Il sensore di movimento viene spesso utilizzato per accendere le luci quando ci passi davanti o ci sei vicino. Con esso, puoi risparmiare energia elettrica e risparmiarti di dover premere l'interruttore. Questo dispositivo viene utilizzato anche nei sistemi di allarme per rilevare intrusioni indesiderate. Inoltre, possono essere trovati anche sulle linee di produzione, sono necessari per l'esecuzione automatizzata di qualsiasi attività tecnologica. I sensori di movimento sono talvolta indicati come sensori di presenza.

Tipi di sensori di movimento

I sensori di movimento si distinguono in base al principio di funzionamento, il loro funzionamento, la precisione del funzionamento e le caratteristiche di utilizzo dipendono da questo. Ognuno di loro ha punti di forza e di debolezza. Il prezzo finale di un tale sensore dipende anche dal design e dal tipo di elemento utilizzato.

Il sensore di movimento può essere realizzato nella stessa custodia e in diverse custodie (la centralina è separata dal sensore).

Contatto

L'opzione più semplice del sensore di movimento è usare o. Un interruttore reed (contatto sigillato) è un interruttore che funziona quando appare un campo magnetico. L'essenza del lavoro è installare un finecorsa con contatti normalmente aperti o un interruttore reed sulla porta, quando lo apri ed entri nella stanza, i contatti si chiuderanno, accenderanno il relè e accenderà l'illuminazione. Tale schema è mostrato di seguito.

infrarossi

Sono innescati dalla radiazione termica, reagiscono alle variazioni di temperatura. Quando entri nel campo visivo di un tale sensore, viene attivato dalla radiazione termica del tuo corpo. Lo svantaggio di questo metodo di determinazione sono i falsi positivi. La radiazione termica è inerente a tutto ciò che è intorno. Ecco alcuni esempi:

1. si trova in una stanza con una stufa elettrica, che periodicamente si accende e si spegne tramite un timer o un termostato. Quando il riscaldatore è acceso, sono possibili falsi allarmi. Puoi cercare di evitarlo con una lunga e scrupolosa regolazione della sensibilità, nonché un tentativo di dirigerla in modo che non ci sia riscaldamento nella linea di vista.

2. Se installato all'esterno, è possibile l'innesco da raffiche di vento caldo.

In generale, questi sensori funzionano bene, mentre questa è l'opzione più economica. Come elemento sensibile viene utilizzato un sensore PIR che crea un campo elettrico proporzionale alla radiazione termica.

Ma il sensore stesso non ha un'ampia direttività; sopra di esso è installata una lente di Fresnel.

Sarebbe più corretto dire: un obiettivo multi-segmento o un obiettivo multiplo. Presta attenzione alla finestra di un tale sensore, è divisa in sezioni, questi sono i segmenti della lente, focalizzano la radiazione in entrata in un raggio stretto e la dirigono verso l'area sensibile del sensore. Di conseguenza, fasci di radiazioni provenienti da diverse direzioni cadono sulla piccola finestra di ricezione del sensore piroelettrico.

Per aumentare l'efficienza del rilevamento del movimento, è possibile installare sensori doppi o quarti o più sensori separati. Pertanto, il campo visivo del dispositivo viene ampliato.

Sulla base di quanto sopra, va notato che il sensore non deve essere esposto alla luce della lampada e non dovrebbero esserci lampade a incandescenza nel suo campo visivo, anche questa è una forte fonte di radiazione IR, quindi il funzionamento del il sistema nel suo insieme sarà instabile e imprevisto. L'IR non passa bene attraverso il vetro, quindi non funzionerà se cammini dietro una finestra o una porta a vetri.

Questo è il tipo più comune di sensore; puoi acquistarlo o puoi assemblarlo da solo, quindi consideriamo il suo design in dettaglio.

Come assemblare un sensore di movimento IR con le tue mani?

L'opzione più comune è l'HC-SR501. Può essere acquistato in un negozio di ricambi radio, su ali-express, è spesso fornito in kit Arduino. Può essere utilizzato sia in tandem con un microcontrollore, sia indipendentemente. È un circuito stampato con un microcircuito, una reggiatura e un sensore PIR. Quest'ultimo è coperto da una lente, sulla scheda sono presenti due potenziometri, uno dei quali regola la sensibilità e il secondo è il tempo in cui è presente un segnale all'uscita del sensore. Quando viene rilevato un movimento, viene visualizzato un segnale in uscita e il tempo impostato viene mantenuto.

È alimentato da una tensione da 5 a 20 volt, funziona a una distanza da 3 a 7 metri e il segnale di uscita dura da 5 a 300 secondi, è possibile prolungare questo periodo se si utilizza un microcontrollore o un relè temporizzato. L'angolo di visione è di circa 120 gradi.

La foto mostra il gruppo sensore (a sinistra), l'obiettivo (in basso a destra), il retro della scheda (in alto a destra).

Diamo un'occhiata più da vicino al tabellone. Sul suo lato frontale è presente un elemento sensibile. Sul retro c'è un microcircuito, la sua reggetta, a destra ci sono due resistori di sintonia, dove quello in alto è il tempo di ritardo del segnale e quello in basso è la sensibilità. Nella parte in basso a destra è presente un ponticello per la commutazione tra le modalità H e L. Nella modalità L, il sensore emette un segnale in uscita solo per il periodo di tempo impostato dal potenziometro. La modalità H emette un segnale mentre ci si trova nel raggio del sensore e, quando lo si esce, il segnale scompare dopo un tempo impostato dal potenziometro superiore.

Se si desidera utilizzare il sensore senza microcontrollori, quindi assemblare questo circuito, tutti gli elementi sono firmati. Il circuito è alimentato tramite un condensatore di spegnimento, la tensione di alimentazione è limitata a 12V utilizzando un diodo zener. Quando viene visualizzato un segnale positivo sull'uscita del sensore, il relè P si accende attraverso il transistor NPN (ad esempio BC547, mje13001-9, KT815, KT817 e altri). È possibile utilizzare un relè per auto o qualsiasi altro con una bobina da 12V.

Se hai bisogno di implementare alcune altre funzioni, puoi usarlo in tandem con un microcontrollore, per esempio. Di seguito è riportato lo schema di collegamento e il codice del programma.

Ultrasonico

L'emettitore funziona ad alte frequenze, da 20 kHz a 60 kHz. Questo porta a un problema: gli animali, come i cani, sono sensibili a queste frequenze, inoltre sono usati per spaventarli e addestrarli. Tali sensori possono infastidirli e causare problemi.

Il sensore di movimento ad ultrasuoni funziona sull'effetto Doppler. L'onda irradiata, riflessa da un oggetto in movimento, ritorna e viene ricevuta dal ricevitore, mentre la lunghezza d'onda (frequenza) cambia leggermente. Questo viene rilevato e il sensore emette un segnale che viene utilizzato per controllare il relè o il triac e commutare il carico.

Il sensore elabora bene i movimenti, ma se i movimenti sono molto lenti, potrebbe non funzionare. Il vantaggio è che non sono sensibili ai cambiamenti delle condizioni ambientali.

Laser o fotosensori

Hanno un emettitore (ad esempio un LED IR) e un ricevitore (un fotodiodo di spettro simile). Questo è un sensore semplice, può essere implementato in due versioni:

1. L'emettitore e il fotodiodo sono montati nel passaggio (zona controllata) uno di fronte all'altro. Quando lo attraversi, blocchi la radiazione e non raggiunge il ricevitore, quindi il sensore viene attivato e il relè si accende. Questo può essere utilizzato anche nei sistemi di allarme.

2. L'emettitore e il fotodiodo sono uno accanto all'altro, quando ti trovi nell'area del sensore, la radiazione viene riflessa da te e colpisce il fotodiodo. Questo è anche chiamato sensore di ostacolo e viene utilizzato con successo nella robotica.

Microonde

È inoltre composto da un trasmettitore e un ricevitore. Il primo genera un segnale ad alta frequenza, il secondo li riceve. Passando, la frequenza cambia. Il ricevitore è configurato in modo tale che al variare della frequenza il segnale venga amplificato e trasmesso all'organo esecutivo, come un relè, e il carico venga acceso.

I sensori di movimento a microonde sono molto sensibili, consentono di "vedere" un oggetto anche dietro una porta o dietro un vetro, ma questo causa anche problemi di falsi allarmi quando l'oggetto è fuori dal campo visivo previsto.

Questi sono sensori piuttosto costosi, ma rispondono anche ai più piccoli movimenti.

I dispositivi capacitivi funzionano in modo simile. Tale schema è mostrato di seguito.

Come collegare un sensore di movimento?

Puoi inventare innumerevoli opzioni e schemi per collegare un sensore di movimento a seconda delle tue esigenze, a volte è necessario che il sistema funzioni quando ti sposti in luoghi diversi, ad esempio l'illuminazione stradale sulla strada dalla casa al cancello e viceversa , negli altri casi è necessario forzare l'accensione o lo spegnimento delle luci, ecc. .d. Vedremo diverse opzioni.

Tipicamente, un sensore di movimento ha tre fili o tre terminali per il collegamento:

1. Fase in entrata.

2. Fase in uscita per alimentare il carico.

Se non si dispone di una potenza del sensore sufficiente, utilizzare un relè intermedio e. Per fare ciò, al posto di una lampadina negli schemi seguenti, sono collegati i cavi della bobina.

La foto sotto mostra i terminali a cui sono collegati i cavi di alimentazione.

Conclusione

L'uso dei sensori di movimento, non importa come suona, è un passo. In primo luogo, aiuterà a risparmiare energia e la durata della lampada. In secondo luogo, eliminerà la necessità di capovolgere l'interruttore ogni volta. Per l'illuminazione da esterno, con le giuste impostazioni, puoi far accendere la luce quando ti avvicini al cancello di casa.

Se la distanza dal cancello alla casa è 7-10, puoi cavartela con un sensore, non devi posare un cavo per il secondo sensore o assemblare un circuito con un interruttore passante.

Come già accennato, i sensori IR sono i più comuni, sono sufficienti per compiti semplici, se hai bisogno di più sensibilità o precisione, guarda altri tipi di sensori.