Схема датчика движения


Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.

Типы датчиков движения

Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.

Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).


Контактные

Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.

Инфракрасные

Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:

1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.

2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.


В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.

Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.

Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.

Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.

Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.

Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.


Как собрать ИК-датчик движения своими руками?

Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.

Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.

На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).

Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.


Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.

Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.

Ультразвуковые

Излучатель работает на высоких частотах – от 20 кГц до 60 кГц. Отсюда выходит одна неприятность – животные, например собаки, чувствительны к этим частотам, более того они используются для их отпугивания и дрессировки. Такие датчики могут раздражать их и с этим возникают проблемы.


Ультразвуковой датчик движения работает на эффекте Допплера. Излучаемая волна, отражаясь от подвижного объекта, возвращается и принимается приёмником, при этом длина волны (частота) незначительно изменяется. Это детектируется, и датчик выдает сигнал, который используют для управления реле или симмистором и коммутации нагрузки.

Датчик неплохо отрабатывает движения, однако если движения очень медленные – он может не срабатывать. Преимуществом является то, что они не чувствительны к изменениям условий окружающей среды.

Лазерные или фотодатчики

В них есть излучатель (например ИК-светодиод) и приемник (фотодиод аналогичного спектра). Это простой датчик, возможна реализация в двух исполнениях:

1. Излучатель и фотодиод монтируются в проходе (контролируемой зоне) напротив друг друга. Когда вы проходите через него вы заслоняете излучение и оно не достигает приемника, тогда срабатывает датчик и включается реле. Это можно использовать и в системах сигнализации.

2. Излучатель и фотодиод стоят рядом друг с другом, когда вы находитесь в зоне действия датчика излучение отражается от вас и попадает на фотодиод. Это называется также датчиком препятствия, с успехом применяется в робототехнике.


Микроволновый

Состоит также из передатчика и приемника. Первый генерирует сигнал высокой частоты, второй их принимает. Когда вы проходите рядом изменяется частота. Приемник настроен таким образом, что при изменении частоты сигнал усиливается и передается на исполнительный орган, например реле, и происходит включение нагрузки.

Микроволновые датчики движения очень чувствительны, позволяют «увидеть» объект даже за дверью или за стеклом, однако это вызывает и проблемы ложного срабатывания, когда объект находится вне поля предполагаемой видимости.

Это достаточно дорогостоящие датчики, но они реагируют даже на самые незначительные движения.

Подобным образом работают и емкостные приборы. Такая схема изображена ниже.

Как подключить датчик движения?

Можно придумать бесчисленное множество вариантов и схем подключения датчика движения в зависимости от ваших потребностей, иногда нужно чтобы система срабатывала при движении в разных местах, например уличное освещение по пути от дома до ворот и наоборот, в других случаях необходимо принудительное включение или отключение света и т.д. Мы рассмотрим несколько вариантов.


Обычно у датчика движения есть три провода или три клеммы для подсоединения:

1. Приходящая фаза.

2. Фаза, отходящая для питания нагрузки.

3. Ноль.

Если вам не хватает мощности датчика – используйте промежуточное реле и магнитный пускатель с катушкой на 220В. Для этого вместо лампочки в нижеуказанных схемах подключаются выводы катушки.

Схема №1. Лампа включается только от датчика движения.

Схема №2. Лампа включается от датчика движения или от выключателя (принудительное включение).

Схема №3. Датчик движения отключается. Так он не будет срабатывать, когда вам это не нужно, например, в светлое время суток.

Схема №4 – включение лампы от двух датчиков, расположенных в разных местах.

На фото ниже изображены клеммы к которым подсоединяются питающие провода.

Заключение

Использование датчиков движения, как бы это ни звучало, это шаг к умному дому. Во-первых, это поможет экономить электроэнергию и ресурс ламп. Во-вторых, это избавит от необходимости каждый раз щелкать выключатель. Для освещения на улице при правильной настройки можно сделать так, чтобы свет включался, когда вы подходите к воротам дома.


Если расстояние от ворот до дома 7-10 – можно обойтись и одним датчиком, тогда не придется прокладывать кабель на второй датчик или собирать схему с проходным выключателем.

Как уже было сказано чаще всего встречаются ИК-датчики, их достаточно для простых задач, если вам нужна большая чувствительность или точность – присмотритесь к датчикам других типов.

Алексей Бартош

Источник: electrik.info

Принцип действия, получивший распространение

Свет включается, отключается по команде, поступающей от линзы к фотоэлементу, замыкающему или разрывающему электрическую цепь. Сенсор собирает информацию с помощью инфракрасного поля чувствительного к температурным изменениям и передвижениям источника тепла. Эффективность чувствительных элементов достигается использованием пассивных и активных зон, расположенных в шахматном порядке чередования.

Знаете ли вы, что существуют активные и пассивные датчики движения.  Они отличаются по принципу действия. Активные действуют по принципу эхолокатора, излучая волны, и ловя их отражения, а пассивный настроен только на восприятие сигнала.

Также различают датчики движения по конструктивным особенностям и способу действия. Существуют основные типы, которые применяются в различных схемах подключения приборов освещения. Разница заключается в используемых чувствительных элементах:

  1. Инфракрасные;
  2. Ультразвуковые или микроволновые;
  3. Комбинированные. В конструкции используются несколько типов сенсоров.

Современные устройства могут оснащаться разными методами подключения. Это может быть хорошо знакомая проводная система, актуально кабельное соединение или получающая большое распространение беспроводная. В некоторых случаях применяются устройства, подключаемые с помощью радиосигнала.

shema-podkljuchenija-datchika-dvizhenija

Область применения подобных дсенсоров широка и ограничивается только полётом фантазии конструкторов. Они встречаются в технике, предназначенной для освещения, кондиционирования, охраны, а также военного использования. Во всех областях используются сенсоры, работающие на одном и том же принципе, но различаются по параметрам:

  1. Реакции на тепло, скорость движения;
  2. Температурные режимы;
  3. Степени защиты от внешнего воздействия;
  4. Функциональности;
  5. Программируемости.

Исходя из перечисленных факторов, востребованы датчики движения в различных исполнениях. Они могут быть встроены в один корпус устройства либо предлагается как отдельное изделие, встраиваемое в общую схему. Распространение получили датчики в индивидуальном корпусе из-за удобства при установке, эксплуатации.

схема-установки-датчика-2


Разнообразие датчиков движения для дома

Бытовая специфика выдвигает к изготовителям приборов, используемых в домашних схемах освещения простые, но существенные требования. Изделия должны быть безопасными, надёжными в эксплуатации, иметь привлекательную стоимость, чтобы присутствовала экономическая выгода внедрения устройства. Поэтому компании выпускающие датчики выработали критерии и методологию по производству, чтобы выпускаемые приборы были общедоступными и соответствовали предъявляемым требованиям. Таким образом, на прилавках магазинов появилось большое количество датчиков движения для освещения, отличающиеся по настройкам:

  1. Задаётся время на включение и отключение света. В зависимости от способа применения интервал варьирует во временных пределах с 5 секунд до 10 минут;
  2. Реагирование чувствительного элемента датчика на интенсивность освещения. Световые приборы включаются при снижении светового порога ниже заданного параметра, и выключается при увеличении;
  3. Реакция на перемещения зависит от чувствительности датчика. Чувствительные элементы используются в охранных сигнализациях.

Предлагаются изделия, обеспечивающие разные запросы, поэтому при выборе изделия необходимо определиться с требуемыми параметрами:

  1. Условия работы прибора – в квартире, на улице, в хозяйственных помещениях. От этого зависит, какой корпус требуется и крепления. Предлагаются изделия во влаго— и пылезащитным исполнении, с кронштейнами, крепежами на липкой основе;
  2. Энергетические способности датчика. От этого зависит, с какими приборами по мощности он совместим, габаритные размеры, параметры монтажа. Датчики рассчитываются на различную мощность от 200 Вт и выше. Изделие выбирается по техническим характеристикам  для одного устройства, или группы устройств;
  3. Месторасположения и зона действия. Учитывайте, что устройства с различными чувствительными элементами имеют свои особенности. Тепловые элементы работают с видимыми объектами. На происходящее за стеклом они не срабатывают, потому что снижается показатель теплопроводности. В то же время для ультразвука эти помехи не проблема, но окружающие источники излучений вредят чувствительному элементу, вплоть до выхода устройства из строя. Подбирая место установки датчика, учитывается его чувствительность и направленность действия;
  4. Показатели времени срабатывания фотоэлемента. Этот параметр важен для помещений, где устанавливается несколько датчиков. Грамотно подобранные циклы срабатывания обеспечат последовательное включение света, адаптируя работу устройства под помещение;
  5. Радиус действия фотоэлемента. Существуют датчики, способные охватывать зону действия в 360° их устанавливают на потолок, а устройства с радиусом в 180° предназначен для размещения на стене.

