Schematy czujników ruchu i zasada ich działania, schematy połączeń

Czujnik ruchu jest najczęściej używany do włączania oświetlenia podczas chodzenia lub przebywania w jego pobliżu. Dzięki niemu możesz zaoszczędzić energię elektryczną i zaoszczędzić sobie trudu przełączania przełącznika. To urządzenie jest również używane w systemach alarmowych do wykrywania niepożądanych włamań. Ponadto można je znaleźć na liniach produkcyjnych, są tam potrzebne do zautomatyzowanego wykonywania wszelkich zadań technologicznych. Czujniki ruchu są czasami nazywane czujnikami obecności.

Rodzaje czujników ruchu

Czujniki ruchu rozróżniają się zgodnie z zasadą działania, od tego zależą ich działanie, dokładność działania i cechy użytkowania. Każdy z nich ma mocne i słabe strony. Ostateczna cena takiego czujnika zależy również od konstrukcji i rodzaju zastosowanego elementu.

Czujnik ruchu może być wykonany w jednej obudowie i w różnych budynkach (jednostka sterująca jest oddzielna od czujnika).

Kontakt

Najłatwiejszą opcją dla czujnika ruchu jest użycie wyłącznik krańcowy lub kontaktron. Kontaktron (styk szczelny) to przełącznik, który wyłącza się, gdy pojawia się pole magnetyczne. Istotą pracy jest zainstalowanie wyłącznika krańcowego z normalnie otwartymi stykami lub kontaktronu na drzwiach, gdy otworzysz go i wejdziesz do pokoju, styki się zamkną, włączy przekaźnik i włączy światło. Taki obwód pokazano poniżej.

Podczerwień

Są wyzwalane przez promieniowanie cieplne, reagują na zmiany temperatury. Kiedy wejdziesz w pole widzenia takiego czujnika, wyzwala go promieniowanie cieplne z twojego ciała. Wadą tej metody oznaczania są fałszywie pozytywne wyniki. Promieniowanie cieplne jest nieodłączne we wszystkim, co jest w pobliżu. Oto kilka przykładów:

1. Czujnik ruchu na podczerwień Stoi w pomieszczeniu z grzejnikiem elektrycznym, który jest okresowo włączany i wyłączany za pomocą timera lub termostatu. Gdy grzejnik jest włączony, możliwe są fałszywe alarmy. Możesz spróbować tego uniknąć za pomocą długiej i rygorystycznej regulacji czułości, a także spróbować skierować ją tak, aby grzejnik nie znajdował się w bezpośredniej linii wzroku.

2. Podczas instalacji na ulicy możliwe jest wywołanie podmuchów ciepłego wiatru.

Ogólnie rzecz biorąc, czujniki te działają dobrze i jest to najtańsza opcja. Jako czujnik wrażliwy jest czujnik PIR, który wytwarza pole elektryczne proporcjonalne do promieniowania cieplnego.

Ale sam czujnik nie ma szerokiej orientacji, na nim jest zainstalowana soczewka Fresnela.

Bardziej słuszne będzie powiedzenie - soczewka wielosegmentowa lub soczewka wielosoczewkowa. Zwróć uwagę na okno takiego czujnika, jest on podzielony na sekcje, są to segmenty soczewek, skupiają one padające promieniowanie w wąską wiązkę i kierują je do czułego obszaru czujnika. W wyniku tego wiązki promieniowania z różnych stron spadają na małe okienko odbiorcze czujnika piroelektrycznego.

Aby zwiększyć skuteczność wykrywania ruchu, można zainstalować czujniki podwójne lub poczwórne lub kilka osobnych. W ten sposób pole widzenia urządzenia się rozszerza.

W związku z powyższym należy zauważyć, że czujnik nie powinien otrzymywać światła z lampy i nie powinno być żadnych żarówek w jego polu widzenia, jest to również silne źródło promieniowania podczerwonego, wówczas działanie systemu jako całości będzie niestabilne i nieprzewidziane. Promieniowanie podczerwone nie przepuszcza dobrze przez szybę, więc nie będzie działać, jeśli wyjdziesz za okno lub szklane drzwi.

