Схема датчик движения инфракрасный: Схема инфракрасного датчика движения — как правильно подключить инфракрасный датчик движения

Схема инфракрасного датчика движения — как правильно подключить инфракрасный датчик движения


Весь технический прогресс направлен на то, чтобы сделать жизнь человека более комфортной. Датчики движения – не исключение. Реагируя на присутствие человека, эти небольшие приборы получили широкое распространение не так давно. Еще

5–10

лет назад такие специальные устройства использовались только для охраны крупных производственных объектов.


Сейчас же датчики используют в качестве функционального дополнения к общей сети электричества дома или квартиры. Такое решение позволяет отлично экономить электроэнергию, используя ее только при необходимости. С покупкой такого устройства особых проблем не возникает, но схема подключения инфракрасного датчика движения может загнать в тупик. Поэтому перед тем, как самостоятельно подключать датчик, стоит тщательно продумать все моменты.


Все, что нужно знать о датчике движения


Датчики движения реагируют на перемещение объектов, которые испускают тепло, что заметно в инфракрасном спектре. Радиус обнаружения в каждой модели разнится, так что этот момент нужно уточнить на этапе покупки. Основным компонентом любого датчика является фотоэлемент, который непосредственно обеспечивает распознавание тепла и движения, обнаруживая тепловые лучи.


Устройство состоит из:


  • пластикового корпуса


  • фотоэлемента, покрытого фокусирующей линзой


  • электронных элементов


Примечательно то, что при построении схемы подключения этого устройства необходимо учитывать окружающие объекты.


Чтобы распознавание движения не было затруднено, стоит помнить:


  • электроприборы излучают тепло


  • нельзя ставить датчик напротив источника света


  • магниты могут искажать работу устройств


Наиболее важной характеристикой любого датчика движения является угол обхвата. Соответственно, чем он больше, тем разнообразнее может быть схема подключения. От этого же напрямую зависит, сможет ли датчик покрыть весь объем помещения, где он размещен.


Схема подключения датчика движения


Первое, что стоит сделать перед тем, как подключать датчик, внимательно ознакомиться с инструкцией. Это обязательно по той причине, что по своей конструкции каждое устройство отличается, а значит, отдельные моменты подключения могут не совпадать. Стоит тщательно изучить схему расположения клеммных элементов, при этом имея четкое представление о функциях каждой клеммы.


Особое внимание стоит уделить соблюдению фазировки при подключении датчика движения.


Схема действий тут проста:


  • ознакомиться с расположением фазы, нуля и заземления (информация содержится в инструкции)


  • проверить то же самое в устанавливаемом помещении


Здесь следует быть максимально точным, ведь ошибка может привести к короткому замыканию и, как следствие, пожару.


Дальше – проще. Подключение датчика движения – действие само по себе несложное, в чем-то похожее на работу со стандартным выключателем. В обоих этих случаях схема подключения представляет собой разрыв электрической цепи, где устанавливаемое устройство смыкает или размыкает цепь. При необходимости постоянной работы источника света вне зависимости от движения, в состав схемы можно включить еще и стандартный выключатель, подсоединив его параллельно к самому датчику. В итоге получится, что:


  • когда свет выключен – контроль у датчика


  • когда включен – у выключателя


Несколько датчиков движения: схема подключения


Вследствие особенностей конкретного помещения, одного датчика может не хватить для покрытия всей площади. К примеру, изгибы или другие интерьерные элементы. В таком случае подключить сразу несколько датчиков – не проблема. Схема для подобных ситуаций предполагает параллельное друг к другу подключение  устройств.


Расположение фазы с нулем оказывается отдельно и без всяких прерываний подается на каждое устройство, а лишь затем идет подсоединение к освещению. В тоге замыкание цепи происходит по срабатыванию одного из датчиков движения, а на источник света подается напряжение. Само собой, что подключать надо датчики так, чтобы каждый из них покрывал максимальную площадь и вместе они обеспечивали покрытие всего помещения. Стоит избегать слепых пятен, хотя бы в ключевых точках.


