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.

Содержание статьи

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).

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.

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема подключения датчика движения для освещения

Датчик движения – это электронное инфракрасное устройство, которое позволяет обнаруживать присутствие и перемещение человека и помогает коммутировать питание приборов освещения и других электрических приборов. В его основе находится специальный детектор изменения температуры в пространстве (читайте про PIR датчик тут). Сейчас продаётся полно моделей различных китайских детекторов, которые между собой почти все похожи и отличаются лишь конструкцией и мощностью коммутируемых ламп – сама схема подключения как правило одинакова.

Если нужно подключить через это устройство сразу нескольких мощных ламп, то лучшим решением будет применение магнитного пускателя или мощного реле.

Особенности установки

Для его монтажа необходимо выбрать место, обеспечивающее наилучшие углы обзора как по горизонтали, так и по вертикали с максимальной по площади зоной охвата. Большинство PIR датчиков движения имеют мёртвую зону, расположение которой следует учитывать при выборе высоты их размещения и угла наклона.

Датчик движения HC-SR501 с регуляторами

Если датчик выполнен в неподвижном корпусе и не имеет регулировки позиционирования, то необходимо свериться с техническим паспортом, для правильного размещения устройства. Иногда этот прибор требует наличия не только фазного и нулевого провода, но и земли (масса). Хотя большинство работают от обычной двухпроводной сети 220 В.

Электрические схемы подключения

Как подключить датчик движения с выключателем

Вариант, при котором он установлен параллельно обычному выключателю.

Как подключить датчика движения без выключателя

А это для подсоединения его непосредственно к сети 220 В без всяких других кнопок.

Как подключить сразу нескольких датчиков к сети

На длинных лестницах или коридорах может понадобиться несколько штук, управляющих одной лампой или длинной светодиодной лентой белого цвета свечения.

Внутри ПИР датчика обычно имеется клеммная колодка, на которую выведены стандартно раскрашенные и обозначенные контакты:

• L, коричневый или чёрный — фазный провод.
• N, синий — нулевой провод.
• Ls или L’, красный — возврат фазы на лампы освещения.
• ⊥, жёлто-зелёный — защитное заземление.

Подключение осветительных приборов следует выполнять между контактами A и N. Питание электрической сети подавать на L и N, строго соблюдая полярность фазы подключения. Если вас интересует принципиальная схема детектора, то перейдите по ссылке в начале статьи.

Настройка и регулировка датчика

После монтажа обязательно надо провести процедуру регулировки датчика движения для освещения. Ведь геометрия помещения у всех разная (влажность, освещённость, материал стен).

1. LIGHT или LUX — порог чувствительности по освещённости.
2. TIME — таймер срабатывания.
3. SENSE — чувствительность.

Обычные пределы регулировки времени срабатывания таймера устанавливаются в большинстве приборов от нескольких секунд до десяти минут. Порог срабатывания светочувствительности можно установить только в приборах, имеющих соответствующий датчик освещённости. Он определяет яркость дневного света, при которой устройство перестаёт подавать напряжение на осветительные приборы. Установка чувствительности сенсора — наиболее тонкая и капризная настройка. В любом случае датчик должен реагировать на появление в помещении человека, а не мелких животных. При изменении угла обзора устройства часто требуется подстройка чувствительности.

Видео

Источник

Схема подключения датчика движения для освещения к прожектору или лампочке

Предлагаем вам исчерпывающую инструкцию по подключению осветительных приборов к разного рода датчикам движения или детекторам присутствия. Автоматическое управление освещением используется повсеместно, обеспечивая не только удобство пользования, но и экономию электроэнергии.

Виды датчиков движения

Корректность работы датчика зависит от соответствия его типа условиям эксплуатации и места установки. Эффективность обнаружения зависит от вида встроенного детектора, но это — совершенно отдельная тема. Пока нужно только определить, какие могут быть отличия в схеме преобразования сигнала, начиная с выхода детектора и заканчивая контактным реле, замыкающим цепь питания осветительного прибора.

Простейший тип датчиков имеет встроенную контактную пару и не требует дополнительных промежуточных устройств. Это также справедливо для большей части комбинированных датчиков: встроенный компаратор сравнивает уровни сигнала от разных детекторов и замыкает цепь, только если все они сообщили об обнаружении объекта.

Сложнее дело обстоит с датчиками, рассчитанными на работу в составе комплексов охранной сигнализации. К этой категории относится большинство микропроцессорных датчиков, в наименьшей мере склонных к ложным срабатываниям.

Типовые схемы коммутации

В общем случае можно выделить два типа установки датчиков присутствия: в непосредственной близости от осветительного прибора (в т. ч. совместно с ним в одном корпусе), либо на более-менее значительном расстоянии.

Большинство датчиков со встроенным реле имеют три клеммы для подключения. Контакты, обозначенные L и N, служат для подключения питающей цепи, от которой напряжение подаётся как на схему датчика, так и на нормально открытый контакт реле. Клемма L out, иногда отмечаемая стрелкой — это вторая часть контактной пары, замыкающаяся с контактом L при срабатывании датчика. Таким образом, подача напряжения осуществляется двухжильным кабелем, контакты реле подключаются в разрыв фазного провода.

Схемы подключения датчика движения к освещению

Если осветительный прибор стоит отдельно от датчика, их подключение проще выполнить через распределительную коробку. В неё от датчика приходит трёхжильный кабель, в котором одна жила используется как нейтральная для питания устройства, а две другие — для коммутации. Разводка внутри коробки выполняется по той же схеме, что и для обычного выключателя.

Подключение датчика движения через распределительную коробку

Перепутать подключение практически невозможно, в худшем случае датчик просто не включится, что обычно наблюдается при подаче питающей фазы на обратную сторону релейного контакта. Большинство датчиков движения не чувствительны к полярности, но в разрыв рекомендуется ставить именно фазный провод — это требование ПУЭ.

Есть ли разница в типе осветительных приборов

Как многим известно, выход из строя ламп происходит не столько из-за их длительной эксплуатации, сколько по причине расходования ресурса включения/выключения. В отличие от работы в паре с обычным выключателем, зажигание лампы датчиком происходит до 20–30 раз чаще, из-за чего источник света быстро выходит из строя. Если датчик коммутирует обычную лампу накаливания, галогенный прожектор или любой другой светоприбор со спиралью, рекомендуется установить в разрыв цепи питания NTC-термистор соответствующей мощности, упреждающий броски тока. Сопротивление подбирается экспериментально, в зависимости от необходимой плавности пуска, обычно в пределах 200–1500 Ом.

Подключение датчика движения к лампочке через термистор

Энергосберегающие и люминесцентные лампы менее чувствительны к частому включению, но только если в блоке их питания предусмотрен горячий запуск. Задержка включения таких ламп может негативно сказываться на удобстве пользования. Следует увеличить чувствительность датчика и правильно выбрать его тип.

На светодиодные приборы частота включения практически никак не влияет. При этом рекомендуется коммутировать датчиком именно сетевое напряжение до блока питания. Это не только исключит паразитное потребление на холостом ходу, но также устранит дребезг контактов за счёт встроенного в блок питания снаббера.

Управление повышенной нагрузкой

Практически все датчики, судя по маркировке, рассчитаны на коммутацию нагрузки в 10 или 16 А, причём практика показывает, что даже эти показатели сильно завышены. Если мощность светового прибора составляет более 1 кВт (ток 4,5–5 А), рекомендуется добавить в цепь промежуточное устройство коммутации.

Если подключение лампы к датчику выполнено через распределительную коробку, задачу решит компактный магнитный контактор. Устройства для монтажа на DIN рейку достаточно малогабаритны для закрепления их к боковой стенке коробки. Важно следить, чтобы напряжение питания катушки контактора было равным сетевому. В таком случае катушка заменяет в стандартной схеме лампу, а сам осветительный прибор подключается через основные клеммы пускателя.

Схема подключения датчика движения к освещению через контактор

В некоторых случаях даже компактный модульный контактор может оказаться неуместным. Здесь можно прибегнуть к методу бесконтактной коммутации высоковольтными полевыми транзисторами. Схема подкупает простотой, к тому же она может быть собрана даже навесным монтажом. Для примера возьмём IRF740APBF — мощный N-канальный транзистор с максимальным рабочим напряжением 400 В и током нагрузки до 10 А. Для построения схемы потребуется пара таких элементов: мы ведь имеем дело с переменным током, соответственно, полуволну нужно пропускать в обоих направлениях.

Силовая часть схемы состоит из двух одинаковых транзисторов, их сток и исток соединяются встречно и устанавливаются в разрыв цепи питания нагрузки. Управляющая часть схемы не имеет гальванической развязки, она состоит из защитного выпрямительного диода с напряжением пробоя не менее 300 В, а также делителя напряжения из двух резисторов, включенных последовательно. Рекомендуемое напряжение открытия IRF740APBF равно 25 В, то есть примерно десятая часть сетевого — во столько же раз должны отличаться номиналы плеч делителя. Можно с уверенностью взять резисторы на 47 и 4,7 кОм, подключив затвор через среднюю точку. Схему можно дополнить шунтирующим резистором номиналом от 100 кОм, подключенным между затвором и нулевым проводом через диод. Шунт нужен для подтяжки низкого уровня управляющего сигнала в выключенном состоянии, для столь мощных полевиков с такой ёмкостью это может быть весьма критичным.

Настройка режимов работы

Большинство стандартных датчиков имеют на своём корпусе три регулятора: SENS, TIME и LUX. Прежде чем перейти к их настройке, нужно убедиться, что сам датчик установлен в правильном положении и углы его обзора полностью перекрывают зону контроля прохода. Для этого нужно установить регулятор SENS в предельное положение, а затем проверить, срабатывает ли детектор при входе человека в контролируемую зону. Регулятором SENS можно корректировать дальность обзора датчика, например, чтобы он срабатывал на людей, подходящих к подъезду, но не на проезжающие мимо автомобили.

Микроволновый датчик движения ДД-МВ 201

С помощью регулятора LUX определяется, при каком уровне освещённости нужно включать дополнительный свет. Рекомендуется регулировать эту настройку во время сумерек, устанавливая верньер в положение, на котором датчик только начинает срабатывать. Наконец, регулятор TIME определяет продолжительность включения света, этот параметр настраивается индивидуально.

Настенный инфракрасный датчик движения ЭРА MD 03

Подключение нескольких датчиков

Помещения и зоны контроля могут иметь разную форму и размер, при этом датчик управляет только одним осветительным прибором или сетью. Чтобы обеспечить уверенное обнаружение присутствия, датчики можно располагать под определённым углом друг к другу, встречно и разнонаправленно, обеспечивая максимальную зону покрытия детекторами.

Обычно требуется включение света при срабатывании хотя бы одного датчика из группы. В этом случае контакты релейных групп всех детекторов соединяются параллельно. Важно только следить, чтобы все датчики группы коммутировали либо фазный, либо нулевой провод, иначе с большой вероятностью при включении произойдёт короткое замыкание.

Параллельное подключение датчиков движения

Если свет должен включаться только при срабатывании обоих датчиков одновременно, задача усложняется. Если бы один контакт реле не был связан с клеммой питания, датчики можно было бы подключить контактными группами последовательно. Из-за такой особенности требуется установка промежуточного реле, катушка которого включается при срабатывании одного датчика. При этом нагрузка разрывается сначала контактами второго датчика, а затем — нормально открытым контактом дополнительного реле.

Устранение ложных срабатываний

Подводя итог, дадим важную рекомендацию по способам устранения ложных срабатываний. Иногда регулировка чувствительности не даёт нужного результата: датчик либо продолжает срабатывать вхолостую, либо перестаёт реагировать вообще из-за сужения зоны контроля.

Обычно такое поведение характерно для микроволновых датчиков, для которых не являются препятствием ни окна с дверями, ни даже капитальные стены. Так, установленный в квартире датчик может срабатывать на движение в подъезде либо у соседей. Первое, что нужно сделать — убедиться в правильной ориентации датчика и при необходимости изменить его направление и место установки.

Если вышесказанное сделать невозможно, следует устанавливать несколько датчиков с расчётом на их совместное срабатывание. При этом чувствительность датчиков выбирается близкой к минимальной, обычно такое решение хорошо подходит для небольших комнат и тамбуров, а также при реализации сложных схем управления освещением.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник