Реле присутствия для включения света своими руками. Простой датчик движения своими руками — ремонт, установка. Доработанная схема датчика движения с исправленной ошибкой

Инструкция

Для самостоятельной сборки, понадобятся следующие инструменты, радиоэлементы и материалы:

• припой;
• реле 1393219-6 (PE014012);
• сенсорный инфракрасный элемент HC-SR501;
• блок питания 12 В, 10 Вт;
• стеклотекстолитовая плата, покрытая медной фольгой;
• транзистор BC547B;
• резистор 1 кОм и мощностью 1 Вт;

Монтаж производится в такой последовательности:

1. Положительный вывод блока питания 12 В , подключается к “Vcc” фоторезистора HC-SR501. Отрицательный – к клемме “GND”.
2. Транзистор BC547B , эмиттером соединяется с отрицательным выводом блока питания. База транзистора соединяется с клеммой “OUT” фоторезистора через резистор 1 кОм, а коллектор припаивается к 12 вольтовому входу реле 1393219-6 (PE014012).
3. Реле 1393219-6 (PE014012) подключается к рабочей нагрузке до 1 кВ работающей на переменном напряжении 220 В. В качестве нагрузки могут выступать мощные осветительные приборы или электрическая сирена. Световая и шумовая сигнализация могут работать одновременно мощности реле вполне будет достаточно для такого включения.

Эти элементы размещаются на текстолитовой плате, которая может быть помещена в подходящий пластмассовый корпус таким образом, чтобы инфракрасный датчик оставался с внешней стороны корпуса.

Датчик движения на базе инфракрасного элемента HC-SR501 способен реагировать только на объекты, температура которых выше чем окружающий воздух в помещении или на улице. Если человек укутается в непрозрачную плотную ткань, то этот прибор не сработает, и система сигнализации от проникновения злоумышленников не даст положительного результата.

1. При установке самодельного датчика движения необходимо соблюдать осторожность с опасным для человека переменным напряжением 220 В. Корпус блока питания должен быть надёжно защищён от случайного механического повреждения и возможного попадания жидкости внутрь блока.
2. Во время подключения питания к сенсорному элементу , необходимо соблюдать полярность. В противном случае его можно легко повредить.
3. Самодельный датчик движения потребляет очень мало электроэнергии , поэтому вместо блока питания можно использовать любой аккумулятор на 12 В.

Современные датчики движения стоят недорого, а приобрести их можно практически в любом промтоварном магазине.

Если самостоятельная сборка устройства планируется ради экономии финансовых средств, то стоимость всех радиоэлектронных компонентов, которые необходимо приобрести, составляет около 60% от стоимости магазинного прибора.

Разновидности

Существует множество различных устройств для регистрации перемещения, которые реализуются в розничной сети, но все они подразделяются на 3 основных типа:

Инфракрасные

Если в подконтрольном такому электронному устройству секторе, наблюдается изменение температуры с одновременным перемещением объекта, то происходит срабатывание этого устройства, и на выходе автоматической системы появляется электрический ток, который включает звуковой оповещатель или электрический свет, если автоматика установлена для включения осветительных приборов.

Такие сигнальные приборы имеют и недостатки, среди которых:

1. Ложные срабатывания при появлении крупных домашних животных в подконтрольной зоне.
2. Если датчик не экранирован , то солнечные лучи при попадании на рабочую поверхность чувствительного элемента, тоже становятся причиной ложного включения данного устройства.
3. Если такие элементы установлены в охранных системах , то злоумышленники смогут довольно легко “обмануть” такие приборы, закрывшись непроводящим тепло материалом.

Простата установки и небольшая цена являются достоинством таких устройств, особенно в тех случаях, когда автоматика требуется для включения .

Ультразвуковые

Также являются “плагиатом” природы. Такие необычные млекопитающие животные, как летучие мыши. используют принцип отражения ультразвука, для навигации. Датчик, который использует этот принцип обнаружения цели, излучает звуковые волны с частотой превышающей чувствительность человеческого уха, в подконтрольной ему зоне.

