Mpk-prometey.ru

МПК Прометей
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

Содержание статьи

Типы датчиков движения

Как собрать ИК-датчик движения своими руками

Лазерные или фотодатчики

Как подключить датчик движения

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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).

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

Читайте так же:
Схема выключатель merlin gerin

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.

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

Читайте так же:
Схема как сделать двойной выключатель

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.

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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

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

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

Читайте так же:
Lezard выключатели подключение проводов

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

1. Приходящая фаза.

2. Фаза, отходящая для питания нагрузки.

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.

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

На фото ниже изображены клеммы к которым подсоединяются питающие провода.

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

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.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Факультет Интернет вещей

 Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды…

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Выключатель бытовой

Бытово́й выключа́тель — это двухпозиционный коммутационный аппарат с нормально-разомкнутыми контактами, предназначенный для работы в сетях с напряжением до 1000 вольт, не предназначенный для отключения токов короткого замыкания, без специальных устройств дугогашения, местного управления, с ручным приводом.

Читайте так же:
Чем отличаются контакторы от автоматических выключателей

Остальные характеристики этого выключателя, такие как рабочий ток, степень влаго-, пыле- и взрывозащищённости (IP), климатическое исполнение, способ установки, материал контактов — определяются производителем и зависят от конкретной модели.

Более того, для бытового выключателя актуально конструктивное исполнение — для внутренней установки (встраиваемым в стену, для скрытой проводки) или для внешней установки (устанавливаемым на стену, для открытой проводки).

В основном применяются для включения и выключения освещения (люстр, плафонов). Для этой же цели в продаже появились выключатели с плавным управлением освещённости: светорегуляторы, диммеры, триммеры.

1879 год — Эдисон демонстрирует разработанную им современную систему электрического освещения, включающую лампу накаливания, патрон с винтовой резьбой, цоколь, клеммы, выключатель, штепсельную розетку и вилку, электрический счетчик, предохранители.

Выключатели бывают самыми разнообразными по конструкции, их виды зависят от назначения, числа замкнутых электрических цепей и величины тока, которую они способны пропустить. В быту, как правило, используются выключатели на напряжение до 250 В, и максимальный ток 4, 6 либо 10 А (реже встречаются и другие значения). Основные виды (для бытовых целей):

Это привычные нам выключатели с клавишей. В России верхнее положение клавиши соответствует включенному свету, а нижнее — выключенному (хотя иногда выключатели случайно устанавливают перевёрнутыми). Так повелось со времени изобретения рубильников из-за их конструктивных особенностей. Аналогичная ориентация выключателя также принята в европейских странах, США и Канаде. В Англии, Австралии, Новой Зеландии и Ирландии общепринятой является обратная ориентация выключателя, когда цепь замыкается в нижнем положении клавиши.

Некоторые выключатели такого типа могут также иметь световые индикаторы, позволяющие быстро отыскать их в темноте. Когда включают свет, индикатор гаснет, а при выключенном свете — постоянно горит.

Конструктивно являются ключами. То есть, в одном положении размыкают цепь, а в другом замыкают.

Это выключатель, вместо клавиши имеющий нажимную подпружиненную кнопку. Кнопка может быть стилизована под клавишу. Тогда нажатие происходит на её нижнюю часть.

Конструктивно, как правило, являются импульсными, то есть просто кнопками. Пока кнопка нажата, цепь замкнута. Такие кнопки используются, например, в звонках. Встречаются и кнопочные выключатели типа ключ, которые замыкают и размыкают цепь поочередно при каждом нажатии.

В США выключателями типа «push-button» называются устройства, имеющие две кнопки, а не одну. Когда одна кнопка нажимается, другая выдавливается автоматически. Эти выключателями конструктивно являются уже ключами, а не кнопками.

Читайте так же:
Установка двойного выключателя legrand

Выключатель, вместо клавиши имеющий рычажок управления. Конструкция этого выключателя запатентована Вильямом Ньютоном и Моррисом Гольдбергом в 1916 году.

Конструктивно являются ключами.

Поворотная рукоять в одном положении замыкает цепь, а в другом размыкает её. Конструктивно являются ключами. Пример — выключатель типа ПГ.

Их также называют верёвочными, на жаргоне — «дёргалками». Включение и выключение света происходит посредством вытягивания шнура из корпуса выключателя. Конструктивно могут являться как ключами, так и кнопками, и даже механическими «двухразрядными двоичными счётчиками», способными последовательно принимать состояния 00, 01, 10, 11, затем снова 00, и так далее. Ненадёжны. При выходе таких выключателей из строя владельцы часто заменяют шнур на электрический, на конце которого располагают обычный выключатель для открытой проводки на изолирующей подставке.

Эти выключатели не требуют механического воздействия на какой-либо орган управления. Воздействие на выключатель происходит при его касании. Конструктивно могут являться как ключами, так и кнопками.

Такой выключатель в одном состоянии размыкает цепь, а в другом замыкает её. Таким образом, выключатель является ключом. Иногда называются просто — выключатели.

По способу управления чаще всего являются клавишными, хотя встречаются поворотные, шнуровые, сенсорные и даже кнопочные выключатели.

Контакт происходит только при воздействии, без фиксации в этом положении.

Чаще всего используются в звонках. Для управления электроприборами требуют подключения к импульсному реле или контроллеру.

По способу воздействия чаще всего являются кнопочными, хотя встречаются клавишные, сенсорные и шнуровые импульсные выключатели.

Переключатель на 2 направления, «проходной» выключатель. Этот прибор замыкает конкретную цепь в каждом из положений. Если подключить к нему 2 лампы, в одном положении будет работать первая, а в другом вторая. Имеет 3 разъема для подключения.

Чаще всего используются в проходных схемах, когда к одному потребителю требуется подключить 2 независимых выключателя.

По принципу управления, как правило, клавишные

«Сдвоенный», промежуточный выключатель. Переключатель, имеющий 4 разъема для подключения. При переходе из одного состояния в другое инвертирует коммутацию подключенных к нему кабелей. Используется в проходных схемах с тремя независимыми выключателями в сочетании с двумя переключателями.

Диммеры, сумеречные выключатели и т. д.

Дизайн выключателя, цвет, материал декоративных элементов и конструкция механизма зависят от серии электроустановочных изделий.

Су́меречное реле́ — один из типов реле, используемый для включения или выключения электрического освещения в зависимости от уровня освещенности окружающей среды.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector