Датчик движения для включения света схема принципиальная

датчик движения для включения света схема принципиальная

На данное время наиболее распространенным и популярным устройством для обнаружения движения является объемный, пассивный, инфракрасный детектор движения.

Принцип его действия основан на приеме теплового излучения от любого объекта пироэлектрическим инфракрасным приемником. Этот элемент работает совместно с полевым транзистором, который выступает в качестве предварительного усилителя.

Содержание:

  • Датчик движения LX01
  • Принципиальная электрическая схема датчика движения
  • Схемы подключения
  • Правила установки датчика движения

Для того чтобы диапазон тепловой волны излучаемой человеческим телом (5 – 14 МКМ) воспринимался фотоприемником, применяют специальные светофильтры

Для минимизации ложных срабатываний в конструкцию датчика включены два таких приемника подсоединенных по встречной схеме.

В зависимости от внешней засветки и температуры генерируются  напряжения каждым датчиком в отдельности. Их сигналы вычитаются и компенсируются, при превышении пороговой величины срабатывает реакция устройства на движение.

Датчик движения LX01

датчик движения для включения света схема принципиальная
Для примера возьмем детектор LX01. Устройство состоит из двух боксов: монтажного и аппаратного, которые соединены подвижным кронштейном, облегчающим настройку зоны сканирования.

В аппаратном боксе находиться плата управления, к которой присоединены сенсоры: пироэлектрический, распознающий движение, светочувствительный фоторезистор для определения уровня освещенности.

Сенсоры прикрывает светопроницаемая пластмассовая шторка с выдавленными по всей площади элементами линз Френеля.

На торце расположены рифленые ручки оперативных регуляторов, связанных с подстроечными резисторами.

На монтажной коробке имеются отверстия для вывода проводов и крепления корпуса осветительного прибора.

Прибор предназначен для коммутирования электрических цепей с общей нагрузкой до 1200 Вт. К устройству можно подключать лампы накаливания и другие осветительные элементы, рассчитанные на напряжение переменного тока 200 – 230 В.

В отличие от детекторов использующихся исключительно для систем тревожной сигнализации устройство имеет дополнительные параметры, регулирующие срабатывание.

Регулятор «TIME» – регулирует время по истечении, которого прибор выключает освещение, если человек продолжает находиться в зоне действия прибора то свет будет включен повторно.

В отличии от детекторов присутствия датчики движения при повторной коммутации полностью включают и выключают осветительный прибор в быстром темпе, что, при неправильной настройке периода срабатывания, приводит к мерцанию света.

Регулятор «DAYLIGHT» – устанавливает светочувствительность прибора и позволяет точно определить порог затмения автоматического включения освещения.

Регулятор «SENS» – устанавливает чувствительность пироэлектрического сенсора детектора обнаружения. С его помощью можно регулировать радиус зоны обнаружения.

Технические параметры датчика движения LX01

  • Угол зоны сканирования 1200.
  • Максимальная дальность обнаружения 12м.
  • Питание: переменный ток от 180 до 240В при 20мА.
  • Максимальная нагрузка 1200Вт при 5А.
  • Время отключения 5сек-600сек.
  • Светочувствительность в диапазоне 10-2000Лкс.

Устройство чувствительно к низким температурам окружающей среды и поддерживает  работоспособность только до -100С. Рекомендуется установка в помещениях на высоте от 2м до 4 м.

Принципиальная электрическая схема датчика движения

В состав устройства модели LX01 входят инфракрасный сенсор определяющий движение и элементы, усиливающие и обрабатывающие сигнал.

Пассивный, инфракрасный пироэлектрический сенсор это пластина прозрачного кварца, пропускающая лучи инфракрасного диапазона и керамический сенсор.

Так же в корпусе находится усилитель, который согласует высокое выходное напряжение, поступающее с сенсора.

Пироэлектрический сенсор RE-46, который используется в детекторе движения модели LX01, подсоединен к операционному усилителю LM324N. Он имеет сложную структуру, состоящую из четырех каскадов усилителей.

