Схема подключения сенсорного датчика

Схема подключения сенсорного датчика

Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.

Типы датчиков движения

Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.

Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).

Контактные

Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.

Инфракрасные

Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:

1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.

2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.

В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.

Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.

Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.

Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.

Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.

Читайте также:  Парогенератор для мойки окон

Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.

Как собрать ИК-датчик движения своими руками?

Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.

Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.

На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).

Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.

Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.

Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.

Как известно, сенсорный датчик прикосновения — любая металлическая поверхность, например, металлический предмет, пластина или дверная ручка. У сенсоров отсутствуют механические элементы, что в свою очередь придает им значительную надежность.

Сфера использования подобных устройств достаточно широка это и включение звонка, выключатель света, управление электронными устройствами, сигнализация для дома, группа датчиков сигнализаций и прочее. Когда это необходимо, использование сенсорного датчика позволяет обеспечить скрытое размещение включателя.

Описание работы сенсорного датчика прикосновения

Функционирование ниже приведенной схемы сенсора основывается на применении имеющегося в домах электромагнитного поля, которое создает размещенная в стенах электропроводка.

Читайте также:  Выкройка антицарапки для новорожденных

Прикосновение к датчику сенсора рукой равносильно подсоединению антенны к чувствительному входу усилителя. В результате этого наведенное сетевое электричество поступает на затвор полевого транзистора, который играет роль электронного переключателя.

Данный сенсорный датчик прикосновения достаточно прост вследствие применения полевого транзистора КП501А (Б, В). Данный транзистор обеспечивает пропускание тока до180 мА при предельном напряжении исток-сток до 240В для буквы А и 200В для букв Б и В. Для защиты от статического электричества на его входе имеется диод.

Полевой транзистор обладает большим входным сопротивлением, и для того чтобы управлять им хватает статического напряжения, которое больше порогового значения. Для данного типа полевого транзистора номинальное пороговое напряжение составляет 1…3 В, а максимально допустимое равно 20 В.

При прикосновении рукой к датчику Е1, степень наведенного потенциала на затворе является достаточной для открывания транзистора. При этом на стоке VT1 будут электрические импульсы продолжительностью 35 мс, и имеющие частоту электрической сети 50 Гц. Для переключения большинства электромагнитных реле необходимо всего 3…25 мс. Для предотвращения дребезга контактов реле, в момент прикосновения, в схему включен конденсатор C2. За счет накопленного заряда на конденсаторе, реле будет включенным даже в тот полупериод сетевого напряжения, когда VT1 будет закрыт. Пока есть прикосновение к датчику сенсора, реле будет во включенном состоянии.

Конденсатор C1 увеличивает помехоустойчивость сенсора к высокочастотным радиопомехам. Менять чувствительность прикосновения к сенсору можно путем изменения емкости C1 и сопротивления R1. Группа контактов К1.1 осуществляет управление внешними электронными устройствами.

Добавив к данной схеме триггер и узел коммутации сетевой нагрузкой можно получить сенсорный выключатель света.

Всем читателям — привет!

Продолжаю описание доработок, внесенных за прошедшую зиму. Подсветка, описанная в прошлой записи — это было баловство 🙂 . А основная цель доработок была другой. В статье про разблокировку кнопки замка багажника я рассказал про устройство, эмулирующее работу штатного брелка. Теперь я его основательно переработал и добавил кучу новых функций. Эмуляция штатного брелка — это сейчас только маленькая часть функционала, который я хотел добавить. Но об этом напишу позже.
В процессе разработки появилась идея использовать сенсорные датчики для снятия/постановки на охрану. Сначала хотел поставить промышленные датчики от фирмы Meguna. Однако, затем решил сделать сам. Естественно, первым делом, поискал в интернете на предмет идей и готовых решений. Что интересно, первые же ссылки были на Drive! Такое ощущение, что все электронщики-автолюбители собрались здесь. Драйверы MGOOK и vasilii76 в своих БЖ (ссылка раз и ссылка два) рассказали о серии микросхем фирмы Atmel — AT42QT. Мне понравился этот вариант.
Осталось дело за малым — собрать и испытать. Разобрал дверь водителя, снял замок и нашел место куда установить датчик.

Собрал сам датчик и установил для испытания. Вся схема собрана на маленькой печатной плате, а в дверную ручку вынесена контактная (точнее уже бесконтактная) площадка, которая приклеивается к ручке двухсторонним скотчем. Контакт вырезан из стеклотекстолита.

Читайте также:  Термостат для котла из китая

Испытания прошли успешно. Вот даже "кино" снял. Светодиод под рукой был только зеленый, малозаметный оказался на видео.

Вот так выглядит дверной датчик в сборе. Левое крайнее отверстие не понадобилось.

А это тот же датчик, упакованный в термоусадку и установленный на замке. Плата прикручивается к внутренней части замка саморезом.

Схема стандартная, взятая из мануала. Для питания используется микромощный стабилизатор LP2950CDT. Как видно из предыдущих фотографий, большую часть места на плате занимает именно он. Лучше было бы взять стабилизатор LP2951 в корпусе SO8, но к сожалению, у нас в продаже были только регулируемые, требующие еще несколько резисторов для обвязки. Да и какая разница, места — "вагон".

Чувствительность датчика подбирается конденсатором C1. Я угадал с первого раза. Датчик реагирует точно на прикосновения.

Сначала я хотел поставить такие датчики во все ручки. Но, представив масштаб "разрушений", отказался от этой затеи. Оставил только водительскую дверь.
Второй датчик установил на стекло двери багажника. Предназначен он всё для той же функции разблокировки кнопки. Подносишь руку к датчику — кнопка разблокируется. Туда же выведен светодиод для индикации обнаружения метки охранной системы. Об этом более подробно расскажу в следующей статье.

В схеме заднего датчика только одно изменение — ёмкость конденсатора C1 увеличена до 0,03 мкФ для большей чувствительности, чтобы устройство реагировало на приближение. Испытания показали необходимость увеличения чувствительности, т. е. желательно было бы ещё увеличить ёмкость (по даташиту — до 0,05 мкФ), но я не стал переделывать. Немного изменена и печатная плата. Сенсорная площадка выполнена на этой же плате.
Провода для заднего датчика и светодиода проложены под левым порогом и выведены в дверь багажника. При разборе салона поломались клипсы крепления. Оригинальные стоят дорого. Информация для тольяттинцев: куча всяких клипс есть в продаже в магазине "Метизы" на Офицерской. Аналоги обошлись в 12 руб за штуку.

Есть еще и третий датчик, конструктивно аналогичен заднему, с ёмкостью конденсатора C1 — 0,01 мкФ. Его я установил на приборной панели. Выполняет функции кнопки управления для разработанного контроллера.
У некоторых читателей может возникнуть мысль — это же теперь любой может снять с охраны! На самом деле, разрабатываемый контроллер, к которому подключаются сенсорные датчики, управляется охранной системой. И снять с охраны можно только при наличии метки.
При разборе двери багажника обратил внимание на болтание жгутов проводов. При тряске могут издавать всякие звуки и стуки, которых у нас и так хватает. Обмотал все провода антискрипом. Как мне показалось, это дало результат — кол-во "постукиваний" сзади стало меньше, но что-то еще осталось 🙁

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector