Esquemas de sensores de movimento e o princípio de seu trabalho, diagramas de fiação

Um sensor de movimento é usado com mais frequência para acender a iluminação quando você anda ou está perto dele. Com ele, você pode economizar eletricidade e poupar o trabalho de acionar um interruptor. Este dispositivo também é usado em sistemas de alarme para detectar invasões indesejadas. Além disso, eles podem ser encontrados nas linhas de produção, são necessários para a execução automatizada de qualquer tarefa tecnológica. Os sensores de movimento são chamados de sensores de ocupação.

Tipos de sensores de movimento

Os sensores de movimento distinguem de acordo com o princípio da ação, seu trabalho, precisão de operação e características de uso dependem disso. Cada um deles tem pontos fortes e fracos. O preço final desse sensor também depende do design e do tipo de elemento usado.

O sensor de movimento pode ser feito em um compartimento e em edifícios diferentes (a unidade de controle é separada do sensor).

Contato

A opção mais fácil para um sensor de movimento é usar interruptor de limite ou interruptor de palheta. O interruptor Reed (contato selado) é um interruptor que dispara quando um campo magnético aparece. A essência do trabalho é instalar um interruptor de limite com contatos normalmente abertos ou um interruptor de palheta na porta; quando você o abre e entra na sala, os contatos se fecham, ligam o relé e acendem a luz. Esse circuito é mostrado abaixo.

Infravermelho

Eles são desencadeados por radiação térmica, reagem a mudanças de temperatura. Quando você entra no campo de visão de um sensor desse tipo, ele é acionado pela radiação térmica do seu corpo. A desvantagem deste método de determinação são os falsos positivos. A radiação térmica é inerente a tudo o que está ao redor. Aqui estão alguns exemplos:

1. Sensor de movimento IR Ele fica em uma sala com um aquecedor elétrico, que é ligado e desligado periodicamente por temporizador ou termostato. Quando o aquecedor está ligado, são possíveis alarmes falsos. Você pode tentar evitar isso com um ajuste longo e meticuloso da sensibilidade, bem como uma tentativa de direcioná-lo para que não haja aquecedor na linha de visão direta.

2. Ao instalar na rua, é possível acionar rajadas de vento quente.

Em geral, esses sensores funcionam bem, e esta é a opção mais barata. Um sensor PIR é usado como um elemento sensível; ele cria um campo elétrico proporcional à radiação térmica.

Mas o sensor em si não tem uma orientação ampla, uma lente Fresnel é instalada em cima dele.

Será mais correto dizer - lente multi-segmento ou multi-lente. Preste atenção na janela desse sensor, ele é dividido em seções e são segmentos de lentes, eles focam a radiação incidente em um feixe estreito e o direcionam para a área sensível do sensor. Como resultado, raios de radiação de lados diferentes caem na pequena janela receptora do sensor piroelétrico.

Para aumentar a eficiência da detecção de movimento, podem ser instalados sensores duplos ou quádruplos ou vários sensores separados. Assim, o campo de visão do dispositivo se expande.

Com base no exposto, note-se que o sensor não deve receber luz da lâmpada e que não deve haver lâmpadas incandescentes em seu campo de visão; também é uma forte fonte de radiação infravermelha; portanto, a operação do sistema como um todo será instável e imprevisível. A radiação infravermelha não passa bem através do vidro, portanto não funcionará se você sair pela janela ou porta de vidro.

Esse é o tipo mais comum de sensor, você pode comprá-lo ou montá-lo por conta própria, então vamos considerar seu design em detalhes.

Como montar um sensor de movimento IR com suas próprias mãos?

A opção mais comum é o HC-SR501. Ele pode ser comprado na loja de peças de rádio, no ali-express, geralmente fornecida em kits Arduino. Pode ser usado em conjunto com um microcontrolador ou de forma independente. É uma placa de circuito impresso com um microcircuito, cintas e um sensor PIR. O último é coberto com uma lente, há dois potenciômetros na placa, um deles regula a sensibilidade e a segunda vez que um sinal está presente na saída do sensor. Ao detectar movimento na saída, um sinal aparece e o tempo definido é mantido.

Ele é alimentado por uma tensão de 5 a 20 volts, opera a uma distância de 3 a 7 metros e o sinal de saída dura de 5 a 300 segundos. Você pode estender esse período se usar one-shot na NE555microcontrolador ou relé de retardo de tempo. O ângulo de visão é de cerca de 120 graus.

A foto mostra o conjunto do sensor (esquerdo), a lente (canto inferior direito) e o verso da placa (canto superior direito).

Considere o quadro com mais detalhes. De frente, há um elemento sensor. Na parte traseira, há um microcircuito, seu chicote, à direita, dois resistores de sintonia, onde o superior é o tempo de atraso do sinal e o inferior é a sensibilidade. Na parte inferior direita do jumper, para alternar os modos H e L. No modo L, o sensor emite um sinal de saída apenas durante o período definido pelo potenciômetro. O modo H emite um sinal enquanto você está na área de cobertura do sensor e, quando você sai, o sinal desaparece após o tempo definido pelo potenciômetro superior.

Se você deseja usar o sensor sem microcontroladores, monte este circuito, todos os elementos estão assinados. O circuito é alimentado através de um capacitor de têmpera, a tensão de alimentação é limitada a 12V usando um diodo zener. Quando um sinal positivo do relé P aparece na saída do sensor, ele é ativado através de um transistor NPN (por exemplo, BC547, mje13001-9, KT815, KT817 e outros). Você pode usar um relé de carro ou qualquer outro com uma bobina de 12V.

Se você precisar implementar algumas outras funções - você pode usá-lo em conjunto com um microcontrolador, por exemplo Placa Arduino. Abaixo está o diagrama de conexão e o código do programa.

Ultrasonic

O emissor opera em altas frequências - de 20 kHz a 60 kHz. Um problema vem daqui - animais, como cães, são sensíveis a essas frequências; além disso, são usados ​​para assustá-los e treiná-los. Tais sensores podem incomodá-los e surgem problemas com isso.

O sensor de movimento ultrassônico opera no efeito Doppler. A onda emitida, refletida por um objeto em movimento, é retornada e recebida pelo receptor, enquanto o comprimento de onda (frequência) varia levemente. Isso é detectado e o sensor gera um sinal usado para controlar o relé ou o simulador e alternar a carga.

O sensor funciona bem, mas se os movimentos forem muito lentos, pode não funcionar. A vantagem é que eles não são sensíveis a mudanças nas condições ambientais.

Sensores laser ou fotográficos

Eles possuem um emissor (por exemplo, um LED IR) e um receptor (um fotodiodo de espectro semelhante). Este é um sensor simples, pode ser implementado em duas versões:

1. O emissor e o fotodiodo são montados na passagem (área controlada) oposta. Quando você passa por ele, você obscurece a radiação e ela não alcança o receptor; o sensor é acionado e o relé é ligado. Isso pode ser usado em sistemas de alarme.

2. O emissor e o fotodiodo estão próximos um do outro, quando você está na cobertura do sensor, a radiação é refletida e atinge o fotodiodo. Isso também é chamado de detector de obstáculos, é usado com sucesso em robótica.

Microondas

Também consiste em um transmissor e um receptor. O primeiro gera um sinal de alta frequência, o segundo os recebe. Quando você passa perto da frequência muda.O receptor é configurado de forma que, quando a frequência muda, o sinal é amplificado e transmitido ao órgão executivo, como um relé, e a carga é ligada.

Os sensores de movimento por microondas são muito sensíveis, eles permitem que você "veja" um objeto mesmo atrás de uma porta ou atrás de um vidro, mas isso também causa problemas de disparos falsos quando o objeto está fora do campo de visibilidade pretendida.

Estes são sensores bastante caros, mas respondem até aos menores movimentos.

Dispositivos capacitivos funcionam da mesma forma. Esse circuito é mostrado abaixo.

Como conectar um sensor de movimento?

Você pode criar inúmeras opções e esquemas para conectar um sensor de movimento, dependendo de suas necessidades, às vezes você precisa que o sistema funcione ao se deslocar em locais diferentes, por exemplo, iluminação pública no caminho de casa para o portão e vice-versa; em outros casos, é necessário ligar ou desligar a luz, etc. .d. Vamos considerar várias opções.

Normalmente, um sensor de movimento possui três fios ou três terminais para conexão:

1. A próxima fase.

2. A fase de saída para alimentar a carga.

3. Zero.

Se você não tiver energia suficiente no sensor, use um relé intermediário e Acionador de partida magnético 220V com bobina. Para fazer isso, em vez de uma lâmpada, os fios da bobina são conectados nos esquemas abaixo.

Esquema número 1. A lâmpada acende apenas a partir do sensor de movimento.

Esquema número 2. A lâmpada acende a partir do sensor de movimento ou do interruptor (ligação forçada).

Esquema número 3. O sensor de movimento está desativado. Portanto, não funcionará quando você não precisar, por exemplo, durante o dia.

Esquema n.º 4 - acender a lâmpada a partir de dois sensores localizados em locais diferentes.

A foto abaixo mostra os terminais aos quais os fios de energia estão conectados.

Conclusão

Usar sensores de movimento, não importa como soa, é um passo para casa inteligente. Em primeiro lugar, ajudará a economizar energia e vida útil da lâmpada. Em segundo lugar, isso elimina a necessidade de clicar sempre no botão. Para iluminar a rua com as configurações corretas, verifique se a luz acende quando você se aproxima do portão da casa.

Se a distância do portão até a casa for de 7 a 10, você pode fazer com um sensor e não precisar colocar o cabo no segundo sensor ou montar um circuito com uma chave de passagem.

Como já mencionado, os mais comuns são sensores de infravermelho, são suficientes para tarefas simples; se você precisar de mais sensibilidade ou precisão, dê uma olhada em outros tipos de sensores.