Домашни сензори за движение за включване на осветлението
Сензорът за движение може да бъде закупен в магазина. Но ако разполагате с малко свободно време, малко умения и знания, можете сами да си направите такъв сензор. Това ще ви спести пари и ще ви осигури приятно прекарване на времето в техническо творчество.
Какви сензори можете да направите сами
Съществуват няколко вида детектори за движение, като всеки вид може да бъде направен от вас. Но ултразвуковите и радиочестотните сензори са трудни за производство и изискват специални умения и уреди за настройка. Затова капацитивните и инфрачервените сензори са по-лесни за производство.
Инструменти и материали
Изграждането на детектор за движение изисква
- поялник и консумативи;
- свързващи проводници;
- малки водопроводни инструменти;
- мултиметър.
За изработването на сензора ще ви е необходима и платка. Добре е да разполагате с осцилоскоп, за да проверите работата на устройството, базирано на радиочестотен генератор.
Капацитивен сензор
Тези сензори реагират на промени в електрическия капацитет. В интернет, у дома и дори в техническата документация често се използва подвеждащият термин "обемен сензор". Това схващане е възникнало поради неправилната връзка между геометричния капацитет и обема. Всъщност сензорът реагира на електрическия капацитет на пространството. Обемът, като геометричен параметър, не играе никаква роля тук.
Сензорът за движение може лесно да се направи на ръка. Едно просто капацитивно реле може да бъде сглобено само от един чип. За изграждането на сензора се използва тригер на Шмит K561TL1. Антената представлява проводник или щифт с дължина няколко десетки сантиметра или друга проводяща структура с подобни размери (метална мрежа и др.). Когато се приближи човек, капацитетът между щифта и пода се увеличава и напрежението върху щифтове 1,2 на чипа се увеличава. Когато прагът е достигнат, тригерът "сработва", транзисторът се отваря чрез буферния елемент D1/2 и подава захранване към товара. Това може да е реле за ниско напрежение.
Недостатъкът на тези елементарни сензори е липсата на чувствителност. За да работи, е необходимо човек да се намира на няколко десетки или дори няколко сантиметра от антената. Веригите с ВЧ генератор са по-чувствителни, но са и по-сложни. Проблем може да бъде и навиването на частите. В повечето случаи те трябва да се изработят на ръка.
Предимството на тази схема е възможността да се използва сглобяем трансформатор от транзисторния приемник CT1-A. Той е част от осцилаторна верига (индуктивна "триточка") на транзистора VT1. Използвайте резистора R1, за да регулирате дълбочината на обратната връзка и да постигнете появата на трептения. Трептенията в генератора се трансформират в намотка III, изправена от диода VD1. Изправеното напрежение отваря транзистора VT2, който подава положителен потенциал към управляващия електрод на тиристора. Тиристорът, когато се отвори, задейства релето K1, чиито контакти могат да се използват за свързване на алармата.
Антената представлява парче проводник с дължина около 0,5 метра. Когато се приближи човек (на разстояние 1,5-2 метра), капацитетът, внесен от тялото на човека във веригата на осцилатора, ще наруши трептенията. Напрежението върху намотка III ще изчезне, транзисторът ще се затвори, тиристорът ще се изключи и релето ще се изключи от захранването.
Сглобяване на детектора
За сглобяването на детектора може да се направи печатна платка. Например, като използвате метода LUT. Технологията не е сложна и е лесна за усвояване. Но ако става въпрос за еднократна работа, няма смисъл да губите време с експерименти. Най-добре е да използвате платка.
Това е платка с метализирани отвори със стандартна стъпка, в които могат да се запояват електронни компоненти. Връзката с електрическата верига се осъществява чрез запояване на проводниците към съответните точки.
Можете да използвате и платка, но надеждността на връзките е много по-ниска. Този метод е по-подходящ за експериментиране и усъвършенстване на изкуството на схемотехниката.
Проверка на електронните компоненти за правилно функциониране
Най-напред трябва да проверите избраните части. Ако те не са били използвани, няма следи от запояване и механични повреди, няма смисъл от по-нататъшно тестване. Вероятността компонентите да не са повредени е 99 процента.. Ако случаят не е такъв, добре е да проверите компонентите:
- резисторите се тестват с мултиметър - той трябва да показва номиналното съпротивление (като се вземе предвид класът на точност на резистора);
- Компонентите на намотката трябва да се тестват, за да се гарантира, че не са прекъснати;
- Кондензаторите с малък капацитет могат да се проверяват с тестер само за липса на късо съединение;
- Кондензаторите с голям капацитет могат да бъдат проверени с мултиметър със стрелка в режим на изпитване на съпротивлението - стрелката трябва да тръгне надясно и след това бавно да се върне към нулата (наляво);
- диодите могат да бъдат проверени с тестер в режим за проверка на диоди - в едната позиция съпротивлението трябва да е безкрайно, а в другата позиция мултиметърът ще покаже някаква стойност (в зависимост от вида на диода);
- Биполярните транзистори се изпитват в същия режим като два диода - между базата и колектора и между базата и емитера.