Отражённые от препятствий звуковые волны возвращаются в приёмник устройства. Если в том месте, где установлен ультразвуковой прибор, происходит перемещения объекта, то частота возвращаемого сигнала изменяется, и высокочувствительная техника регистрирует такие изменения.

Такие приборы всегда находятся в активном состоянии, то есть, постоянно излучают ультразвуковые волны во время работы охранной системы. Человек не слышит звуковые колебания такой высокой частоты, но многие домашние животные не в состоянии переносить длительное воздействие ультразвука. Такие звуковые частоты отпугивают вредителей, например, мышей и крыс, которые навсегда покинут свои норы и уйдут из дома.

Микроволновые устройства

По принципу обнаружения целей напоминают ультразвуковые модели.

Во время работы этих приборов излучаются электромагнитные волны высокой частоты, которые отражаясь от объектов, возвращаются к приёмнику. При движении, в зоне работы такого датчика. частота возвращённого сигнала изменяется и микропроцессорная автоматика включает электричество для освещения или сигнализации.

Такие устройства являются самыми надёжными, способными реагировать на движение за нетолстыми стенами или стеклом.

Работоспособность таких моделей не зависит от окружающей среды и с успехом может быть использована для установки на улице в условиях повышенной влажности.

Эти устройства также не лишены недостатков, среди которых:

1. Высокая стоимость.
2. Небезопасное для здоровья человека СВЧ излучение.
3. Возможны ложные срабатывания из-за движений вне подконтрольного периметра.

Кроме перечисленных моделей, существуют комбинированные устройства, которые используют одновременно разные каналы определения перемещения объектов. Например, если устройство оборудовано системой инфракрасного и ультразвукового обнаружения, то эффективность таких приборов значительно выше, чем в том случае, когда работает только 1 канал детекции.

Или просто сделать, чтобы свет в подъезде дома включался только тогда, когда кто-то в нём есть, можно сделать датчик движения. Несмотря на то что это кажется сложным, в рамках статьи вы сможете лично убедиться: это не так. У вас может быть желание сделать датчик движения для освещения. Можно также реализовать охранную сигнализацию - всё упирается в вашу фантазию.

О датчиках замолвим слово

Сначала будут идти самые легкие и примитивные схемы, а под конец вы увидите значительно усложнённые и более интересные решения. Но сначала небольшое предисловие. Если у вас есть желание ознакомиться с тем, как работают инфракрасные датчики, или вы думаете увидеть здесь схемы, которые будет сложно собрать в домашних условиях - разочаруем. Данная статья полностью и целиком нацелена исключительно на тех, кто расширяет свой кругозор, желает понять принцип работы и собрать несколько простейших схем, чтобы набить руку в создании подобных устройств и понять, как сделать датчик движения своими руками.

Самый простой и… нерабочий вариант

Итак, самый простой вариант, до которого смогли додуматься радиолюбители, - это создать датчик движения, который будет построен на проволочном резисторе (также известном как потенциометрический резистивный преобразователь). Для большей точности следует пояснить, что этот датчик сориентирован не столько на движение, сколько на перемещение. Но благодаря его простоте он достоин внимания. Допустим, вы хотите засечь, как какой-то малогабаритный объект линейно передвигается из одной точки в другую. Для этого сойдёт и датчик перемещения. Вот основное его предназначение, которое хорошо проиллюстрировано на изображении. Как вы уже убедились - ничего сложного. Какой-то объект соединён с движком, а он, в свою очередь, осуществляет перемещение по резистору. Одновременно с этим изменяется напряжение вольтметра. Но конструкция, увы, не совсем рабочая. Её проблема заключается в том, что линейное перемещение не преобразуется в напряжения без изъянов из-за того, что датчики подключаются к какой-то нагрузке (в данном случае это вольтметр).

Самый простой рабочий вариант

Этот датчик движения, своими руками сделанный, уже можно использовать для достижения целей контроля движения. Но ценой этого стала определённая усложненность предоставленной схемы. Что ж, предлагаем обратить внимание на схему, очень внимательно ознакомиться с её устройством, а потом уже изучать, для чего что необходимо:

1. GB1 - так обозначен источник питания;
2. V - сюда подключается вольтметр;
3. R1 - это проволочный резистор, который является самым важным подобным устройством в схеме;
4. R2 - резистор, который необходим для шунтирования верхнего плеча потенциометра.
5. R3 - сопротивление нагрузки. Можно подключить любой тип индикации, от обычных лампочек до схем, воспроизводящих звук.

