Схема подключения ик датчика движения

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.

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.

Читайте также:  Подъемно поворотные гаражные ворота

Инфракрасным датчиком движения называется электронное изделие, позволяющее обнаружить присутствие и передвижение человека или животного. Датчик дает возможность подключать через себя электрическое питание устройств освещения и другой подобной аппаратуры. Обычно инфракрасный датчик движения предназначен для включения систем освещения, однако его можно применять и для других целей.

Основные виды датчиков движения

Датчики по месту монтажа можно разделить на такие виды:

  • периметрические устройства, которые используются для освещения улицы;
  • внутренние устройства, которые применяются для освещения различных помещений;
  • периферийные устройства, которые еще можно назвать универсальными.

Датчики по принципу работы делятся на такие категории:

  • ультразвуковые устройства, которые реагируют на небольшое изменение звуковых волн разной частоты;
  • микроволновые изделия, которые испускают радиоволны высокой частоты;
  • инфракрасные изделия, которые срабатывают при изменении теплового излучения;
  • активные изделия, которые оборудованы передатчиком и приемником различного вида излучения;
  • пассивные изделия, в которых не предусмотрен передатчика сигнала.

Датчики по типу срабатывания можно разделить на такие категории:

  • тепловые устройства, которые реагируют на колебания температуры в определенном месте;
  • звуковые устройства, которые срабатывают при небольших колебаниях воздуха от импульсов звука;
  • колебательные устройства, которые срабатывают от перемены окружающей среды или от изменения магнитного поля при передвижении человека.

Датчики движения по своему устройству принято делить на такие типы:

  • однопозиционные изделия, которые оборудованы передатчиком и приемником сигнала;
  • двухпозиционные изделия, в которых приемник и передатчик сигнала находятся в разных корпусах;
  • многопозиционные изделия, аппаратура которых включает в себя несколько устройств с приемниками и передатчиками.

Датчики движения по виду монтажа можно разделить на такие типы:

  • многофункциональные изделия используют для определения передвижения и степени освещенности в различных помещениях;
  • комнатные изделия применяют для мониторинга и систем управления светом в комнате;
  • наружные изделия используют для измерения уровня внешнего освещения;
  • накладные изделия изготовлены для монтажа на стену;
  • потолочные изделия ставят в подвесной потолок;
  • врезные изделия применяют для обнаружения передвижения в комнатах и офисах.

Схема подключения датчика движения для освещения

Подсоединить инфракрасный датчик движения довольно легко, потому что электрическая схема работает только на замыкание и размыкание цепи. Когда необходима постоянная работа системы освещения при абсолютном отсутствии любого перемещения, то в электрическую цепь необходимо включить обычный выключатель, который подключается параллельно инфракрасному устройству движения.

Из-за этого при включении выключателя свет будет загораться по другой схеме в обход изделия, потому что при отключенном переключателе контролировать состояние системы освещения будет инфракрасный датчик движения.

Как подсоединить несколько инфракрасных датчиков движения

Довольно часто получается так, что своеобразная форма комнаты физически не позволяет контролировать всю площадь одним изделием. К примеру, в сильно изогнутой комнате, если устанавливать одно устройство, то оно не будет работать, когда человек передвигается за изгибом. Тогда стоит применить схему подсоединения устройств, в которой несколько изделий подключаются параллельно.

Иначе говоря, нулевой провод идет отдельно и непрерывно, подается на каждое изделие, а потом подключают все клеммы к светильнику. В таком случае срабатывание любого устройства приведет к замыканию электрической цепи и подаче напряжения на лампу. При подобном подключении необходимо знать, что все датчики стоит подсоединить к одной фазе, а иначе между фазами может произойти короткое замыкание. А также различные условия и технические особенности комнаты тоже имеют большое влияние на тип подсоединения инфракрасных датчиков движения.

Выполнять монтаж датчика нужно так, чтобы он имел большой угол обзора на предполагаемые области передвижения. А также необходимо не допустить, чтобы детали интерьера, двери или окна экранировали сигнал устройства. Все изделия обладают максимально допустимым значением мощности, которая составляет от 500 до 1000 ватт. Этот показатель сильно ограничивает их использование в условиях больших нагрузок. Когда есть необходимость в подсоединении через датчик движения многих мощных источников света, то оптимальным решением можно считать использование специального магнитного пускателя.

При приобретении инфракрасного датчика движения, в комплекте обязана находиться подробная инструкция по эксплуатации, подсоединению и настройке. Дополнительно подобная схема всегда присутствует на корпусе самого изделия. Под крышкой устройства движения располагается специальная колодка, а также подсоединенные к ней несколько разноцветных проводов, которые выходят наружу корпуса. Подсоединение кабеля выполняется при помощи разнообразных зажимов. Когда для подключения применяют многожильный провод, то стоит использовать специализированные наконечники для втулок.