Также принцип работы такой схемы подключения заключается в системе по принципу параллельных выключателей. Это означает, что, пока один из датчиков улавливает движение и замыкает цепь, второй – бездействует. Но как только человек появляется в радиусе действия второго устройства, первое заканчивает свою работу. При этом освещение буде непрерывным, даже без мигания.


Обязательно стоит помнить, что:


  • устройство направлять фотоэлементом в сторону потенциального движения


  • нужно регулярно протирать датчик, так как грязь скажется на его работе


  • необходимо учитывать все объекты в радиусе действия


Если установка датчиков, их монтаж или выбор при покупке вызывают затруднения, обращайтесь в сервис Юду. Специалисты всегда охотно помогут, выполнят работу профессионально и недорого.

Схемы подключения датчика движения для освещения

В этой статье ЭлектроВести расскажут Вам типовые схемы подключения датчика движения для освещения.

Датчиками движения называют приборы, которые реагируют на движущиеся, а не неподвижные предметы. Этим они отличаются от датчиков присутствия, настроенных на срабатывание при исчезновении, пропадании двигающихся объектов в контролируемой зоне.

Другими словами, прибор, контролирующий движение, должен сработать при нахождении человека внутри наблюдаемого пространства, когда он передвигается или замер, но хотя бы просто пошевелил пальцами. В то же время устройства контроля присутствия срабатывают тогда, когда люди полностью покинули помещение либо в нем остался совершенно замерший человек, не совершающий никаких движений.

Принципы работы датчиков движения

Обе группы этих датчиков могут работать на основе:

  • улавливания звуковых колебаний чувствительными акустическими системами;
  • восприятия теплового излучения, вызываемого человеческим телом инфракрасными приемниками пассивного действия;
  • перекрытия невидимых человеческому глазу инфракрасных лучей, направляемых от излучателя к приемнику активным методом.

Существуют еще другие способы выявления движущегося человека, но они, как и акустический метод, используются редко. А в бытовых устройствах чаще всего применяются датчики движения, работающие с электромагнитными колебаниями волн, расположенных в инфракрасном спектре. 

Инфракрасные пассивные датчики движения (PIR) имеют конструкцию, состоящую из пироэлектрического ИК блока, главной линзы, которая в свою очередь состоит из ряда небольших линз и вспомогательных электронных элементов. Датчики движения срабатывают при возникновении и исчезновении ИК волны на фотоэлементе, где источником, в нашем случае, является человек. Датчики движения следят за изменением инфракрасного или ультразвуковых полей. Датчики присутствия работают на основе той же технологии, но они более чувствительны к изменению параметров.

У приемников ИК датчиков общий принцип работы.

Датчики движения и датчики присутствия улавливают инфракрасное излучение, распространяемое во все стороны от любых предметов, расположенных в зоне обзора. Тепловые лучи, как в обычной оптической системе, например, фотоаппарата попадают на сегментную линзу, работающую по принципу Френеля.

Эта стеклянная или из сортов оптических пластмасс конструкция создается с большим количеством концентрических секторов/сегментов, каждый из которых формирует узконаправленный пучок параллельных тепловых лучей на ИК сенсор.

Его еще называют термином «PIR-сенсор» потому, что он обладает пироэлектрическим эффектом — создает электрическое поле, пропорциональное получаемому тепловому потоку. Принятый им сигнал обрабатывается электронными устройствами.

У большинства конструкций датчиков пиродетектор работает с аналоговыми величинами. Примером может служить датчик движения серии HC-SR501.

Он обладает небольшими габаритами, работает на основе микросхемы, имеет три клеммы для подключения проводов питания и нагрузки, два регулировочных потенциометра. При срабатывании выдает управляющий электрический сигнал напряжением 3,3 вольта и ток в несколько миллиампер.

В последнее время стали внедряться блоки, осуществляющие двойное преобразование и обработку команд на основе цифровых сигналов.

Это позволяет использовать микропроцессорные устройства и компьютерные технологии для дальнейших преобразований сигнала и формирования различных алгоритмов управления автоматическими устройствами.

Как аналоговые электронные, так и цифровые датчики подключаются к блокам питания и имеют выходные устройства, коммутирующие нагрузку в первичной сети.