Схема датчика движения«>датчик-движения-для-включения-света

Установка и подключение датчика движения по схеме

Подобрав изделие, отвечающее выдвигаемым требованиям и соответствующее параметрам приборов, с которыми предстоит совместная работа, его необходимо грамотно установить. Процесс монтажа несложный. При выполнении, учитываются пожелания, изложенные в инструкции по эксплуатации устройства. Для упрощения работы предлагается следующая схема подключения датчика движения для освещения к светильнику. Под задней крышкой датчика расположены клеммы подключения. К трём из них уже подключен датчик, оставшиеся свободные предназначены для внешних проводов. При монтаже многожильного провода, для удобства работы применяются специальные наконечники НШВИ.Схема датчика движения«>

Чтобы датчик обеспечить питанием сети к клеммам подключают:

  1. Фазу – коричневый провод;
  2. Ноль – синий провод.

Фазу и ноль подключают к соответствующим проводам светильник, перед окончательным соединением сверяются с сопроводительной инструкцией изделия. Закрепляются наконечники с помощью предусмотренных крепежей в разъёмах, по мере надобности открытые участки  изолируются специальными материалами.

vidi-datchikov-dvСхема датчика движения«>

Крышка устанавливается на место и начинается работа по соединению в распределительной коробке. В нее сводится пучок из семи проводов:

  1. Три заходят от датчика движения;
  2. Два от осветительного прибора;
  3. Два питающих – фаза и ноль.

Соединение  приводится в строгой последовательности:

  1. Соединяются фазы датчика и питания (белый и коричневый);
  2. Три ноля  — датчика (зелёный), питания и прибора (синие);
  3. Оставшиеся провода от датчика (красный), прибора (коричневый) соединяются в отдельный блок.

Схема датчика движения«>prosteishaia-shema-podkl-datchikov-dv

После завершения этапа соединительных изоляционных операций, следует проверить работу. Подключается напряжение и проверяется реакция элемента датчика на движение. Если  работы  проведены в описанной последовательности и согласованы с инструкцией, то устройство будет исправно работать.

Желательно, чтобы в схему входил выключатель, для отключения устройств из сети. Например, при проведении замены элементов схемы.

Популярностью пользуется схема подключения датчика движения для освещения  с принудительным включением прибора. Такой вариант актуален для жилого помещения, потому что требуется включённый свет при отсутствии движения в зоне действия чувствительного элемента. Хитрых усовершенствований такая схема не требует, понадобится добавить в схему выключатель параллельно датчику движения. Такое улучшение увеличивает  комфорт в квартире. По мере надобности осветительные приборы переводятся в состояние постоянной работы.Схема датчика движения«>

Полезно придерживаться принципа параллельности в схеме подключения при монтаже двух датчиков. Данная схема подходит и для трех, четырех устройств.  Так, достигается дублирование схем. При этом расположение выключателя менять не требуется, но учитывается факт обязательного подключения фазы выключателя к участку, находящемуся между датчиком и осветительным прибором. Такое расположение обеспечит выключение или включение света в обход датчика движения.

datchiki

Схема датчика движения«>

Настройка датчика – важная и простая процедура

Для получения требуемых параметров работы устройства предусмотрены регуляторы, находящиеся на корпусе:

  1. «Time» обозначает управление временных показателей включения и отключения света;
  2. «Lux» предназначен для автоматического включения датчика при снижении внешнего освещения.

Теперь можно спокойно эксплуатировать благо цивилизации, с удобством и комфортом, получая при этом дивиденды в виде экономии электроэнергии.

Источник: couo.ru

Устройство, виды и особенности датчиков движения

Существуют и широко применяются следующие типы датчиков движения:

  1. Радиоволновые;
  2. Ультразвуковые;
  3. Инфракрасные;
  4. Гибридные.

Радиоволновые или СВЧ датчики работают на доплеровском эффекте. Основными элементами такого датчика являются излучатель СВЧ сигнала и приёмник отражённого сигнала. Если в поле излучения перемещается какой-либо объект, то частота отражённого сигнала меняется. Электронная схема обрабатывает разницу между прямым и отражённым сигналом и переключает реле, которое может включить сирену или подать сигнал тревоги. Радиоволновые датчики движения отличаются высокой чувствительностью, но стоят достаточно дорого. В детских и лечебных учреждениях микроволновые датчики не применяются из-за СВЧ излучения, несмотря на то, что уровень его минимален и абсолютно безвреден. Из-за высокой чувствительности радиоволновые датчики подвержены ложным срабатываниям.

Ультразвуковые датчики так же используют эффект Доплера, только вместо колебаний высокой частоты в таких системах применяется ультразвук. Эти устройства нашли применение в системах парковки «Парктроник», а в быту применяются достаточно редко. Частоту 25-60 КГц хорошо слышат кошки и собаки, поэтому применение таких датчиков вызывает у них сильный стресс. Кроме того, ультразвуковые датчики имеют небольшой радиус действия и их можно обмануть если  передвигаться медленно.

В охранной сигнализации и системах автоматического управления освещением чаще всего применяются инфракрасные объёмные датчики движения. Тепловое (инфракрасное) излучение объекта, который проходит в зоне захвата датчика, через линзу Френеля попадает на ИК-сенсор, после чего на выходе электронной схемы формируется сигнал тревоги (происходит разрыв цепи).

Вследствие невысокой стоимости такие устройства широко применяются для автоматического управления освещением, например, в подъезде, когда при появлении человека освещение включается на 1-3 минуты, а затем выключается. Для управления светом на стоянке или придомовой территории используются уличные датчики движения.

Гибридные или комбинированные датчики движения представляют собой два датчика разной конструкции, размещённые в одном корпусе и подключаемые к различным входам прибора охранной сигнализации. Обычно в одном корпусе объединяют инфракрасный и радиоволновой датчики движения. Применение таких устройств повышает надёжность охранной системы. Они могут использоваться в банках, депозитариях и денежных хранилищах. Схема включения датчика движения для сигнализации позволяет подавать тревожный сигнал и управлять работой сирены или прожектора.  Датчики движения могут иметь следующие основные характеристики:

  • Чувствительность;
  • Наличие антисаботажной зоны;
  • Объём зоны захвата по горизонтали и вертикали;
  • Напряжение питания.

Датчики движения с постоянной чувствительностью не рекомендуется применять в квартирах, где имеются домашние животные, иначе, при отсутствии хозяев, на каждый проход кошки будет включаться сигнал тревоги. Величину порога срабатывания можно регулировать, в зависимости от конструкции, плавно или специальными перемычками на плате. Так же существуют модели датчиков, которые не реагируют на животных.

Антисаботажная зона – это дополнительная зона захвата направленная от датчика вертикально вниз и блокирующая попытку вывести прибор из строя. В паспорте указывается угол обзора датчика в градусах и размеры зоны гарантированного срабатывания. Все датчики независимо от конструкции подключаются к типовым устройствам, поэтому схема подключения датчика движения всегда одинакова, а их  напряжение питания обычно равно 12V. На корпусе, обычно, установлен светодиод, индицирующий режим ожидания или срабатывания.

Типовая схема детектора движения

Все модели объёмных инфракрасных датчиков движения по схемотехнике и конструкции похожи между собой. Отличия могут быть в некоторых электрических параметрах и дизайне корпуса. Схема датчика движения состоит из следующих элементов:

  • ПИК сенсор;
  • Операционный усилитель;
  • Схема термокомпенсации;
  • Компаратор;
  • Реле.

Пассивный Инфракрасный Сенсор фиксирует температуру постороннего объекта оказавшегося в зоне захвата. Сигнал усиливается операционным усилителем и поступает на компаратор, который сравнивает сигнал соответствующий температуре окружающей среды и сигнал, поступивший с ПИК сенсора. Разница в уровнях сигналов означает наличие теплового фона постороннего объекта. Разностный потенциал вызывает срабатывание реле, контакты которого могут использоваться для включения различных устройств.

Если температура в помещении приближается к температуре человеческого тела, что может нарушить работу устройства, включается система термокомпенсации. Популярная модель инфракрасного датчика движения Colt 10 DP имеет следующие основные характеристики:

  • Зона обнаружения объекта – 10 метров 90°;
  • Не реагирует на животных до 10 кг;
  • 3 установки чувствительности;
  • Цифровая схема термокомпенсации;
  • Не восприимчив к электромагнитному излучению до 50 В/м;
  • Имеет защиту от статического электричества;
  • Напряжение питания – 9-16 В;
  • Диапазон рабочих температур -25… + 60°С.

В схеме датчика установлено твердотельное реле, с помощью которого можно управлять внешними устройствами.

На рисунке ниже представлена типовая схема датчика движения на примере LX-02.

Подключение датчика движения для освещения

Невысокая стоимость и надёжность инфракрасных датчиков движения позволяет использовать их для автоматического включения освещения. Схема датчика движения для освещения состоит из тех же элементов, что и традиционный охранный датчик. Основу его составляет элемент чувствительный к инфракрасному излучению. Электронная схема обрабатывает сигнал и через реле управляет источником освещения. Такие системы широко используются в подъездах многоэтажных домов, когда освещение включается только при появлении в помещении человека. Через определённое время свет автоматически выключается. Схема подключения датчика движения для освещения очень проста, и вполне может быть выполнена самостоятельно.

Под задней крышкой датчика движения расположена колодка с тремя клеммами, которые подписаны буквами «L», «N» и «A». Клемма «L» подключается к фазовому проводу сети, который нужно определить с помощью отвёртки-индикатора. На клемму «N» подаётся нулевой провод, а источник освещения подключается между клеммами «N» и «A», то есть реле датчика движения управляет фазой, а ноль подаётся постоянно. Датчики движения для включения света так же могут использоваться как элемент охраны загородного дома, когда при проникновении нарушителя, включается прожектор и сирена.

Для того чтобы источником освещения можно было управлять как через автомат так и вручную к схеме добавляется выключатель. Подключение датчика движения через выключатель выполняется очень просто. Сетевое напряжение 220 вольт так же подаётся на клеммы «L» и «N», а между клеммами «L» и «A» ставится обычный двухпозиционный выключатель.

Схема включения датчика для сигнализации

Практически все модели датчиков движения, независимо от принципа работы, подключаются к приёмно-контрольному прибору (ПКП) охранной сигнализации по типовой схеме. Для того чтобы открыть доступ к панели подключения необходимо снять декоративную крышку. Под ней находится плата электроники и колодка из трёх сдвоенных клемм:

  • Питание — +12 В и «Общий»;
  • Реле – N,C;
  • Тампер – T,T.

На клеммы питания подаётся питающее напряжение от блока питания или прибора охранной GSM сигнализации. Клеммы реле не полярные и в режиме ожидания они замкнуты. При появлении физического объекта в зоне обнаружения, его тепловое излучение принимает ПИК сенсор, что вызывает срабатывание реле и цепь размыкается. Это влечёт за собой включение сигнала тревоги приёмно-контрольного прибора. На самом приборе можно выбрать режим с самовосстановлением, когда прекращение действия источника излучения переводит датчик движения в режим ожидания и сигнал тревоги отключается автоматически.

При другом режиме сигнал тревоги подаётся постоянно до нажатия кнопки «Сброс» на базовом блоке охранной системы. Схема подключения датчика движения к сигнализации подразумевает защиту устройства от несанкционированного вскрытия корпуса. Для этого в конструкции датчика предусмотрен микровыключатель, контакты которого выведены на клеммы «Тампер».