Функциями усилителей DA1.1 и DA1.2 является произведение коррекции поступающего сигнала с последующей передачей на третий каскад — DA1.3.

Компаратор, который к нему присоединен, производит распознание предварительно обработанного сигнала. На четвертом каскаде DA1.4 происходит регулирование времени освещения.

Следует отметить, что при  таком принципе обработки поступающих сигналов определение движущегося объекта сводится не к регистрации наличия теплового излучения, а на выявлении динамического изменения такого излучения.

Фоторезистор (R23), определяющий уровень внешнего освещения, управляется подстроечным резистором R24, а тот в свою очередь соединен с контактом базы танзистора VT1.

Если световая интенсивность увеличивается, то сопротивление  фоторезистора падает, соответственно ток у базы транзистора увеличивается. Он открывается и происходит эффект подтягивания потенциала контакта между резисторами R25 / 21 и потенциала земли.

Таким образом, запрещается поступление сигнала с каскада DD1.4 на базовую клемму транзистора VT2, который активизирует соединительное реле К1. При срабатывании реле ранее, работа фоторезистора будет заблокирована диодом VD4 на весь период активной фазы.

Устройство работает от обычной электросети 220В, 50Гц. Напряжение, поступает на устройство через плавкий предохранитель FU. Через вход  гасящего конденсатора ( на схеме — C11) и диодный мостик (VD7-10), на выходе напряжение будет составлять 18 — 22 вольта.

Далее напряжение, сглаживается и выпрямляется конденсатором С12, подается на стабилизатор DA2 78L08. Повышенное напряжение, которое возникает на выходе из стабилизатора, направляется на стабилитрон (на схеме VD6), который гасит его до 24В. При переключении контактов реле возникают  коммутационные помехи, которые гасятся последовательностью из резистора R26 и С10.

Схемы подключения

датчик движения для включения света схема принципиальная
Эта модель рассчитана на непосредственное подключение осветительных приборов запитанных от электросети с переменным током 220В, но ограниченна в мощности присоединяемых устройств не более 1 КВт.

Для дополнительного контроля освещения, который предусматривает, как автоматическое, так и ручное включение осветительного прибора используется следующая схема соединения датчика движения через распределительную коробку.

Возможно подключение нескольких детекторов движения для контроля одного осветительного прибора. Такие схемы используются для освежения лестниц или длинных коридоров, которые не могут в полной мере контролироваться одним детектором.

Для того чтобы увеличить максимальную нагрузку используют способ подсоединения датчика движения через промежуточное реле.

датчик движения для включения света схема принципиальная

В этом случае максимальная мощность потребления будет ограничиваться только параметрами нагрузочной способности используемого промежуточного реле. Таким образом, можно подключать мощные галогенные прожектора с нагрузкой в несколько киловатт.

Применяя, в качестве осветительных элементов, ртутные лампы дневного света, следует помнить, что период между включениями должен соответствовать времени остывания лампы.

Правила установки датчика движения

датчик движения для включения света схема принципиальная
На стабильность и эффективность функционирования системы тревожной сигнализации влияет место, выбранное для установки детектора движения.

При этом необходимо правильно выбрать не только общую схему, но и точку подключения в каждом помещении. Определяя ее необходимо свести к минимуму негативное влияние внешних факторов, которые могут привести к ложному срабатыванию системы сигнализации.

Следует избегать попадания в область срабатывания конвекционных и интенсивных воздушных потоков (кондиционеры и батареи отопления), а так же прямых солнечных лучей.

Кроме того, поверхность, на которую устанавливается датчик, не должна подвергаться дрожанию и вибрациям (от открывания двери или окна).

Традиционная установка детектора – в затененном углу комнаты на высоте не более 2,4-3м с направлением зоны сканирования на центр помещения.

Обозначения на схеме:
1. Датчик движения
2. Сенсор разбития стекла
3. Геркон
4. Детектор дыма

датчик движения для включения света схема принципиальная

Принцип работы освещения с датчиком движения основан на воздействии инфракрасного теплового излучения,которое исходит от человека.Прибор служит для автоматического включения и отключения электрического освещения.