Теперь посмотрите на график и вспомните резистор из пункта №4. Линии обозначают преобразование движения объекта в напряжение. Красная - в случаях, когда нет R2, а зелёная - если он есть. Про достоинства можно сказать, что его легко собрать, и он достаточно точен. Недостаток один - требуется небольшая отладка, прежде чем использовать устройство.

Датчик движения с фотоэлементом

Здесь вам предстоит более сложная, и вместе с этим и интересная работа. Для начала необходимо раздобыть фотоэлемент (лучше всего подойдёт фототранзистор). Он может быть изготовлен собственноручно ввиду простоты конструкции или куплен в магазине. В рамках статьи будет вестись разговор о МП41. Для начала отпилите у его корпуса верхнюю часть, чтобы был открыт кристалл. При попадании на него света он будет работать в качестве фотоэлемента, хотя и с относительно невысокой чувствительностью. Но, тем не менее, это полноценный датчик движения, своими руками собранный.

Схема

Чтобы датчик с фотоэлементом полноценно работал, необходимо собрать схему фотоприёмника. Чтобы оказывать влияние на включатель/выключатель, добавляется фотореле - и конструкция готова. Как видите, датчик движения своими руками несложно сделать. К тому же опыт и практика позволят набраться опыта и в будущем собирать устройства, которые смогут быть очень полезными в домашних условиях, с перспективой их успешной коммерческой реализации.

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 или . 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. 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 , 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 . Ниже представлена схема подключения и программный код.

Ультразвуковые

Излучатель работает на высоких частотах - от 20 кГц до 60 кГц. Отсюда выходит одна неприятность - животные, например собаки, чувствительны к этим частотам, более того они используются для их отпугивания и дрессировки. Такие датчики могут раздражать их и с этим возникают проблемы.

Ультразвуковой датчик движения работает на эффекте Допплера. Излучаемая волна, отражаясь от подвижного объекта, возвращается и принимается приёмником, при этом длина волны (частота) незначительно изменяется. Это детектируется, и датчик выдает сигнал, который используют для управления реле или симмистором и коммутации нагрузки.

Датчик неплохо отрабатывает движения, однако если движения очень медленные - он может не срабатывать. Преимуществом является то, что они не чувствительны к изменениям условий окружающей среды.

Лазерные или фотодатчики

В них есть излучатель (например ИК-светодиод) и приемник (фотодиод аналогичного спектра). Это простой датчик, возможна реализация в двух исполнениях:

1. Излучатель и фотодиод монтируются в проходе (контролируемой зоне) напротив друг друга. Когда вы проходите через него вы заслоняете излучение и оно не достигает приемника, тогда срабатывает датчик и включается реле. Это можно использовать и в системах сигнализации.

2. Излучатель и фотодиод стоят рядом друг с другом, когда вы находитесь в зоне действия датчика излучение отражается от вас и попадает на фотодиод. Это называется также датчиком препятствия, с успехом применяется в робототехнике.

Микроволновый

Состоит также из передатчика и приемника. Первый генерирует сигнал высокой частоты, второй их принимает. Когда вы проходите рядом изменяется частота. Приемник настроен таким образом, что при изменении частоты сигнал усиливается и передается на исполнительный орган, например реле, и происходит включение нагрузки.

Микроволновые датчики движения очень чувствительны, позволяют «увидеть» объект даже за дверью или за стеклом, однако это вызывает и проблемы ложного срабатывания, когда объект находится вне поля предполагаемой видимости.

Это достаточно дорогостоящие датчики, но они реагируют даже на самые незначительные движения.

Подобным образом работают и емкостные приборы. Такая схема изображена ниже.

Как подключить датчик движения?

