Самодельные датчики движения для включения освещения

Датчик движения можно приобрести в магазине. Но если у вас есть свободное время, некоторые навыки и знания, вы можете сделать такой датчик самостоятельно. Это сэкономит вам немного денег и обеспечит вам удовольствие от технического творчества.

Какой датчик можно изготовить самостоятельно

Существует несколько типов датчиков движения, и каждый из них, в принципе, можно изготавливать самостоятельно. Но ультразвуковые и радиочастотные датчики сложны в производстве и требуют специальных навыков и инструментов для настройки. Следовательно, проще изготавливать датчики емкостного и инфракрасного типа.

Приборы и материалы

Для изготовления детектора движения вам понадобятся:

  • мультиметр.
  • мелкие кузнечные инструменты;
  • соединительные кабели;
  • паяльник и расходные материалы;

Вам также понадобится макетная плата для изготовления датчика. Также неплохо иметь осциллограф для контроля производительности устройства на основе ВЧ-генератора.

Датчик емкостного типа

Эти датчики реагируют на изменения электрической емкости. В Интернете, в быту и даже в технической документации часто используется ошибочный термин «датчик объема». Эта концепция возникла из-за непонимания геометрической вместимости и объема. Фактически датчик реагирует на электрическую емкость окружающей среды. Объем как геометрический параметр здесь не играет роли.

Самодельные датчики движения для включения освещения

Схема датчика на микросхеме.

Датчик движения действительно можно сделать своими руками. Простое емкостное реле можно установить только на одну микросхему. Триггер Schmitt K561TL1 используется для создания датчика. Антенна — это проволока или стержень длиной в несколько десятков сантиметров, либо другая проводящая конструкция аналогичного размера (проволочная сетка и т.д.). По мере приближения человека емкость между штырем и полом увеличивается, напряжение на выводах 1.2 микросхемы увеличивается. При достижении порога триггер «переворачивается», транзистор открывается через буферный элемент D1 / 2 и запитывает нагрузку. Это может быть реле низкого напряжения.

Недостатком этих более простых датчиков является отсутствие чувствительности. Для ее работы необходимо, чтобы человек находился на расстоянии нескольких десятков и даже единиц сантиметра от антенны. Цепи ВЧ-генератора более чувствительны, но более сложны. Обертывание деталей также может быть проблемой. В большинстве случаев вам нужно будет создать их самостоятельно.

Самодельные датчики движения для включения освещения

Схема детектора на основе ВЧ генератора.

Достоинством данной схемы является возможность использования готового трансформатора от транзисторного приемника СТ1-А. Он включен в цепь генератора (индуктивная «трехточечная») на транзисторе VT1. Резистор R1 регулирует глубину обратной связи, добиваясь появления колебаний. Колебания в генераторе трансформируются в обмотку III, выпрямляемую диодом VD1. Выпрямленное напряжение открывает транзистор VT2, подает положительный потенциал на управляющий электрод тиристора. Когда тиристор открывается, он запитывает реле К1, контакты которого можно использовать для подключения сигнализации.

Антенна представляет собой кусок провода длиной около 0,5 метра. При приближении человека (на расстоянии 1,5-2 метра) емкость, вносимая его телом в цепь генератора, останавливает колебания. Напряжение на обмотке III пропадает, транзистор закрывается, тиристор выключается, реле обесточивается.

Сборка детектора

Чтобы собрать самодельный датчик, можно сделать печатную плату. Например, с методом LUT. Технология проста, ее легко освоить. Но если изготовление датчика носит эпизодический характер, то нет смысла тратить время на эксперименты. Лучшее решение — использовать макетную печатную схему.

Самодельные датчики движения для включения освещения

Схема прототипа.

это плата со стандартным шагом отверстий, в которые можно впаивать электронные компоненты. Подключение к схеме производится припаиванием проводов к соответствующим точкам.

Самодельные датчики движения для включения освещения

Макетные соединения.

можно использовать беспаечный макет, но надежность соединений на нем намного ниже. Лучше всего оставить этот вариант для экспериментов и уточнения схемотехнического искусства.

Проверка исправности электронных компонентов

В первую очередь нужно осмотреть выбранные детали. Если они не использовались, то следов сварки и механических повреждений нет, поэтому дальнейшая проверка не имеет особого смысла. Вероятность того, что комплектующие заработают — 99 процентов. В противном случае рекомендуется проверить детали:

  • проверка диодов тестером в режиме проверки диодов: в одном положении сопротивление должно быть бесконечным, в другом мультиметр покажет значение (в зависимости от типа диода);
  • биполярные транзисторы испытываются так же, как и два диода: между базой и коллектором и между базой и эмиттером.
  • малогабаритные конденсаторы тестером можно проверить только на короткое замыкание;
  • кольцо деталей обмотки на обрыв;
  • конденсаторы большой емкости можно проверить стрелочным мультиметром в режиме проверки сопротивления: стрелка должна двигаться вправо, затем медленно возвращаться к нулю (влево);
  • резисторы вызываются мультиметром — он должен показывать номинальное сопротивление (с учетом класса точности резистора);

Самодельные датчики движения для включения освещения

Эквивалентная схема тестирования биполярных транзисторов.