В алгоритм работы электроники закладывается один из принципов:

  • обнаружения движения;
  • срабатывания по пребыванию.

Когда в поле действия датчика появляется человек, то он своим присутствием вносит изменения в тепловой баланс окружающей среды, а все его передвижения фиксируются через линзу Френеля как объективом фотоаппарата. Электронные блоки срабатывают и выдают электрический сигнал на управляющий контакт.

На этом функции самого датчика заканчиваются, хотя процесс переключения исполнительных механизмов еще не выполнен, а мощности управляющего сигнала датчика движения для коммутации светильников освещения, включения звуковой сирены, отправления СМС на мобильный телефон или выполнения других задач недостаточно.

Этот сигнал необходимо усилить и обеспечить его передачу на мощный контакт для коммутации нагрузки.

Рассмотренный нами выше датчик движения HC-SR501 не может выполнить эти функции самостоятельно. Для их реализации можно собрать простой транзисторный ключ на биполярных транзисторах.

На клеммы VCC и GND у датчика движения и ключа подается питание =4,5÷20 вольт от дополнительного источника, а управляющий сигнал с вывода OUT датчика подводится на одноименную клемму усилителя. Нагрузка соответствующего напряжения подключается на выходную цепь.

Если использовать эту схему для включения мобильного телефона, то можно получать СМС на свой мобильник, которые будут сигналом о появлении нежданных гостей в охранной зоне.

В большинстве готовых модулей для схем освещения с датчиками движения встроен его усилитель и силовой контакт, коммутирующий схему нагрузки. У конструкций таких блоков, питаемых от сети ≈220 вольт, прямо на корпусе размещены три клеммы для подключения проводов, два из которых подают питание (фазу L и ноль N) а третий L’ совместно с нулем N используется для коммутации светильников.

Какие основные варианты могут использоваться при подключении датчиков движения? Как правильно настроить работу оборудования для эффективного использования, управления и экономии? Смотрите видео:

Датчики движения активного действия

Приборы, работающие по принципу контроля канала между ИК излучателем и приемником, имеют примерно такой же алгоритм, настроены на общую частоту, как у пульта дистанционного управления телевизора или манипулятора беспроводной компьютерной мыши с их приемниками. Они могут иметь автономное, независимое от стационарной электрической сети питание.

При этом выполняется одна из схем расположения модулей прямого или поворотного способа образования тракта с помощью зеркал.

Схемы подключения датчика

Электрическая схема простого подключения показана на картинке.

При этом подключении режим работы светильника полностью соответствует алгоритму, заложенному электронной схемой, и настраивается потенциометрами регулировки.

На простых конструкциях датчиков устанавливается два регулятора:

1. LUX — уровня освещенности, при достижении которого происходит срабатывание датчика (к примеру, нет необходимости пользоваться электрическим светом в солнечную погоду). Для регулирования первоначально выставляется его наибольшее значение;

2. TIME — продолжительности включения таймера или, другим словами, отрезка времени, в котором будет гореть светильник после обнаружения движения. Обычно устанавливают минимальную величину, ведь при каждом новом движении датчик станет постоянно перезапускаться.

Обычно этих двух параметров регулировок достаточно для настройки управления бытовыми светильниками. У сложных охранных датчиков движения встречаются еще два потенциометра:

1. SENS — чувствительности или дальности действия. Им пользуются для уменьшения зоны контроля в тех случаях, когда ограничить ее изменением ориентации датчика движения не получается;

2. MIC — акустического уровня шумов встроенного микрофона, при котором срабатывает датчик. Но в бытовых условиях эта функция не нужна — датчик будет срабатывать от посторонних звуков проезжающих машин, детских возгласов…

Датчики движения Schneider Electric:

Схема подключения светильника к двум датчикам

Этот способ используется в местах, когда возникает необходимость управлять освещением из двух удаленных точек с ограниченным обзором для одного датчика.

Одноименные клеммы приборов подключаются по параллельной схеме друг к другу и выводятся на сеть питания и осветительный прибор. При срабатывании выходного контакта любого датчика загорается светильник.

Схема подключения через выключатель

Этим способом пользуются, когда добавляют к действующему светильнику с выключателем блок датчика движения. При включенном выключателе схема полностью работает так, как она настроена электроникой. А при разомкнутом контакте фаза снимается с блока питания и датчик движения выводится из работы.

Практика показала, что среди владельцев квартир при выходе из помещения сохранилась привычка машинально отключать свет выключателем. После этого при заходе в комнату человека датчик движения оказывается выведенным из работы. Чтобы исключить подобные ситуации контакты выключателя шунтируют, чем осуществляется переход на предшествующую схему.

В этой схеме включенный выключатель полностью шунтирует выходной контакт датчика движения. Ее применяют, когда человек длительно находится в неподвижной позе, а выдержка у таймера маленькая и для включения светильника приходится делать лишние отвлекающие движения.

Схема подключения мощных нагрузок электромагнитными приборами

Как подключить датчик движения к прожектору? Блок датчика движения с маломощными контактами можно использовать для управления светом очень мощных осветительных приборов. Для этого используется промежуточное устройство — магнитный пускатель, реле или контактор соответствующих номиналов. Его обмотка подключается к маломощному контакту датчика, а силовой контакт коммутирует нагрузку системы осветительных приборов.

В этой схеме, как и во всех других, необходимо точно рассчитать коммутируемые мощности и подобрать под них силовые контакты. После включения в работу обязательно замеряют токи нагрузок и сравнивают их еще раз с мощностью контактов. Для надежной длительной работы системы необходимо создать запас по мощности.

Подобная схема с электромагнитными приборами способна длительно и надежно работать. Но, у нее есть два существенных недостатка:

1. повышенный уровень шума и возникающие электромагнитные помехи, сопровождающие процесс перемещения якоря во время переключений;

2. постоянный износ контактной системы вследствие разрядов, возникающих при разрыве цепи, что требует выполнения периодических профилактических работ.

Этих недостатков лишены симисторные и тринисторные схемы.

Схема подключения мощных нагрузок полупроводниковыми приборами

В этом случае отсутствуют всевозможные шумы и помехи. Но для работы полупроводникового прибора необходимо преобразовать управляющий сигнал датчика движения в гармонику, совпадающую по частоте с напряжением сети. Для этого создается специальная схема согласования, которая выдает переменный ток на управляющий электрод симистора.

При работе схемы согласования симистор открыт. и светильники горят. Когда управляющий сигнал отсутствует, то триак закрыт, а управляемое им освещение отключено.

Недостатком этой схемы является сложность конструкции согласующего сигнала электронного устройства.

Электромонтажные работы при подключении датчика движения:

Выбор места установки и способа ориентации датчиков

В зависимости от своей конструкции датчик движения может иметь различный угол наблюдения для контроля пространства от нескольких градусов до кругового обзора, который обычно применяется при потолочном креплении.

Эти углы распределяются в горизонтальной и вертикальной плоскостях, определяют зону наблюдения, указываются в документации.

Датчики, предназначенные для установки на стену, обычно имеют обзор порядка 110÷120 или 180 градусов по горизонту и 15÷20 — по вертикали.

Вне этого пространства никакие движения датчиками не фиксируются. Поэтому при установке датчика движения важно не только подбирать их по характеристикам обзора, но еще и регулировать после монтажа для корректировки направления. Конструкции с подвижным органом обзора облегчают наладку, а у остальных приборов надо очень тщательнее продумывать и выполнять первоначальный монтаж.

Потолочные датчики обычно имеют круговой обзор 360о по горизонтали, который распространяется конусом сверху вниз. Его зона контроля значительно больше, но она тоже может иметь непросматриваемое пространство в углах помещений.

Влияние посторонних объектов на работу датчиков

При монтаже и настройке датчика движения важно учесть условия их размещения, оценить влияние на их надежность расположенных рядом предметов и различных источников энергии. Тепловые нагреватели, колышущиеся ветки деревьев, проезжающие мимо автомобили, кабины поднимающихся/опускающихся лифтов и другие объекты могут вызывать частые ложные срабатывания устройств.

Когда нет возможности от них избавиться, то загрубляют чувствительность прибора потенциометром или экранируют зону помех. 

Ранее ЭлектроВести писали, что ДТЭК заменяет устаревшие масляные выключатели на современные вакуумные. 65% масляных выключателей уже заменили на экологически безопасные. К 2027 году компания планирует полностью отказаться от выключателей, которые в своей конструкции содержат масло.

По материалам: electrik.info.

Схема детектора движения с использованием ИК-датчика, 555 Работа с принципиальной схемой и приложениями

Краткое описание

Знакомство с детектором движения:

Детектор движения используется не только в качестве сигнализации вторжения, но и во многих приложениях, таких как системы домашней автоматизации, энергоэффективность система и т. д. Детектор движения обнаружит движение людей или объектов и выдаст соответствующий сигнал в соответствии со схемой.

[adsense1]

Как правило, детектор движения использует различные типы датчиков, такие как пассивный инфракрасный датчик (который определяет движение человека, используя тепло тела человека), микроволновый датчик (микроволновой датчик обнаруживает движение человека, измеряя изменение частоты излучаемого луча), ультразвуковой датчик (он производит акустические сигналы, которые обнаруживают движение человека) и т. д. Есть несколько детекторов движения, которые будут использовать другую технологию и включать ряд датчиков (PIR, микроволновый датчик, ультразвуковой датчик и т. д.), чтобы уменьшить количество ложных срабатываний и повысить точность обнаружения движения.

Вот простая и надежная схема, в которой используется ИК-датчик для передачи ИК-луча и фототранзистор для приема ИК-луча. Если между передачей и приемом луча возникают какие-либо помехи или помехи, это подтверждает наличие вторжения и подает сигнал тревоги. Эту схему легко построить, а стоимость схемы очень низкая по сравнению с обычным детектором движения.

Блок-схема детектора движения:

ИК-датчик будет производить высокочастотный луч, который проецируется на фототранзистор с помощью таймера 555 на передатчике. Когда этот высокочастотный луч прерывается, фототранзистор запускает таймер 555 секции приемника и подает сигнал тревоги.

[adsense2]

Схема детектора движения:

Объяснение схемы детектора движения:

  • режим мультивибратора на передающей секции.
  • ИК-датчик излучает высокочастотный луч, принимаемый фоторезистором в секции приемника. Эта частота будет находиться в одной фазе, когда между ИК-датчиком и фототранзистором нет разрыва. Общая схема не будет давать никакого результата на этой фазе. Когда есть прерывание между ИК-датчиком и фототранзистором, луч, создаваемый ИК-датчиком, будет в другой фазе. Эта другая фаза будет немедленно обнаружена фоторезистором и заставит таймер 555 подать сигнал тревоги через динамик.
  • При отсутствии вторжения фототранзистор установит высокий уровень на выводе 2 таймера 555, установленного в моностабильном режиме, и в этой конфигурации выходной сигнал не будет выдан. При вторжении на контакт 2 моностабильного таймера устанавливается низкий уровень, что приводит к срабатыванию сигнализации. Время срабатывания сигнализации зависит от конденсатора C1 и переменного резистора POT.

Основные компоненты схемы детектора движения:

ИК-датчик: Основная концепция ИК-датчика заключается в создании луча инфракрасного света (длина волны которого длиннее, чем видимые лучи, и короче, чем микроволны, в обычном инфракрасном диапазоне). длина волны должна быть больше 6 мкм). ИК-датчики основаны на трех разных законах: законе излучения досок, законе Стефана Больцмана и законе смещения Вина.

  • Планков Закон об излучении гласит, что энергия электромагнитного излучения ограничена неделимыми пакетами (квантами), каждый из которых имеет энергию, равную произведению постоянной Планка на частоту излучения (постоянная Планка = 6,62606957 × 10 -34 м 2 кг/с).
  • Стефан Больцман Закон гласит, что общая энергия, излучаемая на единицу площади черного тела с использованием всех длин волн в единицу времени J*, прямо пропорциональна четвертой степени термодинамической температуры черного тела Т :
  • Закон смещения Вина: длина волны максимального излучения любого тела обратно пропорциональна его абсолютной температуре (измеряется в градусах Кельвина). В результате при повышении температуры максимум (пик) лучистой энергии смещается в сторону более коротковолнового (более высокая частота и энергия) конца спектра.

Пиковая интенсивность приходится на эту длину волны ƛ = (0,0029 м·К)/температура в Кельвинах

В ИК-датчике источником инфракрасного излучения и передачей инфракрасного излучения являются две важные части. В инфракрасном источнике есть разные источники, такие как излучатели черного тела, вольфрамовые лампы, карбид кремния в ИК-датчиках. Они будут использовать инфракрасный светодиод с длиной волны в качестве источника инфракрасного излучения. В средах передачи это будет иначе, например, воздух, оптическое волокно и т. д.

Фототранзистор: Фототранзисторы — это детекторы ИК-излучения или любого фотоизлучения. Они преобразуют это ИК-излучение в ток или напряжение.

Области применения обнаружения движения:

  • Детекторы движения могут использоваться в качестве охранной сигнализации в домах, офисах, банках, торговых центрах и т. д.
  • Могут использоваться в качестве счетных машин, автоматического управления освещением и т. д.
  • Могут использоваться в энергосберегающих системах, системах домашней автоматизации и системах управления.

Обзор | ИК-датчик движения

Обзор

Сохранить

Подписаться

Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.

После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.

Датчики

PIR позволяют вам ощущать движение, почти всегда используемое для определения того, вошел ли человек в зону действия датчиков или вышел из нее. Они маленькие, недорогие, маломощные, простые в использовании и не изнашиваются. По этой причине они обычно встречаются в бытовой технике и гаджетах, используемых в домах или на предприятиях. Их часто называют датчиками PIR, «пассивными инфракрасными», «пироэлектрическими» или «ИК-датчиками движения».

PIR в основном состоят из пироэлектрического датчика (который вы можете видеть ниже в виде круглой металлической банки с прямоугольным кристаллом в центре), который может определять уровни инфракрасного излучения. Все излучает небольшое излучение, и чем горячее что-то, тем больше излучения. Датчик в детекторе движения фактически разделен на две половины. Причина этого в том, что мы стремимся обнаруживать движение (изменение), а не средние уровни ИК-излучения. Две половины соединены так, что они компенсируют друг друга. Если одна половина видит больше или меньше ИК-излучения, чем другая, выходной сигнал будет высоким или низким.

Наряду с пироэлектрическим датчиком находится куча вспомогательной схемы, резисторов и конденсаторов. Похоже, что в большинстве небольших датчиков для любителей используется BISS0001 («микромощный ИК-детектор движения IC»), несомненно, очень недорогой чип. Этот чип принимает выходной сигнал датчика и выполняет некоторую незначительную обработку, чтобы выдать цифровой выходной импульс от аналогового датчика.

Наши старые PIR выглядели так:

Наши новые PIR имеют более настраиваемые параметры и имеют разъем, установленный на 3-контактных контактных площадках заземления/выхода/питания

Для многих базовых проектов или продуктов, которым необходимо определять, когда человек вышел или вошел в зону, или приблизился, датчики PIR отлично подходят. Они маломощны и недороги, довольно прочны, имеют широкий диапазон объективов и просты в использовании. Обратите внимание, что ИК-датчики не сообщат вам, сколько людей вокруг или как близко они находятся к датчику, объектив часто фиксируется на определенном размахе и расстоянии (хотя его можно где-то взломать), а также они иногда выделяются домашними животными. . Главное экспериментировать!

Некоторые основные статистические данные

Эти статистические данные относятся к датчику PIR в магазине Adafruit, который очень похож на датчик Parallax. Почти все пассивные инфракрасные датчики будут иметь немного разные характеристики, хотя все они в значительной степени работают одинаково. Если есть техническое описание, вам нужно обратиться к нему

  • Размер: Прямоугольный
  • Цена: $10,00 в магазине Adafruit
  • Выход: Цифровой импульс высокого уровня (3 В) при срабатывании (обнаружено движение) цифровой низкий уровень при простое (движение не обнаружено).