Устройство датчика движения

Эти приборы относятся к типу пироэлектрических датчиков и имеют в своей конструкции инфракрасный приемник, используемый для приема теплового излучения, работающий совместно с предварительным усилителем, имеющим в конструкции полевой транзистор. Для того чтобы диапазон длины волны соответствовал излучению человеческого тела, а именно 5-14 мкм используется светофильтр, который ставиться перед фотоприемником.

Чтобы не происходило ложных включений в конструкции датчика предусмотрены два одинаковых инфракрасных приемника, подключенные встречно. Напряжения генерируются в зависимости от внешней засветки, а также при изменении внешней температуры устройства. Напряжения вычитаются и компенсируются, так достигается реакция прибора на передвижение объекта.

Принципиальная электрическая схема датчика движения

Рис 1. Принципиальна схема датчика движения для освещения

В основе действия схемы датчика движения для освещения лежит работа пироэлектрического приемникаP1R1, который принимает инфракрасное излучение. Для появления напряжения используется модуляционная решетка, в конструкции которой применяются узкие чередующиеся полоски разной степени прозрачности, благодаря им объект оказывается попеременно открыт. Решетка монтируется перед приемником.

Подача питающего напряжения происходит на вход усилителя пиротехнического приемника, через сглаживающий фильтр R1.C1. Резистор R19 служит для нагрузки полевого транзистора. Вывод 2 используется для подачи выходного сигнала.

Настройка датчиков движения для освещения

При подборе размера полосок модулирующей решетки, добиваются необходимой чувствительности прибора. Размер окна модуляционной решетки, формирует зону обслуживания устройства. Его можно изменять.

Наладка и монтаж датчиков движения для освещения

Установка датчиков движения для освещения производится в соответствии с используемой линзой, номинальная монтажная высота бывает 1,10 или 2,20 м. В некоторых случаях датчик с линзой 2,20м устанавливается на высоте 1,10 м. датчик движения регистрирует движение в поле с углом 180о в двух уровнях. Дальность действия датчика зависит от высоты его расположения. При изменении верхнего уровня можно установить практически неограниченную дальность действия. Это приводит к регистрации движения вне заданного поля регистрации.

Датчик движения для освещения уличный использует линзу 2,20 мразмер поля регистрации такого датчика составляет 12х12 м. Размеры поля регистрации при монтаже 1,10м составляет 6х6 м. Регулировка уровня регистрации производится сверху вниз.

Важно: Недопустимо попадание на линзу прямых солнечных лучей, из-за воздействия высокой температуры, возможен выход датчика из строя.

Рекомендации при монтаже:

Оптимальное расположение датчика движения – сбоку от направления движения.

При монтаже датчика движения следует помнить, что отражение теплового излучения из-за освещения или небольшого расстояния между автоматическим переключателем и светильником может привести к повторному включению.

Необходимо исключить попадания в поле действия регистрации источников помех: ламп. приборов отопления, свет от другого любого источника.

Если возникнет необходимость то, возможно, применение вставной бленды, она монтируется в приборную коробку, желательно расположение клемм подключения в нижней части, иначе возможно появление ошибки подключения.

Вставная бленда устраняет помехи, сокращая поле регистрации, если при установке вставной бленды угол будет уменьшен, может произойти ошибка при срабатывании датчика.

Защита от посторонних источников освещения происходит за счет задержки. При переходе от высокого значения яркости к низкому происходит падение ниже установленного порогового значения яркости к низкому. Падение ниже установленного значения яркости должно сохраняться примерно 10 сек, до переключения.

При наладке датчиков движения имеется внутренний алгоритм, выполняющий автоматическую настройку, реагирующую на погодные условия. Это позволяет избежать нежелательные переключения.

датчик движения для включения света схема принципиальная

Рис 2. Простейшая схема подключения датчиков для освещения, с дублированием выключателя освещения

При установке датчиков движения для освещения лестницы при всестороннем доступе к лестнице рекомендуется устанавливать датчик движения с охватом территории под углом в 360о , при ограниченном допуске возможна установка датчика с углом 180о. нежелательна установка прибора вблизи кондиционера, вентилятора, и всех устройств связанных с электромагнитным полем.

датчик движения для включения света схема принципиальная

Рис 3. Схема подключения датчиков движения для освещения лестницы

Виды датчиков движения

По типу места нахождения:

  1. Периметрические, применяемые для уличного освещения.
  2. Периферийные.
  3. Внутренние.

По принципу действия:

  1. Ультразвуковые — реагируют на высокочастотные звуковые волны.
  2. Инфракрасные — используют тепловое излучение.
  3. Микроволновые – радиоволны высоких частот.
  4. Пассивные, с отсутствующим передатчиком.
  5. Активные – в наличии есть и передатчик, и приемник инфракрасного излучения.

По типу срабатывания:

  1. Тепловые, срабатывание происходит при реагировании на изменения температуры в поле срабатывания.
  2. Звуковые, реагируют на импульс при воздушных колебаниях от звуков.
  3. Колебательные, реагируют на изменения окружающей среды и магнитного поля при движении объектов.

По конструкции:

  1. Однопозиционные – наличие передатчика и приемника совместно в одном корпусе.
  2. Двухпозиционные – использование передатчика и приемника в разных блоках.
  3. Многопозиционные – более двух блоков передатчиков и приемников.

По типу установки:

  1. Многофункциональные датчики используются при определении движения и степени освещения в помещениях.
  2. Комнатный датчик освещенности, используется для систем управления и мониторинга.
  3. Наружный датчик освещенности, используется для измерения уровня наружного освещения.
  4. Потолочный датчик освещенности, устанавливается в подвесной потолок.
  5. Накладной датчик освещенности, сконструирован для настенного монтажа.
  6. Врезной датчик освещения, используется для выявления движения в жилых и офисных помещениях.

Применение беспроводного датчика движения для освещения, основано на передаче радиочастотных сигналов на приемопередатчик системы безопасности, которые затем следуют на электрическую проводку дома для включения освещения в доме, затем происходит обратное действие по отключению освещения.

датчик движения для включения света схема принципиальная

Рис 4. Виды датчиков движения для освещения по типу монтажа, регулировки и зон действия устройства

Выводы:

В настоящее время, в жилых и коммерческих зданиях применение датчиков в качестве устройств для управления освещением разрешает повысить комфортный уровень использования помещения, а также приносит экономическую и энергетическую выгоду.

В среднем стоимость датчиков движения для освещения цена составляет от 220 до 600 руб. в случаях применения в конструкции устройства дополнительных опций цена составит 2500 руб.

Окупаемость таких устройств для жилых помещений составляет 1,5 – 2 года. При постоянном росте цен на электрическую энергию, который составляет 30% в год, срок окупаемости инвестиционных вложений будет снижаться.

Наличие в помещении всевозможных детекторов позволяет производить контроль и управление большинством современных домов, дистанционно и автоматически, согласно заданному заранее алгоритму, без постоянного контроля человека. В этой статье обговорим, как сделать датчик движения своими руками в домашних условиях, а также рассмотрим сферу возможного применения данных устройств.

Кратко о датчиках

Концевой выключатель или самовозвратная кнопка, установленная у двери и реагирующая на открывание и закрывание — самый простой датчик движения (проникновения, открывания). С помощью нехитрой схемы данный аппарат включает свет в холодильнике. Также можно оснастить кладовку или тамбур прихожей, дверь в подъезде, дежурную светодиодную подсветку, используя данный выключатель или сигнализацию, которая оповестит о срабатывании.
датчик движения для включения света схема принципиальная Такие аппараты, на основе геркона и магнита, можно заметить на дверях и окнах охраняемых объектов. Недостаток устройств в узко специализированном применении. Для контроля открытых территорий, площадей, проходов они не годны.

Для открытых проходов существуют устройства, реагирующие на изменения в окружающей среде. К ним относятся фотореле, емкостные (датчики поля), тепловые (PIR), звуковые реле. Для фиксации пересечения определенного участка, контроля препятствия, наличия движения какого-либо объекта в зоне перекрытия, используют фото или звуковые эхо устройства.