Важно! Аналогичным образом проверяются полевые транзисторы с pn переходом (КП305 и др.) (Затвор-исток, затвор-сток), но мультиметр покажет некоторое сопротивление между стоком и истоком (для биполярных — бесконечное).

Микросхемы мультиметром не проверить.

Разметка и обрезка платы

Кроме того, все компоненты должны быть размещены на плате для оптимизации будущих подключений. Для этого их нужно разместить в углу или вплотную к одной стороне. Затем нарисуйте линии, удалите элементы и отрежьте лишнее. В этом нет необходимости, но карта будет занимать больше места и потребовать большего корпуса (и потребуется, если извещатель установлен на открытом воздухе).

Самодельные датчики движения для включения освещения

Размещение элементов и нанесение разметки.

Подшлифуйте края доски. На производительность не влияет, но выглядит лучше.

Самодельные датчики движения для включения освещения

Raw Edge: работает, но выглядит не очень хорошо.

Затем детали снова вставляются, впаиваются в отверстия и соединяются проводниками по схеме.

На видео показано, как сделать датчик движения для включения света от модуля ардуино.

Инфракрасный сенсор и Ардуино

Сделать хороший датчик движения можно на платформе Arduino. Электронный «строитель» включает в себя модуль датчика PIR HC-SR501. Включает инфракрасный детектор, который удаленно реагирует на изменения температуры с помощью контроллера.

Самодельные датчики движения для включения освещения

Контроллер инфракрасного датчика Arduino.

Модуль полностью совместим с материнской платой и подключается к ней тремя проводниками.

Самодельные датчики движения для включения освещения

Подключение детектора к плате.

Выход ИК-модуля GND VCC ИЗ
Контакт платы Arduino Uno GND +5 В 2

Чтобы система заработала, вам необходимо загрузить в Arduino следующий скетч:

Самодельные датчики движения для включения освещения

Эскиз для управления ИК-сенсором.

Сначала устанавливаются константы, определяющие назначение контактов материнской платы:

const int IRPin = 2

Константа IRPin указывает количество выводов для входа от датчика, присвоено значение 2.

const int OUTpin = 3

Константа OUTpin указывает номер пина для выхода на исполнительное реле, ей присвоено значение 3.

Раздел void setup () устанавливает:

  • pinMode (OUTpin, OUTPUT) — вывод 3 назначен как выход.
  • pinMode (IRPin, INPUT) — вывод 2 назначен входом;
  • Serial.begin (9600) — скорость связи с компьютером;

В разделе пустого контура постоянному значению val присваивается значение входного сигнала от датчика (ноль или единица). Также, в зависимости от значения константы, на выходе 3 появляется высокий или низкий уровень.

Проверка работоспособности и настройка датчиков

Перед первым использованием собранного датчика необходимо тщательно проверить установку. Если ошибок не обнаружено, можно подавать напряжение. В течение нескольких секунд после включения необходимо убедиться в отсутствии локального перегрева и задымления. Если «дымовой тест» пройден, можно проверить работоспособность датчиков. Датчики на триггере Шмитта и Arduino настраивать не нужно. Необходимо только смоделировать положение объекта возле датчика (поднесением руки) и проверить изменение выходного сигнала. Детектор на основе ВЧ-генератора требует установки момента начала генерации с помощью потенциометра P1. Проверить начало колебаний можно с помощью осциллографа или щелкнув по реле.

Подключение нагрузки

Если датчик исправен, к нему можно подключить нагрузку. Он может действовать как вход для другого электронного устройства (устройства звуковой сигнализации), но часто датчик необходим для управления освещением. Проблема в том, что нагрузочная способность самодельного выхода датчика не позволяет напрямую подключать даже маломощные лампы. Поэтому вам обязательно понадобится промежуточный ключ в виде реле.

Самодельные датчики движения для включения освещения

Подключение датчика через ретрансляторное реле.

Перед подключением стартера убедитесь, что контакты выходного реле датчика позволяют коммутировать напряжение 220 вольт. В противном случае потребуется установка дополнительного реле.

Самодельные датчики движения для включения освещения

Подключение Arduino через транзисторный переключатель, промежуточное реле и ретрансляторное реле.

Выход Arduino имеет настолько низкую мощность, что он не сможет напрямую управлять реле или стартером. Требуется дополнительное реле с транзисторным ключом.

Если все этапы сборки и настройки прошли успешно, вы можете установить датчик на постоянной основе, выполнить окончательное подключение и наслаждаться плавной автоматизацией.

Оцените статью
Добавить комментарий