Можно придумать бесчисленное множество вариантов и схем подключения датчика движения в зависимости от ваших потребностей, иногда нужно чтобы система срабатывала при движении в разных местах, например уличное освещение по пути от дома до ворот и наоборот, в других случаях необходимо принудительное включение или отключение света и т.д. Мы рассмотрим несколько вариантов.

Обычно у датчика движения есть три провода или три клеммы для подсоединения:

1. Приходящая фаза.

2. Фаза, отходящая для питания нагрузки.

Если вам не хватает мощности датчика - используйте промежуточное реле и . Для этого вместо лампочки в нижеуказанных схемах подключаются выводы катушки.

На фото ниже изображены клеммы к которым подсоединяются питающие провода.

Заключение

Использование датчиков движения, как бы это ни звучало, это шаг . Во-первых, это поможет экономить электроэнергию и ресурс ламп. Во-вторых, это избавит от необходимости каждый раз щелкать выключатель. Для освещения на улице при правильной настройки можно сделать так, чтобы свет включался, когда вы подходите к воротам дома.

Если расстояние от ворот до дома 7-10 - можно обойтись и одним датчиком, тогда не придется прокладывать кабель на второй датчик или собирать схему с проходным выключателем.

Как уже было сказано чаще всего встречаются ИК-датчики, их достаточно для простых задач, если вам нужна большая чувствительность или точность - присмотритесь к датчикам других типов.

Всевозможные сенсоры позволяют автоматизировать множество процессов в быту.

Некоторые из них можно изготовить самостоятельно.

Сегодня научимся делать своими руками.

По принципу действия датчики движения заводского изготовления делятся на три типа:

1. ультразвуковые;
2. радиочастотные;
3. инфракрасные.

Ультразвуковые (УЗ)

Рабочая область сенсора состоит из двух частей:

1. излучатель ультразвука;
2. анализатор отраженного сигнала (приемник).

При появлении в поле зрения датчика движущегося объекта, в отраженном сигнале появятся изменения. Анализатор зарегистрирует их и подаст сигнал на полупроводниковый переключатель или реле, вызывающий замыкание цепи.

Достоинства УЗ-сенсора:

• дешево стоит;
• атмосферные факторы не влияют на работу;
• «видит» объекты из любого материала.

Недостатки:

• дальнодействие ограничено;
• не реагирует на плавное движение;
• вызывает дискомфорт у животных (они чувствительны к УЗ).

Радиочастотные (РЧ)

Принцип тот же, только вместо УЗ излучаются радиоволны.

Достоинства:

• компактность;
• значительная дальность действия;
• способность фиксировать движущиеся объекты, расположенные за стеклом или тонкой непрозрачной перегородкой;
• высокая точность.

Недостатки:

• стоят дорого;
• сверхчувствительны, потому иногда случаются ложные срабатывания;
• при значительной мощности оказывают негативное воздействие на людей и животных, находящихся в поле зрения сенсора длительное время.

Инфракрасные (ИК)

Ничего не источают, а только улавливают инфракрасное излучение, определяя таким образом температуру объектов. При появлении в поле зрения объекта с заданной температурой (обычно настраивается на 36,6 градусов) срабатывают, замыкая цепь светильника.

Достоинства:

• не оказывают вредного воздействия на людей и животных;
• легко поддаются настройке;
• имеют доступную стоимость.

Недостатки:

• диапазон рабочих температур ограничен;
• не «видят» сквозь материалы, не пропускающие ИК-излучение;
• реагируют на нагревательные приборы.

Датчики УЗ и РЧ называют активными, ИК - пассивными. Последние еще называют пиромодулями - от англ. PIR, означающей Passive Infra-Red (пассивный инфракрасный).

Классификация по назначению

По назначению сенсоры движения делятся на:

1. внутренние (комнатные);
2. наружные (уличные).

Вторые отличаются устойчивостью к экстремальным температурам и значительным радиусом действия - 500 м и более.

Разновидности самодельных датчиков

Самодельные датчики движения работают на иных принципах:

• герконовый . Геркон - сокращенное словосочетание «герметичный контакт». Это капсула с двумя контактами из ферромагнитной стали, чувствительные к магнитному полю. При поднесении к геркону магнита контакты в нем замыкаются, при удалении - размыкаются. Такие датчики движения устанавливают на дверях и окнах: геркон крепится к косяку, магнит - к створке. При открывании створки магнит отводится от геркона, контакты в нем размыкаются и подается питание на светильник или какое-то сигнальное устройство. Конечно, данный прибор не является датчиком движения в полном смысле этого слова. Это, скорее, датчик открывания двери;
• световой . Датчик состоит из двух частей: источника света и фотоэлемента- . При пересечении движущимся объектом линии, между ними свет перестает поступать на фотоэлемент-транзистор, что приводит к замыканию цепи ;
• микроволновый . Когда человек приближается к работающему радиоприемнику, тот реагирует – в воспроизведении появляются помехи. На этом явлении основано действие данного сенсора. Он состоит из двух основных частей антенны и генератора микроволн.

Необходимые инструменты и материалы

Для изготовления понадобится всего два инструмента:

Элементы и материалы нужны такие:

• фототранзистор (на схеме обозначен VT1);
• (С1);
• операционный усилитель с обратной связью (DA1);
• резистор с обратной связью на операционный усилитель (R2);
• обычный (R1);
• реле РЭС 55А;
• лазерная указка (при небольшом расстоянии между источником света и фотоприемником вместо лазера можно использовать фотодиод);
• прокладка водопроводная;
• шуруп.

Фототранзистор можно изготовить самостоятельно из транзистора П417А или любого другого, имеющего вид шляпы с полями на 3-х ножках. Крышку корпуса демонтируют, открывая полупроводниковую начинку либо в ней формируют отверстие, срезая верхнюю часть. При освещении открытого кристалла прибор будет действовать, как фототранзистор, только с меньшей чувствительностью.

Номинал R2 выбирают с учетом того, что с его увеличением возрастает коэффициент усиления, а это приводит к снижению устойчивости усилителя. Оптимальное сопротивление - 100 кОм.

Этапы сборки прибора

Датчик движения собирается в несколько приемов:

1. от блока питания отрезается разъем. Далее мультиметром определяется жила с плюсовым зарядом;
2. из перечисленных выше компонентов делают фотоприемник, соединяя их в схему.

Схема фотоприемника

Затем подключают лазерную указку к блоку питания:

• припаивают к блоку два дополнительных провода;
• протыкают шурупом водопроводную прокладку и помещают данную конструкцию в лазерную указку шляпкой вперед, так чтобы та уперлась в пружинный контакт.

Один из дополнительных проводов подсоединяют к шурупу, второй - помещают в щель между прокладкой и корпусом указки.

Как подключить датчик движения: схема

Самодельный световой датчик движения желательно устанавливать в дверном проеме - тогда входящий в комнату человек гарантированно пересечет линию между источником света и фотоприемником.

Изделие будет смотреться изящнее, если схему фотоприемника поместить в пластмассовую коробку с отверстием напротив фототранзистора.

Примерная установка датчика движения на улице

Чтобы исключить влияние других источников света, фотодатчик затемняют и закрывают темным светопропускающим материалом.

Высота установки - 1 м от пола. При таком размещении сенсор не замечает домашних животных и при этом полностью исключается попадание лазера в глаза человеку (оказывает негативное воздействие на сетчатку). Для подачи питания на светильник, к датчику подключается реле РЭС 55А.

Схема подключения следующая:

1. обмотка соединяется со входом;
2. на один контакт подается ;
3. второй контакт подключается к ;
4. третий подводится к светильнику.

Работает устройство следующим образом:

• под воздействием света в фоторезисторе формируется рабочее напряжение, вызывающее его открытие;
• на конденсатор С1 подается питание, вследствие чего он заряжается;
• при появлении светонепроницаемой преграды между источником света и фотоприемником (в комнату вошел человек), фототранзистор закрывается и конденсатор С1 разряжается;
• это приводит к снижению напряжения в точке А и, соответственно, на выходе до нулевого значения. Этому способствует операционный усилитель DA1;
• при падении напряжения, источник питания посредством реле замыкается на светильнике.

Датчик можно сделать незаметным, применив вместо источника видимого света инфракрасный диод.

Изготовление микроволнового датчика

Этот сенсор собирается по схеме ниже. Здесь транзистор VT1 попутно играет роль высокочастотного генератора радиоприемника. Напряжение, задаваемое смещением на базе транзистора VT2, выпрямляется детекторным диодом.

Обмотки Т1 настроены на разные частоты. В нормальном состоянии (отсутствуют движущиеся объекты) амплитуды сигналов компенсируют друг друга и на детекторе VD1 напряжение не подается.

Схема принципиальная микроволнового датчика движения

При появлении движущихся объектов, затеняющих антенну и искажающих идущие к ней радиоволны, амплитуды сигналов суммируются и детектируются на диоде. Это вызывает открытие VT2.

Настройка

В предложенной схеме 1 на резистор R1 возлагаются функции коллектора и нагрузки. Настройка рабочей точки осуществляется с его помощью. Оптимальное сопротивление определяют методом подбора.

Для точной настройки значений включения и отключения микроволнового датчика (схема 2) требуется компаратор. Его роль играет тиристор VS1. Он находится под управлением силового реле напряжением 12 В.

Видео по теме

Как сделать светильник с датчиком движения своими руками:

Процесс изготовления самодельного датчика движения для управления освещением не отличается сложностью. Справиться с этим может и начинающий, следует только внимательно изучить представленные в статье схемы и рекомендации.

Специальные электронные приборы, реагирующие на перемещение в зоне действия их чувствительного элемента, пользуются все большей популярностью у рядового потребителя. С их помощью удается не только защищать важные объекты от проникновения посторонних лиц, но и управлять работой подключенного к ним оборудования (осветителей, в частности). Прежде чем изготовить датчик движения своими руками, потребуется ознакомиться с существующими разновидностями этих приборов, а также со схемами их включения.

Виды датчиков

Датчики движения различными способами определяют появление объекта на контролируемой территории

В соответствии с используемым принципом формирования контрольного сигнала все датчики движения делятся на следующие типы:

• Ультразвуковые чувствительные элементы (УЗ).
• Радиочастотные приборы (РЧ).
• Инфракрасные устройства (ИК).
• Лазерные датчики.

В каждом из этих приборов используется свой вид излучения, регистрируемый чувствительным элементом. Первая разновидность реагирует на УЗ сигнал, отраженный от движущегося объекта, а вторая работает по тому же принципу, но уже в радиочастотном спектре.

Инфракрасные датчики, в отличие от остальных, не используют отраженный сигнал, а обнаруживают передвигающегося человека или животное по тепловому излучению их тела.

Лазерные датчики реагируют на отраженный сигнал в диапазоне волн, соответствующих частоте накачки.

По своему назначению все эти изделия делятся на следующие виды:

• охранные;
• включатели освещения;
• коммутаторы бытовых приборов.

Первый тип датчиков позволяет включать мощный прожектор, освещающий охраняемые территории перед домом или гаражом при проникновении на них постороннего лица. Модели второго типа управляют освещением рабочих участков, находящихся внутри помещений. Они включают свет при приближении человека к зоне сборника мусора, например, и отключают при его уходе. Датчики, управляющие работой бытовых приборов, срабатывают при приближении человека и подключают к сети электрочайник на кухне или телевизор в гостиной.

При выборе схемы самодельного чувствительного прибора обычно исходят из простоты ее реализации.

Самодельные датчики движения

Схема датчика движения для включения света

Схемы датчиков движения, собираемые своими руками, достаточно просты для того, чтобы каждый желающий мог сделать их в домашних условиях. Наиболее распространенными среди пользователей являются следующие варианты:

• световой датчик;
• емкостный датчик;
• тепловой прибор, собранный на основе комплекта «Arduino»

Первым в этом списке представлен прибор, состоящий из встроенного источника света и вынесенного на определенное расстояние транзисторного фотоэлемента. При пересечении перемещающимся человеком линии связи световой луч прерывается, после чего срабатывает исполнительный элемент. Сразу вслед за этим подключенный к нему светильник включается. В устройствах второго типа используется принцип изменения емкости помещения при появлении в нем человека. Поэтому его основной элемент – распределенный конденсатор, состоящий из самодельных емкостных конструкций.