Как подключить датчик движения к лампочке

Электрический ток на инфракрасный датчик движения приходит от питающей сети по нескольким проводникам. Это фазный провод и нулевой. После того как фазный провод вышел из устройства, он попадает на один из выводов светильника. Другой вывод светильника присоединен к нулевому проводнику. Когда начинается передвижение в области контроля изделия, то сразу замыкается контакт специального реле, что приводит к появлению фазы на лампочке и включается освещение. Так как специализированная колодка для подсоединения снабжена винтовыми зажимами, то кабель к датчику движения присоединяют при помощи специальных наконечников.

Необходимо понимать, что подсоединение фазного провода нужно выполнять лишь по принципиальной схеме, которая должна быть в руководстве по эксплуатации. После подсоединения кабеля необходимо надеть крышку и начать следующую стадию работы, которая заключается в подключении проводов в распределительной коробке. В ней находится 7 проводов, 2 от светильника, 3 от инфракрасного датчика и 2 от сети питания. В кабеле питания фазный провод покрашен в красный цвет, а ноль окрашен в синий.

У кабеля, который подсоединен к изделию, белый проводник является фазой, зеленый провод считается нулевым, а красный проводник необходимо подключить к питающей сети. Все проводники стоит присоединять по определенным правилам. Фазу питающего кабеля нужно соединить с фазным проводником датчика движения. Потом подключают нулевой проводник от питающего кабеля, а далее, нулевой провод от устройства и нулевой проводник от светильника.

Читайте также:  Автомобильная акустика 13 см

Провод от инфракрасного движения красного цвета и коричневый проводник от светильника необходимо соединить вместе. После этого подключение можно считать оконченным, потому что изделие подсоединено к светильнику. Далее, подается электрическое напряжение, датчик движения срабатывает при передвижении, замыкает цепь и включает освещение.

Как подсоединить датчик движения к выключателю

Чтобы определенное время освещение не выключалось, вне зависимости от степени освещения или передвижения человека, стоит использовать схему подсоединения изделия с выключателем. Для этого необходимо подключить простой выключатель в схему, параллельно инфракрасному датчику.

С помощью подобного подсоединения есть возможность при включенном выключателе держать в замкнутом состоянии цепь светильника в течение продолжительного времени. Когда управление светом необходимо отдать датчику, то просто стоит выключить выключатель.

Как настроить датчик для управления светом

Настройка инфракрасного датчика является наиболее важной работой при монтаже изделия. Все устройства, которые способны управлять светильниками, имеют дополнительные настройки. С их помощью можно добиться качественной работы изделия. Подобные настройки имеют вид небольших приборов, предназначенных для регулирования. Прежде всего, это:

  • установка времени отключения TIME;
  • регулировка степени освещения LUX;
  • установка уровня восприимчивости к определенному виду излучения SENS.

Настройку включения от степени освещения используют для правильной работы датчика в светлое время. Изделие сработает при небольшом уровне освещения при сравнении с наименьшим значением. Таким образом, устройство не будет срабатывать при большом уровне освещения при сравнении с выставленным порогом.

С помощью подстройки времени есть возможность устанавливать время, в которое свет будет работать с того момента, как стало обнаружено передвижение. Рабочий интервал времени можно выставить от 1 до 650 секунд.

Настройка восприимчивости перед срабатыванием датчика является следующей полезной функцией. Осуществлять регулировку восприимчивости к срабатыванию в зависимости от площади и дальности человека можно с помощью специального регулятора. Реакция изделия напрямую зависит от степени установленной чувствительности. Когда осуществляется большое количество включений изделия, то восприимчивость необходимо понизить, а выставить яркость освещенности инфракрасных волн, на которые и будет реагировать аппаратура.

Как необходимо правильно устанавливать датчик движения

В зоне видимости устройства, который ставится на улице, не должны быть предметы, излучающие свет или тепловую энергию. Не нужно монтировать датчик движения возле больших деревьев, которые способны помешать качественному выявлению передвижения. Необходимо постараться свести к минимуму вероятное воздействие различных видов излучений, которые могут привести к ложному срабатыванию изделия.

Устройство стоит настраивать непосредственно на то место, где выявление передвижения обязано служить поводом для включения света. Нужно держать изделие в идеальной чистоте, потому что грязь плохо влияет на качество работы датчика и области его действия.