Для того чтобы избежать ложных срабатываний  датчика движения необходимо соблюдать некоторые правила. По технологии такие датчики обычно устанавливаются на стенах или в углах помещений на высоте не менее 2-х метров. Монтаж датчика выполняется с помощью специального кронштейна, которым можно выбрать ориентацию сенсора по горизонтали и вертикали. Датчик нельзя направлять на окна, источники искусственного освещения и на устройства, генерирующие сильное электромагнитное излучение. В быту к таким устройствам относятся, прежде всего, микроволновые печи.

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц сетях!

Источник: nabludaykin.ru

Устройство датчика движения

Эти приборы относятся к типу пироэлектрических датчиков и имеют в своей конструкции инфракрасный приемник, используемый для приема теплового излучения, работающий совместно с предварительным усилителем, имеющим в конструкции полевой транзистор. Для того чтобы диапазон длины волны соответствовал излучению человеческого тела, а именно 5-14 мкм используется светофильтр, который ставиться перед фотоприемником.

Чтобы не происходило ложных включений в конструкции датчика предусмотрены два одинаковых инфракрасных приемника, подключенные встречно. Напряжения генерируются в зависимости от внешней засветки, а также при изменении внешней температуры устройства. Напряжения вычитаются и компенсируются, так достигается реакция прибора на передвижение объекта.

Принципиальная электрическая схема датчика движения

В основе действия схемы датчика движения для освещения лежит работа пироэлектрического приемникаP1R1, который принимает инфракрасное излучение. Для появления напряжения используется модуляционная решетка, в конструкции которой применяются узкие чередующиеся полоски разной степени прозрачности, благодаря им объект оказывается попеременно открыт. Решетка монтируется перед приемником.

Подача питающего напряжения происходит на вход усилителя пиротехнического приемника, через сглаживающий фильтр R1.C1. Резистор R19 служит для нагрузки полевого транзистора. Вывод 2 используется для подачи выходного сигнала.

Настройка датчиков движения для освещения

При подборе размера полосок модулирующей решетки, добиваются необходимой чувствительности прибора. Размер окна модуляционной решетки, формирует зону обслуживания устройства. Его можно изменять.

Наладка и монтаж датчиков движения для освещения

Установка датчиков движения для освещения производится в соответствии с используемой линзой, номинальная монтажная высота бывает 1,10 или 2,20 м. В некоторых случаях датчик с линзой 2,20м устанавливается на высоте 1,10 м. датчик движения регистрирует движение в поле с углом 180о в двух уровнях. Дальность действия датчика зависит от высоты его расположения. При изменении верхнего уровня можно установить практически неограниченную дальность действия. Это приводит к регистрации движения вне заданного поля регистрации.

Датчик движения для освещения уличный использует линзу 2,20 м, размер поля регистрации такого датчика составляет 12х12 м. Размеры поля регистрации при монтаже 1,10м составляет 6х6 м. Регулировка уровня регистрации производится сверху вниз.

Если возникнет необходимость то, возможно, применение вставной бленды, она монтируется в приборную коробку, желательно расположение клемм подключения в нижней части, иначе возможно появление ошибки подключения.

Вставная бленда устраняет помехи, сокращая поле регистрации, если при установке вставной бленды угол будет уменьшен, может произойти ошибка при срабатывании датчика.

Защита от посторонних источников освещения происходит за счет задержки. При переходе от высокого значения яркости к низкому происходит падение ниже установленного порогового значения яркости к низкому. Падение ниже установленного значения яркости должно сохраняться примерно 10 сек, до переключения.

При наладке датчиков движения имеется внутренний алгоритм, выполняющий автоматическую настройку, реагирующую на погодные условия. Это позволяет избежать нежелательные переключения.

При установке датчиков движения для освещения лестницы при всестороннем доступе к лестнице рекомендуется устанавливать датчик движения с охватом территории под углом в 360о , при ограниченном допуске возможна установка датчика с углом 180о. нежелательна установка прибора вблизи кондиционера, вентилятора, и всех устройств связанных с электромагнитным полем.

Виды датчиков движения

По типу места нахождения:

  1. Периметрические, применяемые для уличного освещения.
  2. Периферийные.
  3. Внутренние.

