Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Можливість контролювати переміщення людей у певній області дозволяє налагодити автоматичне увімкнення та вимкнення світла, відмикання та закриття дверей або вчасно зафіксувати появу зловмисників. Реалізувати таку опцію практично допомагає датчик руху, спрацьовує у разі переміщення певного об'єкта у його робочої області. Однак далеко не завжди є можливість придбати таке обладнання з низки причин. Тому в цій статті ми розглянемо питання про те, як датчик руху своїми руками.

Види датчиків руху

Основним завданням датчика руху є фіксація переміщення в заданій області.Як тільки об'єкт перетне вказану рису, або займе локацію в області, що охоплюється датчиком, сенсор сприйме це явище і передасть відповідний сигнал. В побуті, на сьогоднішній день, є досить велика різноманітність подібних пристроїв, що відрізняються як функціоналом, так і принципом дії:

  • інфрачервоні - засновані на принципі зміни стану електронного ключа під впливом світлового випромінювання;
  • радіохвильові - посилають у задану область певну частоту радіохвиль, у разі появи перешкоди хвилі відбиваються і антена сприймає це випромінювання, подаючи відповідний сигнал у відповідь;
  • теплові - реагують на появу предметів з певною температурою в зоні охоплення, придатні для використання в приміщеннях або після заходу сонця;
  • магнітні - являють собою аналог кнопки, що встановлюється на двері або хвіртці, спрацьовують при відкритті, такий тип датчика має суттєві обмеження в роботі;

Теплові датчики руху будуть збоїти при встановленні їх на кухні біля обігрівачів та інших джерел тепла. Аналогічним чином боїться впливу перешкод та радіохвильовий датчик. Тому широкого поширення набули інфрачервоні пристрої, що працюють за рахунок фотореле, що змінює рівень опору при попаданні світлових хвиль. Найбільш простим і зрозумілим у виготовленні буде інфрачервоний датчик руху.

Схеми датчиків руху

Принцип дії датчика руху ґрунтується на показаннях вимірювального елемента, що фіксує зміни певного параметра у навколишньому середовищі. Як елемент, що сприймає, ми розглянемо піромодуль (PIR елемент) або фоторезистор, які будуть реагувати на зміну інфрачервоного випромінювання. Найпростішою схемою такого датчика є:

Мал. 1. Схема датчика на піромодулі

Як бачите на малюнку 1, піромодуль PIR D203S включає кілька елементів:

  • безпосередньо сам піроелектрик PIR;
  • польовий транзистор T1;
  • шунтуючий резистор R1.

Робота схеми відбувається так: при попаданні світла на PIR датчик він змінює параметр електричної величини і відкриває ланцюг для протікання струму через навантаження. Це найпростіший варіант сенсора для датчика руху, замість нього можна використати вітчизняний зразок ПМ-4. Підключення останнього буде здійснюватися трохи складніше і вимагатиме окремої установки деяких радіодеталей. Схема підключення датчика ПМ-4 наведена на малюнку нижче:

Мал. 2. Підключення сенсора ПМ-4

Ця модель PIR елемента, на відміну від попередньої, має вісім висновків, 5 з яких нам знадобляться для підключення. Як бачите на схемі 2, підключення відбувається так:

  • висновки 1,6 і 8 необхідно об'єднати для підключення до мінусової шини;
  • клема 8 підключається до клеми 2 через резистор R1;
  • виведення 2 приєднується до затвора транзистора VT1;
  • клема 4 датчика приєднується до початку транзистора VT1.

Навантаження або робочий електроприлад під'єднується до стоку напівпровідникового елемента. ПМ-4 набагато частіше зустрічається у радіоаматорів, тому його простіше знайти як підручний помічник. Але за відсутності таких із ситуації допоможе вийти і звичайний біполярний транзистор, якщо з нього видалити верхню кришку, щоб відкрити доступ світла кремнієвому кристалу. У цьому випадку на його основі також можна зібрати датчик руху своїми руками, робоча схема такого датчика наведена на малюнку 3 нижче:

Мал. 3. Схема датчика руху з урахуванням транзистора

Оскільки регулювання відкритого і закритого положення в датчику руху буде здійснюватися за рахунок світлового потоку, що потрапляє на кристал, база видаляється і в роботі схеми не бере участі. В іншому схема працюватиме за таким принципом:

  • при попаданні світла на відкритий кристал транзистора VT1 він відкриється, і струм протікатиме через його ланцюг і підсилювач DA1 до навантаження;
  • у разі припинення подачі світлового потоку на VT1 перехід закриється і напруга в точці А прямуватиме до нуля, конденсатор C1 почне розряджатися;
  • живлення навантаження припиниться за рахунок закриття фототранзистора, а відновлення настане лише після того, як бар'єр між джерелом світла та приймачем залишить задану область;
Мал. 4. Перешкода між джерелом та приймачем
  • на вихід датчика руху можна підключити реле або контактор, яке керуватиме увімкненням або вимкненням прожектора освітлення.

На схемі R1 спільно з конденсатором C1 являють собою час, що задає ланцюжок, тому від їх параметрів залежатиме результат включення навантаження.У нашому прикладі найчастіше зустрічається підключення освітлення від датчика руху. Регульований резистор R2 встановлений у ланцюг зворотного зв'язку підсилювача, і чим більше його номінал, тим ефективніша робота підсилення, але знижується стійкість усієї схеми. Тому підбір цих трьох елементів потрібно проводити досвідченим шляхом, на малюнку вище наведено лише приблизні параметри.

Що потрібно для виготовлення?

Для того щоб зібрати датчик руху своїми руками вам знадобиться перелік радіоелементів, викладений у списку, якщо ви використовуєте якусь іншу схему, то деталі підбираються під неї:

  • фоторезистор (за відсутності можна замінити модернізованим транзистором, як розглядалося на малюнку);
  • ємнісний елемент;
  • підсилювач з можливістю встановлення зворотного зв'язку;
  • два резистори, один з яких має функцію регулювання;
  • реле або контактор як виконавчий блок;
  • світлодіод або лазерна указка для джерела освітлення;
Мал. 5. Світлодіод як джерело освітлення
  • з'єднувальні дроти та плата.

З інструментів вам знадобляться кусачки, паяльник і припій, якщо в хід піде монтажна плата, то візьміть будь-який пристрій для розпилу або відділення по точках. Зауважте, що всі з'єднання електричних деталей відповідно до п.2.1.21 ПУЕ повинні проводитися паянням, болтовим з'єднанням, обтисканням або опресуванням, тому ні в якому разі не робіть скруток. Останній варіант актуальний на етапі проектування та добірки елементів, коли всі вузли датчика руху знаходяться під вашим безпосереднім контролем.

Процес виготовлення датчика руху покроково

Якість та отриманий результат при складанні датчика руху своїми руками безпосередньо залежить від вашої поінформованості в радіомоделюванні та наявності певних навичок.Тому щоб виключити елементарні неточності та помилки, ми наведемо покрокову інструкцію з виготовлення датчика руху:

Загальний час: 1 година

Перевірте цілісність деталей

Попередньо підготуйте радіодеталі для датчика руху з попереднього списку та перевірте їх цілісність візуальним оглядом.

Нанесіть розмітку на плату

Прикладіть деталі до монтажної плати, розрахуйте їх кількість та спосіб розташування, виходячи з принципу та схеми з'єднання датчика руху. Коли потрібна кількість отворів або розміри будуть у вас, позначте їх на платі.

Відпиліть по лінії розмітки частину плати

За допомогою слюсарного інструменту відпиліть виділену ділянку за нанесеною розміткою. Під час розпилу плати весь масив бажано закріпити в лещатах або притисніть до столу, так процес буде легшим, а лінія відділення вийде рівною.

Обробіть краї напилком

Якщо у вас вийшли серйозні огріхи по краю плати або вам принципово потрібні рівні краї для датчика руху, їх слід обробити наждачкою або напилком.

Вставте деталі в отвори на платі

Встановіть усі елементи в отвори на платі. Монтаж проводиться таким чином, щоб деталі входили щільно, не бовталися і не заважали помістити конструкцію в корпус.

Припаяйте елементи на плату

За допомогою паяльника та олова припаяйте всі елементи сенсора руху на плату.

Підключіть до приладу освітлення

Тепер ви отримали готовий пристрій фіксації руху, який можна підключити через реле до приладу освітлення. Рекомендую обов'язково випробувати роботу перед встановленням.

Зверніть увагу, що у випадку зовнішньої установки спільно з приладом освітлення важливо забезпечувати достатній рівень захисту від проникнення пилу та вологи. Тому зібрана плата поміщається в герметичний корпус, а всі отвори опрацьовуються герметиком.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Електрик