Датчики движения являются одним из основных элементов систем охранной сигнализации. Они фиксируют малейшие перемещения физического объекта, оказавшегося в зоне контроля такого датчика, и своим срабатыванием активируют подачу сигнала тревоги. По своей конструкции такой датчик – это реле, реагирующее на движение, и поэтому такие устройства получили широкое распространение в системах автоматического управления светом. Существуют датчики движения, работа которых основана на разных физических принципах, поэтому схема датчика движения может отличаться. Все устройства такого типа очень компактны, отличаются хорошим дизайном и вписываются в интерьер любого помещения.

Содержание:

Устройство, виды и особенности датчиков движения

Существуют и широко применяются следующие типы датчиков движения:

  1. Радиоволновые;
  2. Ультразвуковые;
  3. Инфракрасные;
  4. Гибридные.

Радиоволновые или СВЧ датчики работают на доплеровском эффекте. Основными элементами такого датчика являются излучатель СВЧ сигнала и приёмник отражённого сигнала. Если в поле излучения перемещается какой-либо объект, то частота отражённого сигнала меняется. Электронная схема обрабатывает разницу между прямым и отражённым сигналом и переключает реле, которое может включить сирену или подать сигнал тревоги. Радиоволновые датчики движения отличаются высокой чувствительностью, но стоят достаточно дорого. В детских и лечебных учреждениях микроволновые датчики не применяются из-за СВЧ излучения, несмотря на то, что уровень его минимален и абсолютно безвреден. Из-за высокой чувствительности радиоволновые датчики подвержены ложным срабатываниям.

Ультразвуковые датчики так же используют эффект Доплера, только вместо колебаний высокой частоты в таких системах применяется ультразвук. Эти устройства нашли применение в системах парковки «Парктроник», а в быту применяются достаточно редко. Частоту 25-60 КГц хорошо слышат кошки и собаки, поэтому применение таких датчиков вызывает у них сильный стресс. Кроме того, ультразвуковые датчики имеют небольшой радиус действия и их можно обмануть если передвигаться медленно.

В охранной сигнализации и системах автоматического управления освещением чаще всего применяются инфракрасные объёмные датчики движения. Тепловое (инфракрасное) излучение объекта, который проходит в зоне захвата датчика, через линзу Френеля попадает на ИК-сенсор, после чего на выходе электронной схемы формируется сигнал тревоги (происходит разрыв цепи).

Устройство ИК датчика движения

Вследствие невысокой стоимости такие устройства широко применяются для автоматического управления освещением, например, в подъезде, когда при появлении человека освещение включается на 1-3 минуты, а затем выключается. Для управления светом на стоянке или придомовой территории используются уличные датчики движения.

Гибридные или комбинированные датчики движения представляют собой два датчика разной конструкции, размещённые в одном корпусе и подключаемые к различным входам прибора охранной сигнализации. Обычно в одном корпусе объединяют инфракрасный и радиоволновой датчики движения. Применение таких устройств повышает надёжность охранной системы. Они могут использоваться в банках, депозитариях и денежных хранилищах. Схема включения датчика движения для сигнализации позволяет подавать тревожный сигнал и управлять работой сирены или прожектора. Датчики движения могут иметь следующие основные характеристики:

  • Чувствительность;
  • Наличие антисаботажной зоны;
  • Объём зоны захвата по горизонтали и вертикали;
  • Напряжение питания.
Читайте также:  Где на шинах пишут год выпуска

Датчики движения с постоянной чувствительностью не рекомендуется применять в квартирах, где имеются домашние животные, иначе, при отсутствии хозяев, на каждый проход кошки будет включаться сигнал тревоги. Величину порога срабатывания можно регулировать, в зависимости от конструкции, плавно или специальными перемычками на плате. Так же существуют модели датчиков, которые не реагируют на животных.

Антисаботажная зона – это дополнительная зона захвата направленная от датчика вертикально вниз и блокирующая попытку вывести прибор из строя. В паспорте указывается угол обзора датчика в градусах и размеры зоны гарантированного срабатывания. Все датчики независимо от конструкции подключаются к типовым устройствам, поэтому схема подключения датчика движения всегда одинакова, а их напряжение питания обычно равно 12V. На корпусе, обычно, установлен светодиод, индицирующий режим ожидания или срабатывания.

Типовая схема детектора движения

Все модели объёмных инфракрасных датчиков движения по схемотехнике и конструкции похожи между собой. Отличия могут быть в некоторых электрических параметрах и дизайне корпуса. Схема датчика движения состоит из следующих элементов:

  • ПИК сенсор;
  • Операционный усилитель;
  • Схема термокомпенсации;
  • Компаратор;
  • Реле.

