change continuellement, il suppose qu'il y a une occupation et que la charge d'éclairage connectée est allumée. Si le motif réfléchi est le même pendant une durée prédéfinie, le capteur suppose qu'il n'y a pas d'occupation et la charge est éteinte. Un capteur à micro-ondes a une sensibilité élevée ainsi qu'une portée de détection par rapport aux autres types de capteurs.
5. Emplacements lumineux pour cartes-clés , utilisés dans un système de gestion de l'énergie d'un hôtel pour détecter quand une chambre d'hôtel est occupée, en demandant au client de placer sa carte-clé dans un emplacement pour activer les lumières et les thermostats.
6. Compteurs intelligents , qui fonctionnent en détectant les changements dans les habitudes de consommation d'énergie qui présentent des caractéristiques distinctes pour les états occupés et vacants.
7. Les capteurs de pression barométrique peuvent être utilisés pour surveiller les ouvertures de portes, qui sont associées à la circulation piétonnière, dans les pièces contenant une pression positive, y compris les salles d'opération.
8. Interrupteur à commande de porte.
9. Détection audio.
10. Traitement d'image. Une caméra de vidéosurveillance aérienne suit les mouvements des personnes. Le flux de la caméra est connecté à un logiciel de détection d'occupation qui compte le nombre de personnes dans la zone désignée.

Les détecteurs de mouvement sont souvent utilisés dans les espaces intérieurs pour contrôler l'éclairage électrique. Si aucun mouvement n'est détecté, on suppose que l'espace est vide et qu'il n'est donc pas nécessaire de l'éclairer. Éteindre les lumières dans de telles circonstances peut permettre d'économiser des quantités substantielles d'énergie. Dans la pratique de l'éclairage, les détecteurs de présence sont parfois également appelés « détecteurs de présence » ou « détecteurs d'inoccupation ». Certains détecteurs de présence (par exemple Pixelview de LSG, Philips Lumimotion, Ecoamicatechs Sirius, etc.) classent également le nombre d'occupants, leur direction de mouvement, etc., grâce au traitement d'image. Pixelview est un détecteur de présence basé sur une caméra, utilisant une caméra intégrée à chaque luminaire.

Les capteurs de présence pour le contrôle de l'éclairage utilisent généralement des capteurs infrarouges (IR), à ultrasons, de détection de mouvement tomographique, à micro-ondes ou à caméra (traitement d'image). Le champ de vision du capteur doit être soigneusement sélectionné/ajusté afin qu'il ne réagisse qu'au mouvement dans l'espace desservi par l'éclairage contrôlé. Par exemple, un capteur de présence contrôlant les lumières dans un bureau ne doit pas détecter de mouvement dans le couloir à l'extérieur du bureau. Les systèmes de détection de mouvement tomographique ont l'avantage unique de détecter les mouvements à travers les murs et les obstacles, mais ne se déclenchent pas aussi facilement à partir de mouvements à l'extérieur de la zone de détection comme les capteurs à micro-ondes traditionnels.

Les capteurs et leur positionnement ne sont jamais parfaits, c'est pourquoi la plupart des systèmes intègrent un délai avant la commutation. Ce délai est souvent sélectionnable par l'utilisateur, mais la valeur par défaut typique est de 15 minutes. Cela signifie que le capteur ne doit détecter aucun mouvement pendant toute la durée du délai avant que les lumières ne soient allumées. La plupart des systèmes éteignent les lumières à la fin du délai, mais les systèmes plus sophistiqués avec technologie de gradation réduisent lentement l'éclairage jusqu'à un niveau minimum (ou zéro) sur plusieurs minutes, afin de minimiser les perturbations potentielles dans les espaces adjacents. Si les lumières sont éteintes et qu'un occupant rentre dans un espace, la plupart des systèmes actuels rallument les lumières lorsqu'un mouvement est détecté. Cependant, les systèmes conçus pour éteindre automatiquement les lumières en l'absence d'occupation et qui obligent l'occupant à rallumer les lumières lorsqu'il rentre gagnent en popularité en raison de leur potentiel d'économies d'énergie accrues. Ces économies s'accumulent car dans un espace avec accès à la lumière du jour, l'occupant peut décider à son retour qu'il n'a plus besoin d'éclairage électrique supplémentaire.

Inventé à l'origine par Kevin D. Fraser de San Francisco, le prototype utilisait une technologie d'alarme anti-intrusion à ultrasons déjà existante couplée à des minuteries industrielles conventionnelles, avec des éléments de commutation de base. Le premier prototype a été fabriqué sur une base en contreplaqué ; le premier modèle nécessitait un émetteur et un récepteur séparés traitant 20 200 cycles par seconde d'énergie sonore. M. Fraser était employé et développait l'appareil pour le complexe de bureaux de grande hauteur Embarcadero Center à San Francisco, et en tant qu'employé, il ne tirait aucun profit de l'invention. Il a présenté le concept aux appareils de sécurité Unisec et leur a demandé de construire un émetteur-récepteur monobloc basé sur 277 VCA - le niveau d'électricité utilisé pour l'éclairage commercial dans le complexe Embarcadero Center. Quatre cents de ces unités ont été installées sous une nouvelle marque UNENCO, et installées dans les salles de bains des quatre tours de grande hauteur. Ce fut un succès immédiat. Cette application a reçu une mention du Congrès pour les efforts de Kevin Fraser, ainsi que divers prix de Pacific Gas & Electric. Herb Cain, un chroniqueur local réputé, a souligné qu'il ne fallait pas rester assis trop longtemps dans les stalles de l'Embarcadero Center, et la nouvelle s'est répandue à propos de cette technologie. Bien qu'il n'ait pas obtenu de brevet, M. Fraser a été reconnu comme l'inventeur par l'Association of Energy Engineers (AEE).