Схема датчика освещения своими руками. Датчик света своими руками: схема

Всевозможные сенсоры позволяют автоматизировать множество процессов в быту.

Некоторые из них можно изготовить самостоятельно.

Сегодня научимся делать своими руками.

По принципу действия датчики движения заводского изготовления делятся на три типа:

1. ультразвуковые;
2. радиочастотные;
3. инфракрасные.

Ультразвуковые (УЗ)

Рабочая область сенсора состоит из двух частей:

1. излучатель ультразвука;
2. анализатор отраженного сигнала (приемник).

При появлении в поле зрения датчика движущегося объекта, в отраженном сигнале появятся изменения. Анализатор зарегистрирует их и подаст сигнал на полупроводниковый переключатель или реле, вызывающий замыкание цепи.

Достоинства УЗ-сенсора:

• дешево стоит;
• атмосферные факторы не влияют на работу;
• «видит» объекты из любого материала.

Недостатки:

• дальнодействие ограничено;
• не реагирует на плавное движение;
• вызывает дискомфорт у животных (они чувствительны к УЗ).

Радиочастотные (РЧ)

Принцип тот же, только вместо УЗ излучаются радиоволны.

Достоинства:

• компактность;
• значительная дальность действия;
• способность фиксировать движущиеся объекты, расположенные за стеклом или тонкой непрозрачной перегородкой;
• высокая точность.

Недостатки:

• стоят дорого;
• сверхчувствительны, потому иногда случаются ложные срабатывания;
• при значительной мощности оказывают негативное воздействие на людей и животных, находящихся в поле зрения сенсора длительное время.

Инфракрасные (ИК)

Ничего не источают, а только улавливают инфракрасное излучение, определяя таким образом температуру объектов. При появлении в поле зрения объекта с заданной температурой (обычно настраивается на 36,6 градусов) срабатывают, замыкая цепь светильника.

Достоинства:

• не оказывают вредного воздействия на людей и животных;
• легко поддаются настройке;
• имеют доступную стоимость.

Недостатки:

• диапазон рабочих температур ограничен;
• не «видят» сквозь материалы, не пропускающие ИК-излучение;
• реагируют на нагревательные приборы.

Датчики УЗ и РЧ называют активными, ИК - пассивными. Последние еще называют пиромодулями - от англ. PIR, означающей Passive Infra-Red (пассивный инфракрасный).

Классификация по назначению

По назначению сенсоры движения делятся на:

1. внутренние (комнатные);
2. наружные (уличные).

Вторые отличаются устойчивостью к экстремальным температурам и значительным радиусом действия - 500 м и более.

Разновидности самодельных датчиков

Самодельные датчики движения работают на иных принципах:

• герконовый . Геркон - сокращенное словосочетание «герметичный контакт». Это капсула с двумя контактами из ферромагнитной стали, чувствительные к магнитному полю. При поднесении к геркону магнита контакты в нем замыкаются, при удалении - размыкаются. Такие датчики движения устанавливают на дверях и окнах: геркон крепится к косяку, магнит - к створке. При открывании створки магнит отводится от геркона, контакты в нем размыкаются и подается питание на светильник или какое-то сигнальное устройство. Конечно, данный прибор не является датчиком движения в полном смысле этого слова. Это, скорее, датчик открывания двери;
• световой . Датчик состоит из двух частей: источника света и фотоэлемента- . При пересечении движущимся объектом линии, между ними свет перестает поступать на фотоэлемент-транзистор, что приводит к замыканию цепи ;
• микроволновый . Когда человек приближается к работающему радиоприемнику, тот реагирует – в воспроизведении появляются помехи. На этом явлении основано действие данного сенсора. Он состоит из двух основных частей антенны и генератора микроволн.

Необходимые инструменты и материалы

Для изготовления понадобится всего два инструмента:

Элементы и материалы нужны такие:

• фототранзистор (на схеме обозначен VT1);
• (С1);
• операционный усилитель с обратной связью (DA1);
• резистор с обратной связью на операционный усилитель (R2);
• обычный (R1);
• реле РЭС 55А;
• лазерная указка (при небольшом расстоянии между источником света и фотоприемником вместо лазера можно использовать фотодиод);
• прокладка водопроводная;
• шуруп.

