モーションセンサーのスキームとその動作原理、接続図

モーションセンサーは、通過するとき、または近くにいるときにライトをオンにするために最もよく使用されます。これにより、電力を節約し、スイッチを切り替える必要がなくなります。このデバイスは、不要な侵入を検出するための警報システムでも使用されます。さらに、それらは生産ラインでも見つけることができ、あらゆる技術的タスクの自動実行のためにそこで必要とされます。モーションセンサーは、プレゼンスセンサーと呼ばれることもあります。

モーションセンサーの種類

モーションセンサーは、動作原理によって区別され、その動作、動作の精度、および使用の特徴はこれに依存します。それぞれに長所と短所があります。このようなセンサーの最終的な価格は、使用する要素の設計とタイプによっても異なります。

モーションセンサーは、同じハウジングと異なるハウジングで作成できます（コントロールユニットはセンサーとは別です）。

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最も簡単なモーションセンサーオプションは、またはを使用することです。リードスイッチ（密閉型接点）は、磁界が発生したときに作動するスイッチです。作業の要点は、ドアに通常開接点のリミットスイッチまたはリードスイッチを設置することです。ドアを開けて部屋に入ると、接点が閉じてリレーがオンになり、照明がオンになります。そのようなスキームを以下に示します。

赤外線

それらは熱放射によって引き起こされ、温度変化に反応します。あなたがそのようなセンサーの視野に入るとき、それはあなたの体からの熱放射によって引き起こされます。この決定方法の欠点は、誤検知です。熱放射は、周りにあるすべてのものに固有のものです。ここではいくつかの例を示します。

1.タイマーまたはサーモスタットによって定期的にオンとオフを切り替える電気ヒーターのある部屋に立っています。ヒーターをオンにすると、誤警報が発生する可能性があります。長くて骨の折れる感度調整と、見通し内にヒーターがないように指示することで、これを回避することができます。

2.屋外に設置すると、突風による暖風の誘発が可能です。

一般に、これらのセンサーは正常に機能しますが、これが最も安価なオプションです。 PIRセンサーは感度の高い要素として使用され、熱放射に比例した電界を生成します。

ただし、センサー自体の指向性は広くなく、その上にフレネルレンズが取り付けられています。

マルチセグメントレンズ、またはマルチレンズと言った方が正しいでしょう。そのようなセンサーの窓に注意してください、それはセクションに分割されています、これらはレンズセグメントです、それらは入ってくる放射線を狭いビームに集中させ、それをセンサーの敏感な領域に向けます。その結果、さまざまな方向からの放射線のビームが焦電センサーの小さな受信ウィンドウに当たります。

モーション検知の効率を上げるために、デュアルセンサーまたはクォーターセンサー、あるいは複数の別々のセンサーを取り付けることができます。したがって、デバイスの視野が拡大されます。

上記に基づいて、センサーはランプからの光にさらされるべきではなく、その視野内に白熱灯があってはならないことに注意する必要があります。これも強力なIR放射源であり、システム全体が不安定になり、予期せぬ事態が発生します。 IRはガラスをうまく通過しないため、窓やガラスのドアの後ろを歩くと機能しません。

これは最も一般的なタイプのセンサーです。購入することも、自分で組み立てることもできるので、その設計について詳しく考えてみましょう。

自分の手でIRモーションセンサーを組み立てる方法は？

最も一般的なオプションはHC-SR501です。ラジオ部品店でali-expressで購入でき、Arduinoキットで提供されることがよくあります。マイクロコントローラと組み合わせて使用することも、単独で使用することもできます。これは、マイクロ回路、ストラップ、および1つのPIRセンサーを備えたプリント回路基板です。後者はレンズで覆われており、ボード上に2つのポテンショメータがあり、1つは感度を調整し、もう1つはセンサー出力に信号が存在する時間です。動きが検出されると、出力に信号が表示され、設定された時間が保持されます。

5〜20ボルトの電圧で動作し、3〜7メートルの距離で動作し、出力信号は5〜300秒に保たれます。マイクロコントローラーまたは時間遅延リレーを使用すると、この期間を延長できます。視角は約120度です。