По принципу действия:

  1. Ультразвуковые — реагируют на высокочастотные звуковые волны.
  2. Инфракрасные — используют тепловое излучение.
  3. Микроволновые – радиоволны высоких частот.
  4. Пассивные, с отсутствующим передатчиком.
  5. Активные – в наличии есть и передатчик, и приемник инфракрасного излучения.

По типу срабатывания:

  1. Тепловые, срабатывание происходит при реагировании на изменения температуры в поле срабатывания.
  2. Звуковые, реагируют на импульс при воздушных колебаниях от звуков.
  3. Колебательные, реагируют на изменения окружающей среды и магнитного поля при движении объектов.

По конструкции:

  1. Однопозиционные – наличие передатчика и приемника совместно в одном корпусе.
  2. Двухпозиционные – использование передатчика и приемника в разных блоках.
  3. Многопозиционные – более двух блоков передатчиков и приемников.

По типу установки:

  1. Многофункциональные датчики используются при определении движения и степени освещения в помещениях.
  2. Комнатный датчик освещенности, используется для систем управления и мониторинга.
  3. Наружный датчик освещенности, используется для измерения уровня наружного освещения.
  4. Потолочный датчик освещенности, устанавливается в подвесной потолок.
  5. Накладной датчик освещенности, сконструирован для настенного монтажа.
  6. Врезной датчик освещения, используется для выявления движения в жилых и офисных помещениях.

Применение беспроводного датчика движения для освещения, основано на передаче радиочастотных сигналов на приемопередатчик системы безопасности, которые затем следуют на электрическую проводку дома для включения освещения в доме, затем происходит обратное действие по отключению освещения.

Источник: enargys.ru

Преимущества самодельного устройства контроля движения

Самостоятельное изготовление датчика движения своими руками в домашних условиях в итоге приведет к созданию полезного устройства. Сохранит деньги, если не учитывать трудозатраты.

Доставит массу удовольствия от процесса пайки электронных компонентов, запаха канифоли и настройки прибора. Это сродни медитации или релаксации на берегу реки.

Все проблемы уходят на второй план. Мелкие детали требуют сосредоточенности и точности движений.

Приходит понимание сложности и простоты физических процессов. Для многих любителей в этом заключается особая привлекательность самодельных изделий.

Для начинающих радиолюбителей изготовление подобных устройств расширяет кругозор, приводит к приобретению новых полезных навыков.

Этапы создания разных видов датчиков своими руками

На первом этапе идет осмысление того, что хотелось бы получить в итоге. Определяются условия, в которых должен работать самодельный датчик движения, какого рода имеются помехи, какую функцию должно выполнять устройство.

Охрана объекта или обеспечение комфорта жильцов, подача тревожного сигнала на контрольную панель или включение мощной лампы накаливания.

На основании этого выбирается тип прибора. После ищется подходящая схема в интернете и изготавливается устройство.

Вот тут начинается самое интересное. Иногда номиналы на схемах указываются неправильно или не нашлись радиоэлементы подходящего вида.

Прибор не работает. Начинается подбор компонентов, изменение коэффициентов усиления транзисторов, характеристик фильтров и т.д.

Вот в процессе этой деятельности появляется понимание функционирования прибора, особенностей, слабых мест и создается собственное творение.

Микроволновый датчик своими руками

Сверхвысокочастотный датчик движения опирается на эффект Доплера. Сенсор, излучая и принимая электромагнитные волны, фиксирует нахождение теплокровных существ в секторе контроля.

Датчик движения своими руками проще делать с антенной имеющей всестороннюю диаграмму направленности, тогда он будет реагировать независимо от того, откуда пришло воздействие. На расстоянии 5 м срабатывает надежно. Взмаха руки достаточно, чтобы сенсор сработал.

Изначально, в момент включения прибора, на выходе устройства будет напряжение близкое к нулю. При фиксировании датчиком нарушения сектора охраны, значение напряжения на выходе поднимется до 3-5 вольт.

Согласно схемы, обратное переключение должно произойти не менее, чем через 30 секунд. Меняя номиналы емкостей и резисторов можно ее скорректировать.