Фототранзистор можно изготовить самостоятельно из транзистора П417А или любого другого, имеющего вид шляпы с полями на 3-х ножках. Крышку корпуса демонтируют, открывая полупроводниковую начинку либо в ней формируют отверстие, срезая верхнюю часть. При освещении открытого кристалла прибор будет действовать, как фототранзистор, только с меньшей чувствительностью.

Номинал R2 выбирают с учетом того, что с его увеличением возрастает коэффициент усиления, а это приводит к снижению устойчивости усилителя. Оптимальное сопротивление - 100 кОм.

Этапы сборки прибора

Датчик движения собирается в несколько приемов:

1. от блока питания отрезается разъем. Далее мультиметром определяется жила с плюсовым зарядом;
2. 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.

Один из дополнительных проводов подсоединяют к шурупу, второй - помещают в щель между прокладкой и корпусом указки.

Как подключить датчик движения: схема

Самодельный световой датчик движения желательно устанавливать в дверном проеме - тогда входящий в комнату человек гарантированно пересечет линию между источником света и фотоприемником.

Изделие будет смотреться изящнее, если схему фотоприемника поместить в пластмассовую коробку с отверстием напротив фототранзистора.

Примерная установка датчика движения на улице

Чтобы исключить влияние других источников света, фотодатчик затемняют и закрывают темным светопропускающим материалом.

Высота установки - 1 м от пола. При таком размещении сенсор не замечает домашних животных и при этом полностью исключается попадание лазера в глаза человеку (оказывает негативное воздействие на сетчатку). Для подачи питания на светильник, к датчику подключается реле РЭС 55А.

Схема подключения следующая:

1. обмотка соединяется со входом;
2. на один контакт подается ;
3. второй контакт подключается к ;
4. третий подводится к светильнику.

Работает устройство следующим образом:

• под воздействием света в фоторезисторе формируется рабочее напряжение, вызывающее его открытие;
• на конденсатор С1 подается питание, вследствие чего он заряжается;
• при появлении светонепроницаемой преграды между источником света и фотоприемником (в комнату вошел человек), фототранзистор закрывается и конденсатор С1 разряжается;
• это приводит к снижению напряжения в точке А и, соответственно, на выходе до нулевого значения. Этому способствует операционный усилитель DA1;
• при падении напряжения, источник питания посредством реле замыкается на светильнике.

Датчик можно сделать незаметным, применив вместо источника видимого света инфракрасный диод.

Изготовление микроволнового датчика

Этот сенсор собирается по схеме ниже. Здесь транзистор VT1 попутно играет роль высокочастотного генератора радиоприемника. Напряжение, задаваемое смещением на базе транзистора VT2, выпрямляется детекторным диодом.

Обмотки Т1 настроены на разные частоты. В нормальном состоянии (отсутствуют движущиеся объекты) амплитуды сигналов компенсируют друг друга и на детекторе VD1 напряжение не подается.

Схема принципиальная микроволнового датчика движения

При появлении движущихся объектов, затеняющих антенну и искажающих идущие к ней радиоволны, амплитуды сигналов суммируются и детектируются на диоде. Это вызывает открытие VT2.

Настройка

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.

Видео по теме

Как сделать светильник с датчиком движения своими руками:

Процесс изготовления самодельного датчика движения для управления освещением не отличается сложностью. Справиться с этим может и начинающий, следует только внимательно изучить представленные в статье схемы и рекомендации.

Датчики движения для включения света уличные и для помещений помогают рационально использовать ресурсы (электросбережение 50-80%), выявляя присутствие или передвижение объектов на участке. Современные технологии привносят удобства в нашу жизнь, повышают комфортность нашего существования. Датчики движения автоматически включают светильники при попадании человека в зону контроля. При движении объекта свет загорается автоматически. Это устройство чрезвычайно удобно, когда нужно включить свет, но на данный момент руки чем-то заняты. А если движение отсутствует некоторое время (которое задаётся индивидуально), светильник гаснет. Датчик движения уличный для освещения как настроить? Как подключается датчик движения?Где можно использовать датчики движения для включения света?

Да, где угодно. А конкретнее, там, где человек находится недолго, то есть в коридорах, на лестницах, кладовых, у входа, у калитки .

Датчик движения представляет собой специальное устройство, которое относится к категории приборов для обнаружения. При помощи сенсоров он фиксирует движущийся объект, который попадает в его зону действия, передаёт полученный сигнал к лампе.

Приобретая датчик для включения света необходимо учитывать его параметры, особенности:

1. Место установки: приборы для включения света можно устанавливать на улице, в закрытых помещениях, под навесами. Они бывают навесными и встраиваемыми, также нужно учитывать специфику крепления, уровень защищённости устройства.
2. Особенности установки датчика зависят от его мощности. Разновидность устройства влияет на условия его монтажа.
3. Нужно учитывать особенности зоны срабатывания, так как сигнализаторам доступны только видимые участки для контроля. Радиус реагирования снижается даже из-за подвесных люстр или карнизов.
4. Стекло является преградой для инфракрасных лучей.
5. Следует обратить внимание на наличие функции настройки точного времени срабатывания включения или выключения света. Этот аспект будет важен, если помещения большого размера, где имеется не один датчик, а несколько устройств.
6. Важно учитывать углы обзора устройства, радиус восприятия у этих приборов варьируется от 180 до 360 градусов. На стены зачастую устанавливаются датчики с восприятием 180 градусов, они срабатывают при входе или выходе объекта из помещения. Потолочные датчики движения устанавливаются только с полным углом обзора.
7. Нужно учитывать взаимодействие диапазонов активных и пассивных участков – это актуально для офисного помещения или комнаты отдыха.
8. Есть категории устройств, которые имеют функцию настройки на человеческое дыхание.

Датчики движения: виды и классификация

Датчики света подразделяются на два типа: по классу сигнализатора и месту, где будет производиться установка. Приборы делятся на наружные (используются для улицы) и внутренние (для помещений).

Функции уличных приборов для включения света работают по принципу расчета дистанции от устройства до объекта. Датчики периметрального типа рассчитаны на определённую часть территории. Их использование актуально для больших частных владений, обширных придомовых зон. У большинства устройств диапазон реагирования довольно широк: от 100 до 500 метров. Также нужно учитывать, что некоторым типам специализированных устройств должен соответствовать определённый прожектор. Устанавливать комнатный датчик можно в любом помещении дома, его основное отличие от уличного аналога — непереносимость температурных перепадов.

Данные приборы подразделяются на:

1. Ультразвуковые – их работа основывается на отражении ультразвука от окружающих его предметов. Это самая доступная, несложная, долговечная категория датчиков;
2. Микроволновые – работают по принципу локатора. Радиолокатор настроен на определённый диапазон сигналов. Он улавливает их и отправляет сигнализатору. После того, как сигнал пойман, свет автоматически включается. Среди экспертов принято считать такой принцип действия более практичным, чем у ультразвуковых датчиков. Однако стоимость таких приборов более высока;
3. Инфракрасные – их принцип работы схож с реакцией сверхчувствительного термометра. Такие датчики реагируют на температуру объекта, попадающего в зону их действия (например, 36,6°С). Нужно учитывать, что данные приборы зависимы от изменений температуры окружающего пространства, поэтому не рекомендуется устанавливать их в зоне кухни или входных дверей. Эти устройства оптимально подходят для жилых помещений, диапазон реагирования температур можно настроить так, чтобы они не срабатывали от перемещения домашних животных.

Как подключить датчик движения

Для подключения данных приборов не требуются какие-то особые навыки, достаточно понимать принцип подсоединения проводков и сигнализатора. Для более привлекательного эстетического восприятия вся система скрывается в специальном распределительном корпусе. К каждому устройству прилагается соответствующая инструкция по установке, а также схема подключения датчика движения для освещения.

Принцип работы чем-то напоминает процесс подсоединения контактов в обычном выключателе, так как действующие параметры у них идентичны. Там и там в роли исполнительного механизма выступает реле.

Широко распространена практика, когда используется выключатель с датчиком движения, особенно это актуально для жителей частных домов. При приближении к калитке в тёмное время суток над входом включается светильник, причём, датчик настраивается таким образом, чтобы человек мог без проблем преодолеть расстояние от ворот до дома.

В случаях,если нужно, чтобы светильник работал даже тогда, когда в помещении нет движения, в схему добавляется параллельно подсоединённый к датчику выключатель. Таким образом, при включении выключателя источник освещения будет подсоединяться к другой цепи, обходя датчик. В то же время, прибор будет по-прежнему контролировать освещение даже тогда, когда выключатель отключен.

Схема с подсоединением выключателя

В отдельных случаях, когда площадь помещения велика, одного датчика становится не достаточно, используется схема подключения источника освещения с двумя приборами. Во избежание междуфазного замыкания нужно понимать, что оба сигнализатора подключаются от одной фазы.

Схема подключения светильника с двумя датчиками

Владельцы частных домов с большой придомовой территорией нередко совмещают подключение датчиков и нескольких мощных прожекторов. Так как мощность датчика составляет примерно 500-700 Вт, то в подобных случаях используется магнитный пускатель.

Схема подключения датчика движения с магнитным пускателем

Как настроить датчик движения для включения света своими руками

За настройку датчиков отвечают потенциометры. Они подразделяются на три категории:

• временные интервалы;
• уровень чувствительности;
• освещённость.

Настройка временных интервалов является самой несложной. Нужно лишь задать требуемый временной промежуток. В зависимости от модели прибора это значение варьируется от 5 секунд до 10 минут.

Чем выше уровень чувствительности – тем лучше прибор реагирует на движение. Если наблюдается слишком частое срабатывание датчика, то порог чувствительности следует уменьшить. Этот фактор распространяется также на самопроизвольные включения. Настраивая уровень чувствительности также нужно учитывать время года, к примеру, летом приборы функционируют в стандартном режиме, а зимой нередки сбои. Такая ситуация складывается из-за реагирования устройств на тепло, производимое отопительными приборами.

Фактор освещённости немаловажен: датчик должен правильно функционировать, когда светло. Таким образом, когда происходит движение объекта, прибор должен автоматически определить уровень освещённости. Если уровень ниже установленного порога, то прибор срабатывает. А если выше – то нет, так как помещение не нуждается в дополнительном освещении, на улице день.

Выводы

Датчики движения для включения света уличные и домашние компактны, экономны в плане энергозатрат, их легко установить. Они удобны, актуальны для использования в частных домах, на дачах, на околодомовых территориях. Помимо своего прямого назначения они выполняют функцию своеобразной сигнализации от злоумышленников, срабатывают именно тогда, когда чужие люди появляются на вашей территории.

Датчик движения – это необходимый атрибут современного интерьера, функциональный комфорт вашего дома.

Отправим материал вам на e-mail

Д а будет свет, сказал когда-то один известный киноперсонаж и его слова стали пророчеством для нашего времени. Сейчас освещение есть везде, и основной заботой каждого владельца загородного дома является оптимизировать затраты на обеспечение удобства, которое дает освещение территории возле дома. Это возможно сделать используя датчик света для уличного освещения. Этот маленький прибор способен не только организовать автономию осветительной системы, но и хорошо сэкономить семейный бюджет. Его можно приобрести в готовом виде или сделать своими руками, в любом случае стоит узнать о нем побольше.

Оптимизировать затраты на освещение придомовой территории поможет датчик света

Что из себя представляет датчик света для уличного освещения, какие они бывают, где применяются?