Принцип работы таких устройств основан на формировании импульса и его фиксации после отражения от объекта. При попадании в такую зону контроля, изменяется характеристика отраженного сигнала, и детектор формирует сигнал управления на выходе.

Для наглядности представлена принципиальная схема работы фотореле и звукового реле:

Детектор препятствия

Датчик пересечения

Интерактивные автоматы, автоматические двери, голосовые извещатели, охранная сигнализация и прочая автоматика, реагирующая на чёткое положение препятствия или объекта.

К примеру, замечательно снабдить детектором движения зеркало с подсветкой. Включение освещения будет происходить только в тот момент, когда человек будет находиться непосредственно возле него. Не желаете сделать такую подсветку зеркала самостоятельно?

Схемы сборки

Микроволновый

Для контроля открытых пространств и контроля наличия объектов в контролируемой зоне, разработано емкостное реле. Принцип действия данного устройства заключается в измерении величины поглощения радиоволн. Каждый наверное наблюдал или был участником этого эффекта, когда приближаясь к работающему радиоприемнику, он начинает менять волну или и издавать шум сбиваясь со станции. Поговорим о том, как сделать датчик движения микроволнового типа. Сердцем данного детектора является радио микроволновой генератор и специальная антенна.
На данной принципиальной схеме представлен простой способ сделать микроволновый датчик движения. Транзистор VT1 является высокочастотным генератором и по совместительству радио приемником. Детекторный диод выпрямляет напряжение, подавая смещение на базу транзистора VT2. Обмотки трансформатора Т1 настроены на разную частоту. В начальном состоянии, когда на антенну не воздействует внешняя емкость, амплитуды сигналов взаимно компенсируются и на детекторе VD1 нет напряжения. При изменении частоты их амплитуды складываются и детектируются диодом. Транзистор VT2 начинает открываться. В качестве компаратора, для четкой отработки состоянии включено и выключено, используется тиристор VS1, который управляет силовым реле на 12 Вольт.

Ниже предоставлена работающая схема реле присутствия на доступных компонентах, которая поможет собрать детектор движения своими руками или просто пригодится для ознакомления с устройством.

Тепловой

Тепловой ДД (PIR) самый распространенный сенсорный аппарат в хозяйственном секторе. Это объясняется дешевыми комплектующими, простой схемой сборки, отсутствием дополнительных сложных настроек, широким температурным диапазоном работы.

Готовый аппарат можно купить в любом магазине электротоваров. Часто этим сенсором снабжаются светильники, устройства сигнализации и прочие контроллеры. Однако сейчас мы расскажем, как сделать тепловой датчик движения в домашних условиях. Простая схема для повторения выглядит следующим образом:

Специальный тепловой датчик В1 и фото элемент VD1 составляют автоматизированный комплекс управления освещением. Устройство начинает работать только после наступления сумерек, выставленным уровнем резистора R2, при попадании перемещающегося человека в зоне контроля. Время встроенного таймера можно выставить регулятором R5.

Самоделка на Arduino

Недорогой сенсор можно сделать из специальных плат для радио конструктора. Из уже готовых модулей собирается довольно миниатюрное устройство. Для сборки нам понадобятся модуль датчика движения для микроконтроллеров Arduino и модуль одноканального реле.

На каждой плате распаян разъем из трех штырьков, VCC +5 вольт, GND -5 вольт, OUT выход на детекторе и IN вход на плате реле. Для того, чтобы сделать рабочее устройство своими руками, необходимо с источника питания подать на платы 5 вольт, а out и in соединить вместе. В результате должно получится вот так как на схеме ниже.
Готовый детектор можно поместить в корпус или замаскировать в удобном месте. Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в которых наглядно демонстрируются инструкции по сборке самодельных датчиков движения в домашних условиях:

Теперь вы знаете, как сделать датчик движения своими руками. Надеемся, предоставленные схемы и видео помогли вам в сборке самодельного сенсора!

Будет полезно прочитать:

  • Как подключить датчик движения для освещения
  • Как сделать регулятор освещения
  • Автоматические ворота для гаража своими руками