写真は、センサーアセンブリ（左）、レンズ（右下）、ボードの裏側（右上）を示しています。

ボードを詳しく見てみましょう。その前面には敏感な要素があります。背面にはマイクロ回路があり、そのストラップは右側に2つの調整抵抗があり、上の方が信号遅延時間、下の方が感度です。右下にはHモードとLモードを切り替えるジャンパーがあり、Lモードではポテンショメータで設定した時間だけセンサーが出力信号を生成します。モードHは、センサーの範囲内にいるときに信号を発し、センサーの範囲を離れると、上部のポテンショメーターで設定された時間が経過すると信号が消えます。

マイクロコントローラーなしでセンサーを使用する場合は、この回路を組み立てると、すべての要素が署名されます。回路はクエンチングコンデンサを介して電力が供給され、供給電圧はゼナーダイオードを使用して12Vに制限されます。センサー出力に正の信号が現れると、リレーPはNPNトランジスター（たとえば、BC547、mje13001-9、KT815、KT817など）を介してオンになります。カーリレーなど、12Vコイル付きのものを使用できます。

他の機能を実装する必要がある場合は、たとえばマイクロコントローラーと組み合わせて使用できます。以下は接続図とプログラムコードです。

超音波

エミッターは、20kHzから60kHzまでの高周波で動作します。これは1つの問題につながります-犬などの動物はこれらの周波数に敏感であり、さらに、それらを怖がらせて訓練するために使用されます。そのようなセンサーはそれらを苛立たせ、問題を引き起こす可能性があります。

超音波モーションセンサーはドップラー効果で動作します。動いている物体から反射された放射波は、波長（周波数）がわずかに変化する間、受信機に戻って受信されます。これが検出され、センサーはリレーまたはトライアックを制御して負荷を切り替えるために使用される信号を出力します。

センサーは動きをうまく処理しますが、動きが非常に遅い場合は機能しない可能性があります。利点は、環境条件の変化に敏感ではないことです。

レーザーまたはフォトセンサー

それらには、エミッター（たとえば、IR LED）とレシーバー（同様のスペクトルのフォトダイオード）があります。これは単純なセンサーであり、2つのバージョンで実装できます。

1.エミッタとフォトダイオードは、互いに反対側の通路（制御領域）に取り付けられています。それを通過すると、放射線を遮断し、それが受信機に到達しなくなり、センサーがトリガーされ、リレーがオンになります。これは、警報システムでも使用できます。

2.エミッターとフォトダイオードは隣り合っています。センサーの領域にいるとき、放射線はあなたから反射されてフォトダイオードに当たります。これは障害物センサーとも呼ばれ、ロボット工学でうまく使用されています。

電子レンジ

また、送信機と受信機で構成されています。 1つ目は高周波信号を生成し、2つ目はそれらを受信します。通り過ぎると、周波数が変化します。受信機は、周波数が変化すると、信号が増幅されてリレーなどの実行体に送信され、負荷がオンになるように構成されています。

マイクロ波モーションセンサーは非常に感度が高く、ドアの後ろやガラスの後ろでも物体を「見る」ことができますが、物体が意図した視野から外れている場合にも誤警報の問題が発生します。

これらは非常に高価なセンサーですが、小さな動きにも反応します。

容量性デバイスも同様に機能します。そのようなスキームを以下に示します。

モーションセンサーの接続方法は？

ニーズに応じてモーションセンサーを接続するための無数のオプションとスキームを思い付くことができます。たとえば、家からゲートへの途中の街灯やその逆など、さまざまな場所に移動するときにシステムが機能する必要がある場合があります。、その他の場合は、ライトを強制的にオンまたはオフにする必要があります。いくつかのオプションを見ていきます。

通常、モーションセンサーには、接続用に3本のワイヤーまたは3本の端子があります。

1.着信フェーズ。

2.負荷に電力を供給するために発信するフェーズ。

十分なセンサーパワーがない場合は、中間リレーとを使用してください。これを行うには、下の図の電球の代わりに、コイルのリード線を接続します。