Важно! Полевите транзистори с p-n преход (KP305 и т.н.) се тестват по същия начин (gate-source, gate-stock), но между дрейна и източника мултиметърът ще покаже известно съпротивление (за биполярни - безкрайност).
Микросхемите не могат да се проверяват с мултицет.
Маркиране и рязане на дъската
След това трябва да подредите всички компоненти върху платката, за да оптимизирате бъдещите връзки. За целта ги поставете в един от ъглите или близо до една от страните. След това очертайте линиите, премахнете елементите и отрежете излишното. Не е задължително да го правите, но платката ще заема повече място и ще изисква по-голям корпус (който ще е необходим, ако детекторът ще се монтира на открито).
Краищата на дъската трябва да се изпилят. Това няма да се отрази на производителността, но ще изглежда по-добре.
След това частите се поставят обратно, запояват се в отворите и се свързват с проводници според схемата.
Във видеото е показано как да се направи сензор за движение за включване на светлина от модул arduino.
Инфрачервен сензор и arduino
Възможно е да се направи добър сензор за движение на платформата Arduino. Електронният "конструктор" включва PIR сензорния модул HC-SR501. Той включва инфрачервен детектор, който реагира дистанционно на температурни промени, и контролер.
Модулът е напълно съвместим с основната платка и се свързва с нея с три проводника.
| Изход на IR модула | GND | VCC | OUT |
| Изход на платката Arduino Uno | GND | +5 V | 2 |
За да заработи системата, трябва да заредите следната скица в Arduino:
Първо задайте константите, които определят разпределението на изводите на основната платка:
const int IRPin=2
Константата IRPin означава номера на извода за входа от сензора, като му е присвоена стойност 2.
const int OUTpin=3
Константата OUTpin означава номера на извода за изхода към изпълнителното реле, като му е присвоена стойност 3.
Зададен е разделът void setup():
- Serial.begin(9600) - скорост на комуникация с компютъра;
- pinMode(IRPin, INPUT) - щифт 2 е назначен като вход;
- pinMode(OUTpin, OUTPUT) - щифт 3 е назначен като изход.
В секцията за празен цикъл константата val Константата се присвоява на входната стойност от сензора (нула или единица). След това, в зависимост от стойността на константата, на изход 3 се появява високо или ниско ниво.
Проверка на функциите и настройка на сензора
Преди да включите за първи път сглобения сензор, сглобката трябва да се провери внимателно. Ако не са открити неизправности, може да се подаде напрежение. В рамките на няколко секунди след включването проверете дали няма локално прегряване или дим. Ако "тестът за смог" е преминат успешно, може да се провери дали сензорите функционират правилно. Тригерите на Шмит и сензорите на Arduino не се нуждаят от настройка. Необходимо е само да се симулира присъствието на обекта в близост до сензора (вдигане на ръка) и да се провери промяната на сигнала на изхода. Детекторът, базиран на ВЧ генератор, изисква задаване на момента на начало на трептенията с потенциометъра P1. Началото на трептенията може да се провери с осцилоскоп или чрез щракване на реле.
Свързване на товар
Ако сензорът е функционален, към него може да се свърже товар. Това може да бъде вход на друго електронно устройство (зумер), но често детекторът е необходим за управление на осветлението. Проблемът е, че капацитетът на натоварване на изхода на домашния сензор не позволява директно свързване дори на лампи с ниска мощност. Следователно абсолютно необходим е междинен превключвател под формата на реле.
Преди да свържете стартера, трябва да се уверите, че контактите на изходното реле на сензора могат да превключват напрежение от 220 V. В противен случай ще трябва да се инсталира допълнително реле.
Изходът на Arduino е толкова маломощен, че не може да управлява директно реле или стартер. Ще ви е необходимо допълнително реле с транзисторен превключвател.
Ако всички стъпки по сглобяването и настройката са били успешни, можете да монтирате сензора за постоянно, да направите окончателното свързване и да се насладите на ясно функционираща автоматизация.
