Собираем набор комплектующих элементов
Установка датчиков данного типа предпочтительнее для закрытых помещений; в открытых пространствах свойства атмосферы могут меняться, и это скажется на точности срабатывания аппаратуры.
Чтобы изготовить схему самодельного инфракрасного датчика для пересечения, потребуется:
- Питающая батарейка или аккумулятор с рабочим напряжением не менее 3,5 В.
- Низковольтный транзистор с открытым коллектором.
- Корректирующий резистор, который обеспечит приём цифрового сигнала.
- Микроконтроллер (есть конструкции с подтягивающим сопротивлением, в этом случае корректирующий резистор не потребуется).
- Исполнительное устройство: фото- или светодиод.
Совет: для решения более сложных задач – например, не просто фиксирования перемещения, а и использования этого факта для включения какого-то своего прибора или аппаратуры — понадобится соответствующее реле. Устройство датчика перекрестного хода предусматривает соединительные провода разного цвета, экранированные от внешних помех.
Кратко о датчиках
Один из самых простых видов датчиков — концевой выключатель или самовозвратная кнопка (без фиксации).
Она устанавливается у двери и реагирует на ее открытие и закрытие. С помощью нехитрой схемы данный аппарат включает свет в холодильнике. Ей можно оснастить кладовку или тамбур прихожей, дверь в подъезде, дежурную светодиодную подсветку, использовать данный выключатель как сигнализацию, которая оповестит об открытии или закрытии двери. Недостатками конструкции могут являться сложности в установке, и порой непрезентабельный внешний вид.
Аппараты, на основе геркона и магнита, можно заметить на дверях и окнах охраняемых объектов. Их принцип работы очень похож на работу кнопки. Геркон может размыкать или соединять контакты при поднесении к нему обычного магнита. Таким образом, сам геркон устанавливается на дверной проем, а магнит вешается на дверь. Такая конструкция аккуратно выглядит и используется чаще, чем обычная кнопка. Недостаток устройств в узко специализированном применении. Для контроля открытых территорий, площадей, проходов они не годны.
Для открытых проходов существуют устройства, реагирующие на изменения в окружающей среде. К ним относятся фотореле, емкостные (датчики поля), тепловые (PIR), звуковые реле. Для фиксации пересечения определенного участка, контроля препятствия, наличия движения какого-либо объекта в зоне перекрытия, используют фото или звуковые эхо устройства.
Принцип работы таких датчиков основан на формировании импульса и его фиксации после отражения от объекта. При попадании в такую зону предмета, изменяется характеристика отраженного сигнала, и детектор формирует сигнал управления на выходе.
Для наглядности представлена принципиальная схема работы фотореле и звукового реле:
Детектор препятствия
Датчик пересечения
В качестве передающего устройства в оптических датчиках используются инфракрасные светодиоды, а в качестве приемника – фототранзисторы. Звуковые датчики работают в ультразвуковом диапазоне, поэтому их работа для нашего уха кажется бесшумной, однако каждый из них содержит маленький излучатель и улавливатель.
К примеру, замечательно снабдить детектором движения зеркало с подсветкой. Включение освещения будет происходить только в тот момент, когда человек будет находиться непосредственно возле него. Не желаете сделать такую подсветку зеркала самостоятельно?
Этапы сборки прибора
Микроволновый
Для контроля открытых пространств и контроля наличия объектов в нужной зоне, существует емкостное реле. Принцип действия данного устройства заключается в измерении величины поглощения радиоволн. Каждый наблюдал или был участником этого эффекта, когда, приближаясь к работающему радиоприемнику, частота на которой он работает, сбивалась и появлялись помехи.
Поговорим о том, как сделать датчик движения микроволнового типа. Сердцем данного детектора является радио микроволновой генератор и специальная антенна.На данной принципиальной схеме представлен простой способ сделать микроволновый датчик движения. Транзистор VT1 является высокочастотным генератором и по совместительству радио приемником.
Ниже предоставлена действенная схема реле присутствия на доступных компонентах, которая поможет собрать детектор движения своими руками или просто пригодится для ознакомления с устройством.
Тепловой
Тепловой ДД (PIR) самый распространенный сенсорный аппарат в хозяйственном секторе. Это объясняется дешевыми комплектующими, простой схемой сборки, отсутствием дополнительных сложных настроек, широким температурным диапазоном работы.
Готовый аппарат можно купить в любом магазине электротоваров. Часто этим сенсором снабжаются светильники, устройства сигнализации и прочие контроллеры. Однако сейчас мы расскажем, как сделать тепловой датчик движения в домашних условиях. Простая схема для повторения выглядит следующим образом:Специальный тепловой датчик В1 и фото элемент VD1 составляют автоматизированный комплекс управления освещением.
На каждой плате распаян разъем из трех штырьков, VCC 5 вольт, GND -5 вольт, OUT выход на детекторе и IN вход на плате реле. Для того, чтобы сделать устройство своими руками, необходимо с источника питания подать на платы 5 Вольт (плюс и минус), например, от зарядки для телефонов, а out и in соединить вместе.
Теперь вы знаете, как сделать датчик движения своими руками. Надеемся, предоставленные схемы и видео помогли вам в сборке самодельного сенсора!
Датчик движения собирается в несколько приемов:
- от блока питания отрезается разъем. Далее мультиметром определяется жила с плюсовым зарядом;
- из перечисленных выше компонентов делают фотоприемник, соединяя их в схему.
Схема фотоприемника
Затем подключают лазерную указку к блоку питания:
- припаивают к блоку два дополнительных провода;
- протыкают шурупом водопроводную прокладку и помещают данную конструкцию в лазерную указку шляпкой вперед, так чтобы та уперлась в пружинный контакт.
В предложенной схеме 1 на резистор R1 возлагаются функции коллектора и нагрузки. Настройка рабочей точки осуществляется с его помощью. Оптимальное сопротивление определяют методом подбора.
Для точной настройки значений включения и отключения микроволнового датчика (схема 2) требуется компаратор. Его роль играет тиристор VS1. Он находится под управлением силового реле напряжением 12 В.
Для примера можно использовать алгоритм действий при выборе типового пироэлектрического модуля HC-SR501. Первым переменным резистором настраивают чувствительность. Кроме дистанции (до 7 м), этим параметром можно ограничить размер детектируемых объектов. Вторым регулятором устанавливают необходимое время для задержки управляющего выходного импульса. Положением перемычки устанавливают режим:
- H (по умолчанию) – отсчет времени начинается от момента обнаружения движения;
- L – определение движения обнуляет таймер.
Элементы настройки
Параметры настройки
Самое главное, что необходимо осуществить в первую очередь — это скорректировать зону видимости прибора движения. В современных моделях они выделены специальными элементами.
Проводя настройку данного параметра, стоит направить угол установки так, чтобы лучи были попадали на зону обнаружения.
Настроить чувствительность датчика можно с помощью специального регулятора он находится на корпусе и оформлен в виде панели от минимального до максимального значения.
Настройка данного параметра является наиболее сложной, поскольку детектор должен будет срабатывать только на движения человека.
Далее следует настройка порога освещенности, он позволяет срабатывать прожектору после наступления темноты. Во-первых, нужно установить параметр на максимальное значение, а затем с наступлением темноты отрегулировать период срабатывания датчика.
Последний показатель задержка времени, настраивается очень просто. Диапазон времени от 5 сек. до 10 мин. Настройка этого параметра зависит от ваших предпочтений, при настройке параметры лучше начинать с минимальной отметки, для более быстрой проверки параметров.
Настроить датчики движения своими руками достаточно просто, следует лишь проявить немного терпения и последовательности.
На что еще обращают внимание при покупке датчика движения
Если датчик движения для прожектора еще не приобретен, то при его выборе, помимо перечисленных выше особенностей приборов, стоит обратить внимание на производителя и некоторые важные для эксплуатации характеристики
Цены на светодиодные прожекторы
светодиодный прожектор
- Среди компаний, которые пользуются популярностью у потребителей из-за качества их продукции, можно назвать «Theben» и «Brennenstuhl» (Германия), «Orbis» (Испания), российские бренды «Camelion» , «Feron», «TDM», «ЭРА». Многие из перечисленных приборов собираются в Китае, но особых нареканий по качеству нет. Да и чисто китайские бренды «Ultralight» или «REXANT» тоже считаются вполне достойными и конкурентоспособными моделями.
- Допустимая мощность нагрузки должна быть по меньшей мере не ниже потребляемой мощности предназначенного к совместной установке прожектора. А вообще – лучше, чтобы был еще и определенный запас, прядка 30%.
- Для уличного размещения требуется выбирать датчики, которые имеют класс защиты корпуса не ниже IP44.
- Важнейшими параметрами являются дальность срабатывания и угловая ширина сектора обзора.
- Производитель может указывать рекомендуемую высоту установки датчика. Этой рекомендации следует придерживаться, чтобы система автоматического включения света работала корректно, без сбоев и «холостых» пусков.
- Качественные приборы имеют несколько регуляторов настройки – задержка времени выключения и чувствительность сенсора. В недорогих моделях эти параметры могут быть предустановлены, и корректировке не подлежат. Это может быть очень неудобно в эксплуатации.
- Еще одним элементом настройки может быть изменения уровня освещенности для срабатывания прибора. Как правило, в конструкцию датчика движения включается фотореле. То есть прибор будет реагировать на движение включением света только в условиях недостаточной освещенности, ниже предустановленного уровня. Согласитесь, нет смысла в работе такой системы днем.