Jest to najczęstszy rodzaj czujnika, który można kupić lub samemu zmontować na podstawie, więc rozważmy szczegółowo jego konstrukcję.

Jak zmontować czujnik ruchu na podczerwień własnymi rękami?

Najpopularniejszą opcją jest HC-SR501. Można go kupić w sklepie z częściami radiowymi na ali-express, często dostarczanym w zestawach Arduino. Może być używany zarówno w połączeniu z mikrokontrolerem, jak i niezależnie. Jest to płytka drukowana z mikroukładem, opaską i jednym czujnikiem PIR. Ten ostatni jest przykryty soczewką, na płycie znajdują się dwa potencjometry, jeden z nich reguluje czułość, a drugi raz sygnał jest obecny na wyjściu czujnika. Podczas wykrywania ruchu na wyjściu pojawia się sygnał i ustawiony czas jest utrzymywany.

Jest zasilany napięciem od 5 do 20 woltów, działa w odległości od 3 do 7 metrów, a sygnał wyjściowy utrzymuje od 5 do 300 sekund, możesz przedłużyć ten okres, jeśli używasz jeden strzał na NE555mikrokontroler lub przekaźnik opóźniający. Kąt widzenia wynosi około 120 stopni.

Zdjęcie pokazuje zespół czujnika (lewy), obiektyw (prawy dolny róg), odwrotną stronę płytki (prawy górny róg).

Rozważ bardziej szczegółowo tablicę. Na jego przedniej stronie znajduje się element czujnikowy. Z tyłu znajduje się mikroukład, jego uprząż, po prawej dwa oporniki dostrajające, gdzie górny to czas opóźnienia sygnału, a dolny to czułość. W prawej dolnej części zworki do przełączania trybów H i L. W trybie L czujnik wysyła sygnał wyjściowy, tyle że jest to okres czasu ustawiony potencjometrem. Tryb H daje sygnał, gdy jesteś w obszarze zasięgu czujnika, a gdy go opuścisz, zniknie on po czasie ustawionym przez górny potencjometr.

Jeśli chcesz użyć czujnika bez mikrokontrolerów, a następnie zmontuj ten obwód, wszystkie elementy są podpisane. Obwód jest zasilany przez kondensator gaszenia, napięcie zasilania jest ograniczone do 12 V za pomocą diody Zenera. Kiedy na wyjściu czujnika pojawia się dodatni sygnał przekaźnika P, zostaje on włączony przez tranzystor NPN (na przykład BC547, mje13001-9, KT815, KT817 i inne). Możesz użyć przekaźnika samochodowego lub dowolnego innego z cewką 12V.

Jeśli potrzebujesz zaimplementować inne funkcje - możesz na przykład użyć go w parze z mikrokontrolerem Tablica Arduino. Poniżej znajduje się schemat połączeń i kod programu.

Ultradźwiękowy

Emiter pracuje na wysokich częstotliwościach - od 20 kHz do 60 kHz. Stąd pochodzi jeden problem - zwierzęta, takie jak psy, są wrażliwe na te częstotliwości, a ponadto są wykorzystywane do ich odstraszania i szkolenia. Takie czujniki mogą ich drażnić i pojawiają się z tym problemy.

Ultradźwiękowy czujnik ruchu działa na efekt Dopplera. Emitowana fala, odbita od poruszającego się obiektu, jest zwracana i odbierana przez odbiornik, podczas gdy długość fali (częstotliwość) zmienia się nieznacznie. Jest to wykrywane, a czujnik generuje sygnał, który służy do sterowania przekaźnikiem lub symulatorem i przełączania obciążenia.

Czujnik działa dobrze, ale jeśli ruchy są bardzo powolne, może nie działać. Zaletą jest to, że nie są wrażliwe na zmiany warunków środowiskowych.

Czujniki laserowe lub fotograficzne

Mają emiter (na przykład IR LED) i odbiornik (fotodioda o podobnym spektrum). Jest to prosty czujnik, który można wdrożyć w dwóch wersjach:

1. Emiter i fotodioda są zamontowane naprzeciw siebie w przejściu (obszarze kontrolowanym). Przechodząc przez nie, zasłaniasz promieniowanie i nie dociera ono do odbiornika, wtedy czujnik zostaje wyzwolony, a przekaźnik włączony. Można to wykorzystać w systemach alarmowych.

2. Emiter i fotodioda znajdują się obok siebie, gdy jesteś w zasięgu czujnika, promieniowanie odbija się od ciebie i uderza w fotodiodę. Jest to również nazywane wykrywaczem przeszkód i jest z powodzeniem stosowane w robotyce.

Mikrofalówka

Składa się również z nadajnika i odbiornika. Pierwszy generuje sygnał wysokiej częstotliwości, drugi odbiera je. Po przejściu w pobliżu zmiany częstotliwości.Odbiornik jest skonfigurowany w taki sposób, że gdy zmienia się częstotliwość, sygnał jest wzmacniany i przesyłany do organu wykonawczego, takiego jak przekaźnik, a obciążenie jest włączane.

Mikrofalowe czujniki ruchu są bardzo czułe, pozwalają „zobaczyć” obiekt nawet za drzwiami lub szybą, ale powoduje to również problemy z fałszywym wyzwoleniem, gdy obiekt znajduje się poza polem zamierzonej widoczności.

Są to dość drogie czujniki, ale reagują nawet na najmniejsze ruchy.

Urządzenia pojemnościowe działają podobnie. Taki obwód pokazano poniżej.

Jak podłączyć czujnik ruchu?

Możesz wymyślić niezliczone opcje i schematy podłączania czujnika ruchu w zależności od potrzeb, czasami potrzebujesz systemu do pracy podczas przemieszczania się w różnych miejscach, na przykład oświetlenie uliczne w drodze z domu do bramy i odwrotnie, w innych przypadkach konieczne jest włączenie lub wyłączenie światła itp. .d Rozważymy kilka opcji.

Zazwyczaj czujnik ruchu ma trzy przewody lub trzy zaciski do podłączenia:

1. Nadchodząca faza.

2. Faza wychodząca do zasilania obciążenia.

3. Zero.

Jeśli nie masz wystarczającej mocy czujnika, użyj przekaźnika pośredniego i Rozrusznik magnetyczny 220 V z cewką. Aby to zrobić, zamiast żarówki, przewody cewki są połączone na poniższych schematach.

Schemat numer 1. Lampa włącza się tylko z czujnika ruchu.

Schemat numer 2. Lampa włącza się z czujnika ruchu lub z przełącznika (wymuszone włączenie).

Schemat numer 3. Czujnik ruchu jest wyłączony. Dlatego nie będzie działać, gdy nie będzie ci potrzebny, na przykład w ciągu dnia.

Schemat nr 4 - włączenie lampy z dwóch czujników znajdujących się w różnych miejscach.

Zdjęcie poniżej pokazuje zaciski, do których podłączone są przewody zasilające.

Wniosek

Korzystanie z czujników ruchu, niezależnie od tego, jak to brzmi, to krok do inteligentnego domu. Po pierwsze, pomoże zaoszczędzić energię i żywotność lampy. Po drugie, eliminuje to potrzebę klikania przełącznika za każdym razem. Aby oświetlić ulicę przy odpowiednich ustawieniach, możesz włączyć światło, gdy zbliżasz się do bramy domu.

Jeśli odległość od bramy do domu wynosi 7-10, możesz zrobić z jednym czujnikiem, to nie musisz układać kabla do drugiego czujnika ani montować obwodu z przełącznikiem przejściowym.

Jak już wspomniano, najbardziej popularne są czujniki podczerwieni, wystarczają do prostych zadań, jeśli potrzebujesz większej czułości lub dokładności, spójrz na inne rodzaje czujników.