Приобретя весь перечень элементов, указанных на представленной принципиальной схеме весь прибор можно разместить на двух печатных платах размером 5х4 см, причем на одной из них большую часть будет занимать приемо-передатчик с антенной.

Особенностью микроволнового датчика, которая связана со способом обнаружения человека, является способность определения движения через радиопроницаемые препятствия. Это является его достоинством и недостатком одновременно.

Полученный прибор имеет следующие параметры:

  1. питающее напряжение 5-15 В;
  2. потребляемый ток 3 мА;
  3. мощность передатчика 2 мВ;
  4. температурный диапазон -20 +50 градусов Цельсия;
  5. сектор контроля – 360⁰;
  6. дальность детекции до 8 м;
  7. задержка отключения – 30 с.

Схема принципиальная микроволнового датчика движения

Корпус датчика может быть любой формы, но материал обязательно радио проницаемым. Во время настройки необходимо правильно расположить его.

Нужно учитывать, из каких материалов выполнены стены, пол и потолок помещения. Устройство не нужно направлять в сторону окна, возможны ложные срабатывания от проходящих за окном людей.

При необходимости можно уменьшить чувствительность, это тоже снизит количество ложных срабатываний. Это производится резистором R4. Он изменяет коэффициент усиления транзистора VT1.

На компараторе, собранном на микросхеме К554 СА1, происходит сравнение сигнала с приемника и пороговым уровнем. В случае превышения происходит срабатывание датчика.

Тепловое устройство контроля перемещения

Инфракрасный датчик движения своими руками можно сделать на основе такой схемы.

Это аналог датчика, рекомендуемого фирмой Murata — производителем PIR-сенсоров.

Каскад на операционных усилителях OP1 и OP2 и компараторы OP3, OP4 — собраны на двух LM358. Операционные усилители увеличивают сигнал, поступающий с ПИР сенсора до величин, позволяющих компараторам сравнивать их с пороговыми значениями.

В случае превышения они переключаются и воздействуют на микросхему серии 555.

Таймер, отвечающий за время включения реле, собран на 555 микросхеме. Резистор R17 задает время включения реле после фиксации движения.

Транзистор Т1 управляет работой реле.

Какие датчики объема своими руками делаются, а какие нет, устройства, включающие свет в помещениях, действуют согласно заложенным в них принципам работы. Замыкание контактов и включение осветительных ламп происходит при изменении инфракрасного, электромагнитного или ультразвукового фона в районе действия приборов.

Электронная начинка может принципиально различаться, но все они замыкание контактов и включение ламп осуществляют после начала движения. Во время нахождения в районе действия извещателей и после ухода из нее, лампы продолжают гореть определенное время и только затем отключаются.

Самодельный датчик на Ардуино

Инфракрасный датчик движения на Ардуино представляет собой ИК сенсор, подключенный к контроллеру. Вместе их можно использовать как автоматический включатель освещения.

Распайка контактов зависит от разработчика и изготовителя продукции, но по принципиальной схеме можно определить, что, чем является.

Для работы потребуется контроллер Arduino Uno, макетная плата, USB-кабель, ИК сенсор, светодиод, резистор 220 Ом и монтажные провода.

В программном обеспечении Arduino имеется набор шаблонов. Используя их и заменяя управляемые устройства на датчик можно получить требуемое изделие. Взяв программу, включающую светодиод, установленный на плате Arduino UNO и заменив управляющую кнопку на выходные контакты датчика получим устройство управления освещением.

Светодиод будет управляться по команде с теплового датчика. Подключив вместо светодиода обмотку реле можно включать освещение. В отличие от обычных датчиков включения освещения здесь длительность работы лампы задается программно. Написание программ наглядно показывается на сайтах, посвященных Arduino.

Заключение

Изготовление датчика объема своими руками, как показывает практика, дело реализуемое, увлекательное и полезное. Совместное использование с контроллерами позволяет приобрести навыки программирования. Датчики движения можно самостоятельно реализовать и на других принципах.

Возможно использование ультразвуковых волн в качестве детектора присутствия. Использование инфракрасного или видимого излучения в линейном датчике, когда нарушение фиксируется при пересечении луча лазера, падающего на фотоприемник.

Источник: bezopasnostin.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.