Чаще всего такой датчик устанавливают для уличного освещения владельцы загородных домов. Этот шаг логичен, ведь нет потребности постоянно оставлять свет включеним. А если двор большой, то пока удастся добраться до включателя можно 10 раз упасть особенно зимой в гололед, в таком случае датчик станет настоящим волшебником и помощником. Коме того, этот прибор способен не просто экономить , а еще и продлевать срок службы ламп и другого осветительного оборудования.

Основными видами датчика света есть такие:

• Те что реагируют на уровень освещенности. Как только наступают сумерки они включают освещение, с приходом рассвета выключаются.
• Датчики движения. Его принцип действия заключается в особенностях излучения, которое выделяется человеческим телом. Так в дневное время оно не уловимо, а в сумерках и в темноте инфракрасные излучения подсказывают датчику что нужно включить освещения. То есть он улавливает инфракрасный диапазон, который каждый из нас излучает.
• Комбинированные. Они имеют специальный таймер, который можно запрограммировать на включение и выключение. То есть после того как свет с помощью него включиться, через определенное установленное время он выключиться.

В частных домах чаще всего применяют второй или третий тип. Так как необходимости в постоянном освещении в темное время суток нет, а первый востребован для использования в подъездах в многоквартирных домах или других общественных местах. Например, для освещения улиц или автомагистралей.

Как подключить датчик света для уличного освещения?

В процессе строительства дома стоит предусмотреть вывод провода для подключения уличного освещения, если это не сделано, то для начала нужно осуществить подходящий вывод провода. Только после этого можно подключить датчик. Нужно организовать в распределительном щитке два свободных контакта, если на территории имеются места для парковки, ее стоит освещать с использованием отдельной линии. Схема подключения имеет такой вид:

В ней имеется разрыв фазного кабеля, что идет на светильник . Но стоит обратить внимание на одно отличие. Для того чтобы устройство сработало должен иметься нулевой провод. К простым ноль не проводится, концы проводов зачищаются и прячутся в распределительную коробку. Для избежания попадания на кабеля влаги и пыли их стоит заводить снизу. Для этого же используется резиновые уплотнители, они чаще всего идут в комплекте. Фотоэлемент датчика можно расположить или рядом, или в отдельном блоке.

Есть также пороговый элемент. Он осуществляет сравнение количества света и уровня освещенности, которые поступают на фотоэлемент. Имеющееся в нем , обеспечивает включение и выключение освещения. Монтируя датчик, стоит обратить внимание, чтобы на него не попадал свет фонаря, который вы к нему подключаете. А то получиться что как только наступит темнота, датчик свет включит, а он попадет на него же и снова выключится и так по кругу, пока кто-то из них не сдастся.

Важно определить правильное размещение устройства, а для этого учесть такие моменты:

• Он должен быть замаскированным.
• На датчик не должны воздействовать электромагнитные излучения, они могут повлиять на его корректную работу.
• Не должна влиять температура, она может вывести прибор из строя.
• Расположить его следует на высоте не меньше 1 метра от земли, это исключит реагирование его на домашних животных.

Датчик прослужит дольше если осуществлять его регулярное техническое обслуживание и бережно к нему относится.

Статья по теме:

Датчики света для уличного освещения своими руками сделать не сложно, особенно если есть хотя бы минимальные познания в электротехнике. Схема датчика состоит из простых и доступных элементов, которые собрать самостоятельно не составит труда.

Главным компонентом устройства является фототранзистор, он отвечает за преобразование светового потока в электрический ток. Он имеет более высокую чувствительность если сравнивать с фотодиодом или резистором. Если нет возможности найти такой, то можно применять один из распространенных транзисторов. Для этих целей подойдет серия МП, к примеру, МП37. Для превращения его в фототранзистор достаточно сточить верхнюю часть его с помощью наждака.

Кроме этого понадобится приобрести блок питания, реле и подстроечный резистор. Собирать все это нужно по схеме, которая указана выше. Но чаще всего такая сборка своими руками нецелесообразна по ряду причин:

• Покупка и поиск элементов вытянет много денежный средств и заберет время.
• Стоимость комплекта выше указанных компонентов будет наверняка дороже чем готовое устройство, так что подумайте стоит ли тратиться.

Выводы

Датчик света для загородного дома – это выгодное и удобное устройство. Его можно собрать самостоятельно или купить готовый, а потом подключить по подходящей схеме. При таком подключении важно учитывать моменты, которые могут повлиять на качественную его работу.

Применение домашних автоматизированных систем позволяет значительно сэкономить электроэнергию. Например, установив датчик на уличном освещении на подходе к дому, в подъезде, коридоре, кладовой вы избавите себя от необходимости в темноте нащупывать выключатель и никогда не забудете его выключить. В этой статье мы расскажем об особенностях датчиков и о том, как сделать датчик движения своими руками.

Кратко о датчиках

Датчик движения коммутирует нагрузку при наличии внешнего воздействия, которое зависит от типа датчика и его принципа работы. Когда детектируется присутствие или движения тела питание через симистор или электромагнитное реле поступает на нагрузку. В качестве нагрузки может выступать что угодно: лампочка, обогреватель, громкоговоритель, лишь бы мощность нагрузки не превышала максимальную коммутируемую мощность датчика. Обычно максимальная мощность нагрузки около 1 кВт.

Если вам нужно включить большую мощность – необходимо добавить еще одно реле в цепь, так чтобы силовые клеммы датчика движения включали напряжение на катушку реле.

Принцип работы устройства

Принцип работы датчика зависит от типа схемы подключения и применяемого элемента. Хоть их задача одна, но способы реализации различные Датчики движения можно разделить на группы по принципу их действия. Рассмотрим достоинства и недостатки каждой из них.

Контактный или магнитный

Простейший вариант – использовать механический концевой выключатель, с его помощью вы можете включать свет, когда открыта или закрыта дверь, например. Это не совсем датчик, но все же, самый простой способ реализации автоматического включения приборов.

Следующий вариант – геркон (герметичный контакт) суть его такова: в стеклянной колбочке расположена пара контактов, которая может замыкаться или размыкаться под действием магнитного поля. При этом на двери устанавливается постоянный магнит, а на дверном проеме (наличнике) расположен геркон. Его контакты зачастую не способны пропускать больших токов, поэтому с их помощью может включаться обмотка реле, чтобы увеличить коммутационную способность.

Схема датчика движения

ИК-датчик

Инфракрасные датчики движения реагируют на инфракрасные излучения, это излучения длиной волны 1± мм или частотой 300-400 ГГц. В качестве основного чувствительного элемента используется ПИР(PIR)-датчик. Он фиксирует изменения количества излучения на него.

ИК-излучение – это тепловое излучение.

Значит, что в ИК-диапазоне человек выглядит, как большой источник излучения. При этом температура самого датчика не вносит значительных изменений в его работу. Информация из внешнего мира должна попадать на датчик, для этого излучения собираются группой линз, типа линзы Френеля. Внешне это выглядит как окошко в корпусе с ребристым стеклом.

В зависимости от конструкции угол обзора ИК-датчиков движения может доходить до 360 градусов, в таком случае, внутри обычно установлено несколько пироэлектрических элементов (ПИР), а линзы фокусируют на них из соответствующих зон видимости. Такие широкоугольные датчики нужны для фиксирования движения со всех сторон, чтобы не ставить несколько узконаправленных устанавливается один на 360 градусов на потолке.

ИК датчики реагируют на тепло

Достоинства :

• цена;
• простота;
• распространенность;
• хорошо работает в помещении;
• хорошие регулировки;
• Не раздражает животных.

Недостатки :

• недостоверность;
• проблемы при работе на улице.

Так как реагирует на тепло – имеет много «вредных» для точной работы факторов. Ложные срабатывания происходят на любой порыв теплого ветра или включившийся обогреватель, при этом температура фона должна отличаться (в меньшую сторону) чем температура человека. Поэтому он вряд ли сработает на кухни, когда вы окажетесь напротив раскаленной плиты, но нужен ли он там?

Лазерный или фотодатчик

Лазерный датчик представляет собой пару элементов, излучатель и приемник, при этом излучатель может быть в ИК спектре, чтобы быть незамеченным человеческим глазом. Такие сенсоры используются в сигнализации, когда вы пересекаете луч лазера, на фотоприемник (фоторезистор или фотодиод) он не попадает и схема выдает сигнал о присутствии в помещении. Как использовать этот сигнал зависит от дальнейших подключений, можно зажигать свет через реле времени или сирену или сигнал на блок управления системой охраны и безопасности.

Другой вид фотодатчиков выглядит следующим образом: светодиодный излучатель и приемник установлены не напротив друг друга, а рядом, в одной плоскости, излучение отражается и попадает на оптический приемник, когда вы заходите в поле зрения сенсора – датчик движения срабатывает. Другое название – датчик препятствия.

Достоинства:

• Простота.

Недостатки:

• Узкое поле зрения.
• Специфичность применения.

Специфика действия фотодатчика движения

Микроволновый

Микроволновый датчик движения – работает по принципу радиоприемника-передатчика. В схеме генерируются высокочастотные колебания и здесь же принимаются, приемная часть настроена таким образом: когда рядом никого нет реле выключено. Когда вы попадаете в рабочую зону приемника – частота колебаний изменяется, в результате чего с детекторного диода подается сигнал о том, что нужно включить силовой элемент и подать напряжение в нагрузку.

Недостатки:

• Высокочастотное излучение вредит здоровью (хотя вы носите в кармане смартфон, там еще больше излучений).
• Относительно высокая стоимость.
• Возможны ложные срабатывания при воздействиях за пределами наблюдаемой зоны.

Достоинства:

• чувствительность позволяет обнаружить объект за дверью или стеклом, например;
• детектирует даже малейшие движения.

Так работает микроволновый датчик движения

Ультразвуковой

По принципу «излучатель-приемник» построен еще один тип – ультразвуковой датчик движения. Частота ультразвуковой волны лежит в диапазоне выше 20 кГц, но ниже 60 кГц. Принцип обнаружения базируется на допплеровском эффекте. Длина отраженной волны изменяется, приемник фиксирует это изменение и дает сигнал о присутствии и движении нового объекта.

Недостатки :

• На него могут реагировать животные. На ультразвуковых излучателях работают отпугиватели собак.
• Если медленно передвигаться – ультразвуковой ДД может не сработать.

Достоинства :

• приемлемая стоимость;
• нечувствительны к изменениям условий окружающей среды.

Схемы для самодельных датчиков движения

Предлагаем рассмотреть несколько схем, пригодных для повторения и изучения принципов работы датчиков. Кроме того, микроволновый поможет освоить еще и основы радиопередающей техники и детектирования сигналов, а схемы с применением микроконтроллеров позволят сделать модульный вариант с готовых решений для Ардуино.

Схема детектора присуствия

Емкостной

Примем за нормальное состояние – когда рядом с сенсором никого нет, а за срабатывание – когда вы рядом.

Транзистор VT1 – это узел генератора на полевом ключе, настроенном на 100 кГц. В резонанс с ним настроен колебательный контур L2C2. Электрически связан с генератором через R2. VD1 (детекторный диод). Частоты указаны при отсутствии внешних воздействий, т. е. вы не касаетесь схемы, и удалены от нее. Деталь DA1 – компаратор, нужен для сравнения сигнала с диода и опорного напряжения заданного через R3. В нормальном состоянии выход должен стремиться к нулю. При этом сигнал на неинвертирующем входе компаратора «–» равен 5 В, а на выходе – 0 В.

Когда вы подходите к сенсору, емкость увеличится, частота генератора уменьшится, вы влияете именно на частоту генератора, а L2C2 частота задана колебательным контуром параллельно соединенной емкости и индуктивности.

Резонанс между генератором и этим контуром исчезает, и напряжение на неинвертирующем входе падает. Так как напряжение на инвертирующем растет, то выход начинает подтягиваться к напряжению питания и остановится на уровне 8 вольт (примерно), их можно использовать для управления реле, через транзистор для усиления выходного тока, тиристорами и прочими приборами, от которых вы уже запитаете нагрузку.

Обе катушки намотаны на ферритовых кольцах 2000 НМ, 20 мм внешним диаметром по 100 витков провода ПЭВ-2 0.2 мм, виток к витку. В свою очередь, L1 имеет отвод от 20 витка, а L2 от 50 витка (от середины). Мотайте так, чтобы расстояние между началом и концом было не меньше чем 0.3 мм.

Датчик – 2 куска провода 1 мм диаметром и длиной 1–1.5 м располагаются на расстоянии 20 см друг от друга.

Настройка: вольтметром меряем напряжение C5, вращая подстроечный C4, добиваемся максимального напряжения (2.5–5 В), если напряжение ниже, добавляем параллельно С3 постоянный конденсатор 15 пФ, если все равно не хватает напряжения – уменьшаем R1, но не менее 500 кОм. Следующий шаг – по схеме R3 выкрутить в нижнее положение, а R2 в среднее. Светодиод, подключенный к выходу ОУ через резистор, светится. Вращая R3 сделать так, чтобы он погас. Проводите настройку непосредственно там, где он и будет установлен. Если провести настройку на рабочем столе, а потом разместить датчик, где вы планировали – скорее всего, придется настраивать заново.

Тепловой датчик на Arduino

Для сборки проекта ПИР датчика движения на Ардуино нужно:

• PIR-датчик HC-SR501.
• Arduino UNO (или любая другая подобная).
• Блок питания 4–6 V.

Подключение элементов датчика

HC-SR501 – содержит в себе 1 пироэлектрический элемент, он накрыт линзой, и необходимую обвязку на печатной плате. С одной из сторон платы выведены подстроечные резисторы для регулировки чувствительности и времени задержки. Выходной сигнал имеет амплитуду в 3.3 вольта, а напряжение питания 5–12 вольт. Максимальная дистанция, на которой датчик сработает – 7 м, и задержка времени после срабатывания – до 5 минут.

Схема подключения датчика

Схема соединения для управления светом через реле.

Управление светом

Наглядная схема соединений на беспаечной макетной плате (breadboard)

Описан пример схемотехнического решения реализации датчика освещения, с использования операционного усилителя. Полезность данной схемы в её простоте и наглядности. Хороший показательный пример, для начинающих радиолюбителей, электронщиков, проектировщиков схем, и просто любителям оригинальных идей по использованию операционного усилителя.

Для чего нужны датчики света:

Для начала следует выяснить, что такое датчик освещённости, (датчики света для уличного освещения) и для чего его применяют. В качестве самого датчика света, может выступать ряд фоточувствительных радиоэлектронных элементов типа фоторезистор, фототранзистор, фотодиод и.т.д. Светочувствительные элементы нашли своё применение во многих отраслях, но самое распространённое их применение прослеживается в схемах связанных с автоматическим управлением наружного освещения. Так называемые светоконтролирующие автоматические выключатели (сумеречный выключатель).

Рисунок №1 – Пример работы светоконтролирующего выключателя

Пример схемы простого датчика освещённости, на операционном усилителе:

Рисунок №2 – Простой датчик света, схема

Следует понимать, что в качестве самого датчика сета вы используете любой подходящий по своим параметрам фотоэлемент, схема приведена как пример с использованием фотодиода. Принцип работы схемы очень простой, фото диод выступает как источник тока. Когда на фотодиод падает свет он продуцирует в нём определённый ток (в зависимости от интенсивности излучения), сигнал усиливается при помощи любой известной и подходящей вам схемы усилителя (в данном случае приведён пример схемы с использованием операционного усилителя, коэффициент усиления задаётся подбором резистора стоящего в обратной связи). Напряжение на выходе пропорциональна падающему свету. Таким образом, получившийся на выходе схемы сигнал уже может управлять, к примеру, электронным реле или транзистором в ключевом режиме. Не следует брать эту схему за эталон, я просто привёл её для примера построения схемы устройства датчика освёщённости, подобного рода решение довольно простое, понятное и распространённое.