Пассивный Инфракрасный Сенсор фиксирует температуру постороннего объекта оказавшегося в зоне захвата. Сигнал усиливается операционным усилителем и поступает на компаратор, который сравнивает сигнал соответствующий температуре окружающей среды и сигнал, поступивший с ПИК сенсора. Разница в уровнях сигналов означает наличие теплового фона постороннего объекта. Разностный потенциал вызывает срабатывание реле, контакты которого могут использоваться для включения различных устройств.

Принцип действия инфракрасного датчика движения

Если температура в помещении приближается к температуре человеческого тела, что может нарушить работу устройства, включается система термокомпенсации. Популярная модель инфракрасного датчика движения Colt 10 DP имеет следующие основные характеристики:

  • Зона обнаружения объекта – 10 метров 90°;
  • Не реагирует на животных до 10 кг;
  • 3 установки чувствительности;
  • Цифровая схема термокомпенсации;
  • Не восприимчив к электромагнитному излучению до 50 В/м;
  • Имеет защиту от статического электричества;
  • Напряжение питания – 9-16 В;
  • Диапазон рабочих температур -25… + 60°С.

В схеме датчика установлено твердотельное реле, с помощью которого можно управлять внешними устройствами.

На рисунке ниже представлена типовая схема датчика движения на примере LX-02.

Схема типового детектора движения на примере LX02

Подключение датчика движения для освещения

Невысокая стоимость и надёжность инфракрасных датчиков движения позволяет использовать их для автоматического включения освещения. Схема датчика движения для освещения состоит из тех же элементов, что и традиционный охранный датчик. Основу его составляет элемент чувствительный к инфракрасному излучению. Электронная схема обрабатывает сигнал и через реле управляет источником освещения. Такие системы широко используются в подъездах многоэтажных домов, когда освещение включается только при появлении в помещении человека. Через определённое время свет автоматически выключается. Схема подключения датчика движения для освещения очень проста, и вполне может быть выполнена самостоятельно.

Подключение ИК датчика движения, используемого для включения света

Под задней крышкой датчика движения расположена колодка с тремя клеммами, которые подписаны буквами «L», «N» и «A». Клемма «L» подключается к фазовому проводу сети, который нужно определить с помощью отвёртки-индикатора. На клемму «N» подаётся нулевой провод, а источник освещения подключается между клеммами «N» и «A», то есть реле датчика движения управляет фазой, а ноль подаётся постоянно. Датчики движения для включения света так же могут использоваться как элемент охраны загородного дома, когда при проникновении нарушителя, включается прожектор и сирена.

Подключение датчика с выключателем

Для того чтобы источником освещения можно было управлять как через автомат так и вручную к схеме добавляется выключатель. Подключение датчика движения через выключатель выполняется очень просто. Сетевое напряжение 220 вольт так же подаётся на клеммы «L» и «N», а между клеммами «L» и «A» ставится обычный двухпозиционный выключатель.

Схема включения датчика для сигнализации

Практически все модели датчиков движения, независимо от принципа работы, подключаются к приёмно-контрольному прибору (ПКП) охранной сигнализации по типовой схеме. Для того чтобы открыть доступ к панели подключения необходимо снять декоративную крышку. Под ней находится плата электроники и колодка из трёх сдвоенных клемм:

  • Питание — +12 В и «Общий»;
  • Реле – N,C;
  • Тампер – T,T.

Подключение ИК датчика движения с системой сигнализации

На клеммы питания подаётся питающее напряжение от блока питания или прибора охранной GSM сигнализации. Клеммы реле не полярные и в режиме ожидания они замкнуты. При появлении физического объекта в зоне обнаружения, его тепловое излучение принимает ПИК сенсор, что вызывает срабатывание реле и цепь размыкается. Это влечёт за собой включение сигнала тревоги приёмно-контрольного прибора. На самом приборе можно выбрать режим с самовосстановлением, когда прекращение действия источника излучения переводит датчик движения в режим ожидания и сигнал тревоги отключается автоматически.

При другом режиме сигнал тревоги подаётся постоянно до нажатия кнопки «Сброс» на базовом блоке охранной системы. Схема подключения датчика движения к сигнализации подразумевает защиту устройства от несанкционированного вскрытия корпуса. Для этого в конструкции датчика предусмотрен микровыключатель, контакты которого выведены на клеммы «Тампер».

Для того чтобы избежать ложных срабатываний датчика движения необходимо соблюдать некоторые правила. По технологии такие датчики обычно устанавливаются на стенах или в углах помещений на высоте не менее 2-х метров. Монтаж датчика выполняется с помощью специального кронштейна, которым можно выбрать ориентацию сенсора по горизонтали и вертикали. Датчик нельзя направлять на окна, источники искусственного освещения и на устройства, генерирующие сильное электромагнитное излучение. В быту к таким устройствам относятся, прежде всего, микроволновые печи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *