Ο αισθητήρας κίνησης χρησιμοποιείται συχνότερα για να ανάβει τα φώτα όταν περνάτε ή είστε κοντά του. Με αυτό, μπορείτε να εξοικονομήσετε ηλεκτρική ενέργεια και να γλιτώσετε από το να χρειαστεί να γυρίσετε τον διακόπτη. Αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται επίσης σε συστήματα συναγερμού για την ανίχνευση ανεπιθύμητων εισβολών. Επιπλέον, μπορούν να βρεθούν και σε γραμμές παραγωγής, χρειάζονται εκεί για την αυτοματοποιημένη εκτέλεση οποιωνδήποτε τεχνολογικών εργασιών. Οι αισθητήρες κίνησης μερικές φορές αναφέρονται ως αισθητήρες παρουσίας.
Τύποι αισθητήρων κίνησης
Οι αισθητήρες κίνησης διακρίνονται σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας, η λειτουργία τους, η ακρίβεια λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά χρήσης εξαρτώνται από αυτό. Κάθε ένα από αυτά έχει δυνατά και αδύνατα σημεία. Η τελική τιμή ενός τέτοιου αισθητήρα εξαρτάται επίσης από τον σχεδιασμό και τον τύπο του στοιχείου που χρησιμοποιείται.
Ο αισθητήρας κίνησης μπορεί να κατασκευαστεί στο ίδιο περίβλημα και σε διαφορετικά περιβλήματα (η μονάδα ελέγχου είναι ξεχωριστή από τον αισθητήρα).
Επικοινωνία
Η πιο εύκολη επιλογή αισθητήρα κίνησης είναι να χρησιμοποιήσετε ή. Ένας διακόπτης καλαμιού (σφραγισμένη επαφή) είναι ένας διακόπτης που λειτουργεί όταν εμφανίζεται ένα μαγνητικό πεδίο. Η ουσία της εργασίας είναι να εγκαταστήσετε έναν οριακό διακόπτη με κανονικά ανοιχτές επαφές ή έναν διακόπτη καλαμιού στην πόρτα, όταν τον ανοίξετε και μπείτε στο δωμάτιο, οι επαφές θα κλείσουν, θα ενεργοποιήσουν το ρελέ και θα ανάψουν τον φωτισμό. Ένα τέτοιο σχήμα φαίνεται παρακάτω.
υπέρυθρες
Πυροδοτούνται από τη θερμική ακτινοβολία, αντιδρούν στις αλλαγές θερμοκρασίας. Όταν εισέρχεστε στο οπτικό πεδίο ενός τέτοιου αισθητήρα, ενεργοποιείται από τη θερμική ακτινοβολία από το σώμα σας. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου προσδιορισμού είναι τα ψευδώς θετικά. Η θερμική ακτινοβολία είναι εγγενής σε οτιδήποτε υπάρχει γύρω. Ορίστε μερικά παραδείγματα:
1. στέκεται σε δωμάτιο με ηλεκτρική θερμάστρα, η οποία ανάβει και σβήνει περιοδικά με χρονοδιακόπτη ή θερμοστάτη. Όταν ο θερμαντήρας είναι ενεργοποιημένος, είναι δυνατοί ψευδείς συναγερμοί. Μπορείτε να προσπαθήσετε να το αποφύγετε με μια μακρά και επίπονη ρύθμιση της ευαισθησίας, καθώς και μια προσπάθεια να το κατευθύνετε έτσι ώστε να μην υπάρχει θερμαντήρας στο οπτικό πεδίο.
2. Όταν εγκαθίσταται σε εξωτερικό χώρο, είναι δυνατή η ενεργοποίηση από ριπές θερμού ανέμου.
Σε γενικές γραμμές, αυτοί οι αισθητήρες λειτουργούν μια χαρά, ενώ αυτή είναι η φθηνότερη επιλογή. Ως ευαίσθητο στοιχείο χρησιμοποιείται ένας αισθητήρας PIR, ο οποίος δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο ανάλογο της θερμικής ακτινοβολίας.
Αλλά ο ίδιος ο αισθητήρας δεν έχει ευρεία κατευθυντικότητα· ένας φακός Fresnel είναι τοποθετημένος πάνω του.
Θα ήταν πιο σωστό να πούμε - ένας φακός πολλαπλών τμημάτων ή ένας πολυφακός. Δώστε προσοχή στο παράθυρο ενός τέτοιου αισθητήρα, χωρίζεται σε τμήματα, αυτά είναι τα τμήματα του φακού, εστιάζουν την εισερχόμενη ακτινοβολία σε μια στενή δέσμη και την κατευθύνουν στην ευαίσθητη περιοχή του αισθητήρα. Ως αποτέλεσμα, δέσμες ακτινοβολίας από διαφορετικές κατευθύνσεις πέφτουν στο μικρό παράθυρο λήψης του πυροηλεκτρικού αισθητήρα.
Για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της ανίχνευσης κίνησης, μπορούν να εγκατασταθούν διπλοί ή τέταρτοι αισθητήρες ή αρκετοί ξεχωριστοί. Έτσι, διευρύνεται το οπτικό πεδίο της συσκευής.
Με βάση τα παραπάνω, πρέπει να σημειωθεί ότι ο αισθητήρας δεν πρέπει να εκτίθεται στο φως από τη λάμπα και δεν πρέπει να υπάρχουν λαμπτήρες πυρακτώσεως στο οπτικό του πεδίο, αυτό είναι επίσης μια ισχυρή πηγή ακτινοβολίας υπερύθρων, τότε η λειτουργία του το σύστημα στο σύνολό του θα είναι ασταθές και απρόβλεπτο. Το IR δεν περνά καλά από το γυαλί, επομένως δεν θα λειτουργήσει εάν περπατάτε πίσω από ένα παράθυρο ή μια γυάλινη πόρτα.
Αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος αισθητήρα· μπορείτε να τον αγοράσετε ή μπορείτε να τον συναρμολογήσετε μόνοι σας με βάση, οπότε ας εξετάσουμε τη σχεδίασή του λεπτομερώς.
Πώς να συναρμολογήσετε έναν αισθητήρα κίνησης IR με τα χέρια σας;
Η πιο κοινή επιλογή είναι το HC-SR501. Μπορεί να αγοραστεί σε ένα κατάστημα ανταλλακτικών ραδιοφώνου, στο ali-express, συχνά παρέχεται σε κιτ Arduino. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε συνδυασμό με μικροελεγκτή όσο και ανεξάρτητα. Είναι μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος με μικροκύκλωμα, ιμάντα και έναν αισθητήρα PIR. Το τελευταίο καλύπτεται με φακό, υπάρχουν δύο ποτενσιόμετρα στην πλακέτα, το ένα ρυθμίζει την ευαισθησία και το δεύτερο είναι ο χρόνος που υπάρχει ένα σήμα στην έξοδο του αισθητήρα. Όταν ανιχνεύεται κίνηση, εμφανίζεται ένα σήμα στην έξοδο και διατηρείται ο καθορισμένος χρόνος.
Τροφοδοτείται από τάση 5 έως 20 βολτ, λειτουργεί σε απόσταση 3 έως 7 μέτρα και το σήμα εξόδου διατηρείται από 5 έως 300 δευτερόλεπτα, μπορείτε να παρατείνετε αυτήν την περίοδο εάν χρησιμοποιείτε μικροελεγκτή ή ρελέ χρονικής καθυστέρησης. Η γωνία θέασης είναι περίπου 120 μοίρες.
Η φωτογραφία δείχνει τη διάταξη του αισθητήρα (αριστερά), τον φακό (κάτω δεξιά), την πίσω πλευρά της πλακέτας (πάνω δεξιά).
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στον πίνακα. Στην μπροστινή του πλευρά υπάρχει ένα ευαίσθητο στοιχείο. Στο πίσω μέρος υπάρχει ένα μικροκύκλωμα, με τον ιμάντα του, δεξιά δύο αντιστάσεις συντονισμού, όπου η πάνω είναι ο χρόνος καθυστέρησης σήματος και η κάτω είναι η ευαισθησία. Στο κάτω δεξιό μέρος υπάρχει ένα βραχυκυκλωτήρα για εναλλαγή μεταξύ των λειτουργιών H και L. Στη λειτουργία L, ο αισθητήρας παράγει ένα σήμα εξόδου μόνο για τη χρονική περίοδο που ορίζεται από το ποτενσιόμετρο. Η λειτουργία H δίνει ένα σήμα ενώ βρίσκεστε στην εμβέλεια του αισθητήρα και όταν τον αφήσετε, το σήμα θα εξαφανιστεί μετά από ένα χρόνο που έχει οριστεί από το πάνω ποτενσιόμετρο.
Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε τον αισθητήρα χωρίς μικροελεγκτές, τότε συναρμολογήστε αυτό το κύκλωμα, όλα τα στοιχεία είναι υπογεγραμμένα. Το κύκλωμα τροφοδοτείται μέσω ενός πυκνωτή σβέσης, η τάση τροφοδοσίας περιορίζεται στα 12 V χρησιμοποιώντας μια δίοδο zener. Όταν εμφανίζεται ένα θετικό σήμα στην έξοδο του αισθητήρα, το ρελέ P ενεργοποιείται μέσω του τρανζίστορ NPN (για παράδειγμα, BC547, mje13001-9, KT815, KT817 και άλλα). Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ρελέ αυτοκινήτου ή οποιοδήποτε άλλο με πηνίο 12V.
Εάν χρειάζεται να εφαρμόσετε κάποιες άλλες λειτουργίες, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε παράλληλα με έναν μικροελεγκτή, για παράδειγμα. Ακολουθεί το διάγραμμα σύνδεσης και ο κωδικός προγράμματος.
Υπερηχητικός
Ο πομπός λειτουργεί σε υψηλές συχνότητες - από 20 kHz έως 60 kHz. Αυτό οδηγεί σε ένα πρόβλημα - τα ζώα, όπως οι σκύλοι, είναι ευαίσθητα σε αυτές τις συχνότητες, επιπλέον, χρησιμοποιούνται για να τα τρομάζουν και να τα εκπαιδεύουν. Τέτοιοι αισθητήρες μπορεί να τους ενοχλήσουν και να τους δημιουργήσουν προβλήματα.
Ο αισθητήρας κίνησης υπερήχων λειτουργεί με το φαινόμενο Doppler. Το ακτινοβολούμενο κύμα, που ανακλάται από ένα κινούμενο αντικείμενο, επιστρέφει και λαμβάνεται από τον δέκτη, ενώ το μήκος κύματος (συχνότητα) αλλάζει ελαφρώς. Αυτό ανιχνεύεται και ο αισθητήρας εξάγει ένα σήμα που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του ρελέ ή του τριάκ και την αλλαγή του φορτίου.
Ο αισθητήρας εκτελεί καλά τις κινήσεις, αλλά αν οι κινήσεις είναι πολύ αργές, μπορεί να μην λειτουργήσει. Το πλεονέκτημα είναι ότι δεν είναι ευαίσθητα στις αλλαγές των περιβαλλοντικών συνθηκών.
Λέιζερ ή φωτοαισθητήρες
Έχουν έναν πομπό (για παράδειγμα, ένα IR LED) και έναν δέκτη (μια φωτοδίοδο παρόμοιου φάσματος). Αυτός είναι ένας απλός αισθητήρας, μπορεί να εφαρμοστεί σε δύο εκδόσεις:
1. Ο πομπός και η φωτοδίοδος είναι τοποθετημένα στο πέρασμα (ελεγχόμενη περιοχή) το ένα απέναντι από το άλλο. Όταν το περνάς, μπλοκάρεις την ακτινοβολία και δεν φτάνει στον δέκτη, μετά ενεργοποιείται ο αισθητήρας και ανάβει το ρελέ. Αυτό μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα συναγερμού.
2. Ο εκπομπός και η φωτοδίοδος είναι το ένα δίπλα στο άλλο, όταν βρίσκεστε στην περιοχή του αισθητήρα, η ακτινοβολία αντανακλάται από εσάς και χτυπά τη φωτοδίοδο. Αυτό ονομάζεται επίσης αισθητήρας εμποδίων και χρησιμοποιείται με επιτυχία στη ρομποτική.
ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ
Αποτελείται επίσης από πομπό και δέκτη. Το πρώτο παράγει σήμα υψηλής συχνότητας, το δεύτερο τα λαμβάνει. Καθώς περνάτε, η συχνότητα αλλάζει. Ο δέκτης είναι διαμορφωμένος με τέτοιο τρόπο ώστε όταν αλλάζει η συχνότητα, το σήμα να ενισχύεται και να μεταδίδεται στο εκτελεστικό σώμα, όπως ένα ρελέ, και να ενεργοποιείται το φορτίο.
Οι αισθητήρες κίνησης μικροκυμάτων είναι πολύ ευαίσθητοι, σας επιτρέπουν να "δείτε" ένα αντικείμενο ακόμα και πίσω από μια πόρτα ή πίσω από το τζάμι, αλλά αυτό προκαλεί επίσης προβλήματα ψευδών συναγερμών όταν το αντικείμενο βρίσκεται εκτός του επιδιωκόμενου οπτικού πεδίου.
Αυτοί είναι αρκετά ακριβοί αισθητήρες, αλλά ανταποκρίνονται ακόμη και στις πιο μικρές κινήσεις.
Οι χωρητικές συσκευές λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο. Ένα τέτοιο σχήμα φαίνεται παρακάτω.
Πώς να συνδέσετε έναν αισθητήρα κίνησης;
Μπορείτε να βρείτε αμέτρητες επιλογές και σχέδια για τη σύνδεση ενός αισθητήρα κίνησης ανάλογα με τις ανάγκες σας, μερικές φορές χρειάζεστε το σύστημα να λειτουργεί όταν μετακινείστε σε διαφορετικά μέρη, για παράδειγμα, φωτισμό δρόμου στο δρόμο από το σπίτι προς την πύλη και αντίστροφα , σε άλλες περιπτώσεις πρέπει να αναγκάσετε να ανάψουν ή να σβήσουν τα φώτα κ.λπ. .δ. Θα εξετάσουμε διάφορες επιλογές.
Συνήθως, ένας αισθητήρας κίνησης έχει τρία καλώδια ή τρεις ακροδέκτες για σύνδεση:
1. Εισερχόμενη φάση.
2. Φάση εξερχόμενης για την τροφοδοσία του φορτίου.
Εάν δεν έχετε αρκετή ισχύ αισθητήρα - χρησιμοποιήστε ένα ενδιάμεσο ρελέ και. Για να γίνει αυτό, αντί για μια λάμπα στα παρακάτω διαγράμματα, συνδέονται τα καλώδια πηνίου.
Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει τους ακροδέκτες στους οποίους είναι συνδεδεμένα τα καλώδια τροφοδοσίας.
συμπέρασμα
Η χρήση αισθητήρων κίνησης, ανεξάρτητα από το πώς ακούγεται, είναι ένα βήμα. Πρώτον, θα βοηθήσει στην εξοικονόμηση ενέργειας και στη διάρκεια ζωής του λαμπτήρα. Δεύτερον, θα εξαλείψει την ανάγκη να γυρίζετε τον διακόπτη κάθε φορά. Για τον εξωτερικό φωτισμό, με τις σωστές ρυθμίσεις, μπορείτε να κάνετε το φως να ανάβει όταν πλησιάζετε την πύλη του σπιτιού.
Εάν η απόσταση από την πύλη στο σπίτι είναι 7-10 - μπορείτε να τα βγάλετε πέρα με έναν αισθητήρα, τότε δεν χρειάζεται να τοποθετήσετε ένα καλώδιο στον δεύτερο αισθητήρα ή να συναρμολογήσετε ένα κύκλωμα με διακόπτη διέλευσης.
Όπως αναφέρθηκε ήδη, οι αισθητήρες υπερύθρων είναι πιο συνηθισμένοι, είναι αρκετοί για απλές εργασίες, εάν χρειάζεστε περισσότερη ευαισθησία ή ακρίβεια, δείτε άλλους τύπους αισθητήρων.