Датчик, собранный на основе конструктора «Arduino», срабатывает при изменении картины теплового излучения.

Самостоятельное изготовление

Самостоятельное изготовление светового чувствительного прибора начинается с подготовки необходимого инструмента и материала. Для его сборки потребуются:

• электрический паяльник;
• измерительный прибор – мультиметр;
• бокорезы и пинцет;
• транзисторный фотоэлемент;
• операционный усилитель (ОУ);
• набор деталей: конденсатор, резисторы и реле РЭС55;
• готовый блок питания, обеспечивающий подачу напряжения в схему.

Также необходимо запастись старой лазерной указкой, служащей источником светового сигнала и набором проводов.

Фотоэлемент можно изготовить самостоятельно, взяв за основу любой старый транзистор (П416, например). Для этого нужно взять бокорезы, а затем с их помощью «выкусить» крышку транзистора, оставив площадку с тремя ножками. Под воздействием света кристаллическая основа вскрытого триода будет работать как фотоэлемент, имеющий чуть меньшую чувствительность.

Порядок сборки

Сборка датчика движения

Берется старый, но работающий блок питания от 4,5 до 12-ти Вольт, от него отрезается питающий разъем. Отвод оформляется в виде двух проводников (плюса и минуса), которые удобно впаивать в схему. Определиться с полярностью электропитания можно с помощью мультиметра.

Все последующие операции выглядят так:

1. Из подготовленных деталей собирается несложная схема приемника светового луча от лазерной подсветки.
2. Сама она подключается к блоку питания, для чего придется воспользоваться паяльником.
3. Собранная часть с приемным элементом помещается в подходящую по размерам коробку; при этом шляпка светочувствительного элемента выводится наружу.

По завершении сборочных операций следует перейти к монтажу самодельного датчика и последующему его подключению.

Монтаж и подключение

Различные схемы подключения

Сделанный своими руками световой датчик удобнее всего встраивается в дверном проеме. В этом случае входящий в помещение человек обязательно пересечет линию, образованную лучом указки и приемником светового излучения (фотоэлементом).

Если система располагается на улице, помещенный в пластиковую коробку приемник при установке слегка затеняется самодельным козырьком. Иногда для этих целей используется кусок пропускающего свет материала, закрывающего приемное отверстие в коробке. Использование таких приемов позволяет снизить влияние других источников света, отраженных от белых поверхностей, например.

Высота установки указки и приемника внутри помещений выбирается равной одному метру. Такое расположение оптимально для большинства членов семьи и вместе с тем прибор не будет срабатывать при перемещении животных. Эта высота к тому же исключает возможность попадания лазера в глаза взрослого человека.

Реле герконовое рэс-55А (5 вольт)

Для включения и срабатывания схемы используется реле типа РЭС 55A, на обмотку которого напряжение подается с исполнительной части. Порядок работы самодельного устройства:

1. Под действием светового луча в нормальном (не включенном) состоянии через фоторезистор протекает ток, приводящий к его отрыванию.
2. На подключенном к выходу конденсаторе накапливается заряд, создающий на его обкладках определенный потенциал (система находится в равновесии).
3. При появлении преграды в виде человека приемник-фоторезистор закрывается, а накопленный на обкладках заряд стекает через подсоединенное параллельно сопротивление.
4. Это приводит к снижению потенциала в контрольной точке ОУ практически до нуля, в результате чего низковольтное напряжение поступает на обмотку реле.

Контакты реле замыкают цепь питания светильника, на который мгновенно подается сетевое напряжение 220 Вольт. После прохода человека система останется в неизменном состоянии до тех пор, пока выключатель остается с включенной кнопкой.

Изготовление и настройка микроволнового датчика

Принципиальная схема микроволнового датчика движения

Для изготовления микроволнового датчика потребуется опыт работы с генераторными устройствами высоких частот. За основу взята любительская схема транзисторного генератора на полевой структуре. Приемник выполнен по трансформаторной избирательной схеме с ключевым каскадом на транзисторе КТ315, нагруженным на детекторный диод.