Если фотореле нет, то придется или ежедневно производиться включение-выключение питания вручную. Или все же приобретать дополнительно фотореле и включать его в общую схему. Как это делается – будет показано ниже.
Если свет включается непредсказуемо
Нарушения работы детектора движения возникают, когда рабочие условия меняются под внешними факторами. В их числу относится присутствие источников высокочастотных радиосигналов. Поэтому не следует размещать устройство там, где они могут подвергнуться такому влиянию.
Аналогичное влияние на функции датчика могут оказывать сильные электромагнитные поля от сварочных аппаратов, пускателей, контакторов и прочих электромагнитных приборов.
Если избавить от источников помех нельзя, а детектор движения обязательно нужно устанавливать в зоне их влияния, следует минимизировать их воздействие следующим образом:
- создавать экран для датчика, оборачивая его фольгой (в данном случае обязательно необходимо заземление);
- выставлять в настройках устройства более низкую чувствительность с помощью регулятора SENS.
Другие причины ложных срабатываний и неожиданного включения:
- слабый контакт, пробой изоляционного материала или излом токоведущих жил. Всё это приводит к появлению электромагнитных помех, в поле которых попадает датчик;
- попадание в зону действия случайных предметов, которые изначально в ней не находятся. Прежде всего, здесь имеются в виду ветки деревьев, которые может заводить в зону срабатывания ветром;
- искажение температурного режима внутренней схемы прибора из-за прямого попадания солнечных лучей на корпус или нахождения вблизи приборов, излучающих тепло (лампы накаливания, обогреватели и т.п.). Если условия монтажа обязывают к такому соседству, нужно создавать барьер.
В редких случаях к включению света могут приводить атмосферные осадки, открытые окна, выброс тёплого воздуха вентиляторами и т.д. Для снижения вероятности ложных срабатываний нужно учитывать все перечисленные факторы при проектировании зоны действия.
Виды
Существует несколько классификаций приборов
При выборе и покупке следует обращать внимание на каждый из них, так как от этого зависит эффективность работы, многофункциональность и безопасность
По принципу действия
Принцип действия — это способ регистрации изменений. Самые простые — звуковые, но для некоторых целей их мощности может быть недостаточно. Принцип их действия основан на то, что прибор срабатывает только в случае, когда объект издает звуки. Этот принцип заложен в простейшие выключатели, которые работают от хлопка. Понятно, что для охранной системы и робототехники такие вариант не подойдут. Вместо них используются более современные и удобные.
Ультразвуковой
Состоит из приемника и генератора сигналов. Функционирует на основе эффекта Доплера. То есть, когда происходит изменения частоты или длины волны, то на приемник поступает сигнал. Импортируется в устройстве сигнализаций и осветительных приборах.
Фотоэлектрический
Датчик фотоэлектрический работает за счет обнаружения неизменный интенсивности света. Это в свою очередь подкрепляется или воздействием предмета, или изменением формы, отражения, размера объекта. Есть современные фотоэлектрические приборы, способные считывать информацию вплоть до нескольких сот метров.
Емкостной
Емкостный предназначен непосредственно для получения и обработки излучений, но уже отраженных. Подходящий для охранной системы сигнализации, но может использоваться и в осветительных видах приборов.
Акустический
Срабатывают при обнаружении изменения длины звуковой волны. Включаются, если уровень шума превышает номинальный. Устанавливается норма самостоятельно пользователем.
Инфракрасный
ИК датчики популярны за счет эффективности и точности в сочетании с небольшой ценой. Этот механизм включаются при возникновении, смещении или устранении ИК волны на фотоэлементе.
Датчик нагрузки
Включается при достижении на определенную локацию нормативного веса. Например, устанавливается в прихожей входной двери. Человек заходит и свет включается автоматически.
Комбинированный
Плюс в том, что он снижает число ложных срабатываний и тем самым экономит ресурсы. Устанавливает две системы определения передвижения (сейчас могут быть любые, но обычно это акустика и инфракрасный или ИК и ультразвуковой). Свет появится только того, когда сигнал примут и обработают оба детектора.
По количеству блоков
Важная характеристика, которая определяет функционал устройства.
Однопозиционные
Одно позиционные варианты позволяют контролировать движения из одной точки. Это самый ненадежный вариант, но в ряду случаев его функционала достаточно.
Двухпозиционное
Вариант с двумя позициями показывает большую эффективность. Устройство контролирует происходящее из нескольких точек.
Многопозиционные
Наиболее универсальные. Походят для охранных систем, осуществляющих включение молниеносно.
По способу монтажа
По способу установки оборудование различается на встроенного типа и накладное. Первые фиксируются в стене или на поверхности при помощи специального отверстия. Накладные прибиваются при помощи дупелей
Уличные датчики важно закреплять максимально прочно
По методу получения входящего
Метод получения сигнала — это разделение на инфракрасные, звуковые и другие виды. В зависимости от этой характеристики меняется параметр мощности. Современные устройства для дома рассчитаны на 1000-2000 Ватт.
Исходящий сигнал определяет тип используемых ламп. Это могут быть лампы накаливания или галогенные, люминесцентные. Дальность реагирования, то есть передачи исходящего сигнала, для дома до 20 метров.
Настройки детектора движения
Когда вопрос, как подключить датчик движения своими руками, решен, следует произвести еще одну обязательную процедуру. Как и любое техническое устройство, датчик движения для освещения требует после своей установки произвести настройку для максимально эффективного использования.
Для настройки производители обычно устанавливают на корпусе прибора три регулятора-ручки (или рычажка) с маркировками «TIME», «LUX» и «SENS».
Каждый из регуляторов предназначен для управления одним из параметров детектора движения:
- «TIME» — регулятор времени продолжительности удержания сигнала. Проще говоря, при подключении датчика к прибору освещения это время будет указывать, как долго свет останется включенным после срабатывания детектора. Если до конца этого времени произошла еще одна фиксация движения датчиком, то время начинается отсчитываться заново. Обычно регулятор дает возможность задать диапазон значений от 1 секунды до 10 минут;
- «LUX» — регулирование уровня освещенности, при которой детектор не будет реагировать на движение и подавать сигнал. Используется для предотвращения включения освещения в дневное время, особенно если датчик движения для включения света смонтирован для освещения на улице;
- «SENS» — чувствительность прибора. При помощи регулировки чувствительности добиваются реагирования на нужное воздействие и бездействие при меньших влияниях. Так, правильно настроенный детектор будет включать свет при приближении человека, но не станет реагировать на менее массивную кошку. Расстояние, на котором происходит реагирование, также зависит от чувствительности. При высоком уровне чувствительности повышается процент ложных срабатываний.
Из всего описанного несложно сделать вывод, что подключение датчика движения к системе освещения помещений частного дома или квартиры является очень эффективным и удобным способом улучшить комфорт. Кроме того, внесение такого приспособления в свой дом способно довольно ощутимо сберечь бюджет, снизив потребление электроэнергии, которая не станет расходоваться на освещение комнат, где никого нет.
В заключение
В наше время каждый старается сэкономить максимум электрической энергии, так как ее стоимость ложится непомерным грузом на семейный бюджет. Причем приходится экономить там, где это возможно. Электрическое освещение, особенно в осенне/зимне/весенний период составляет немалую долю от общего количества потребленной электроэнергии. Поэтому многие стараются экономить именно на освещении, поскольку никто не хочет отказываться от остального комфорта. На холодильнике или на морозильной камере, на электрической духовке и других элементах нашей цивилизации экономить в наше время мало кто будет. Поэтому люди устанавливают датчики движения, чтобы хоть как-то сэкономить на электричестве. К тому же не нужно думать о том, что на улице или в подсобном помещении можно просто забыть выключить свет и тогда освещение может остаться включенным до следующего раза. Обидно то, что электрическая энергия расходуется впустую, но за нее все равно придется платить.
С другой стороны, если посмотреть на эту проблему, датчики движения стоят недешево, поскольку собраны на радиоэлементах, которые недешевые. Поэтому, приобретая такой датчик, следует исходить из разумных соображений. Если учесть, что в последнее время многие используют энергосберегающие лампы и более современные светодиодные, то подобный подход к экономии просто неуместен. Скорее всего, датчик движения может быть использован исключительно, как высоко функциональный элемент. Тогда его применение может быть оправдано.
Наиболее оптимальный вариант применения датчика движения – это защитные функции. Если подсчитать, что вор может унести из дома или из квартиры, то стоимость подобных устройств не является столь высокой. Другими словами, наиболее оптимально использовать подобные устройства в охранных системах и здесь, альтернативы им практически нет. Главное – это правильно выбрать модель, в зависимости от типа охраняемого объекта.
Датчики движения, как и множество других радиоэлектронных или электромеханических приборов, облегчают человеку жизнь. Особенно это актуально в наши дни, когда человек испытывает большие морально-психологические нагрузки. Это приводит к тому, что человек зачастую многое забывает и электричество может работать в холостую, без пользы. А ведь для его генерации нужно затратить массу средств и материальных ресурсов, которые не безмерные и в ближайшее время скоро закончатся. И здесь вопрос экономии уже не столько финансовый, сколько этический. Каждый должен думать о том, что лишний киловатт энергии, выброшенный на ветер, это несколько килограммов сырья или земельных ресурсов, выброшенных также на ветер. Причем эти ресурсы не возобновляемые.
