Domácí senzory pohybu pro zapnutí světel

Senzor pohybu lze zakoupit v obchodě. Pokud však máte trochu volného času, trochu zručnosti a znalostí, můžete si takový senzor vyrobit sami. Ušetříte tak nějaké peníze a zajistíte si příjemně strávený čas technickou kreativitou.

Jaký druh senzoru si můžete vyrobit sami

Existuje několik typů detektorů pohybu a každý typ si v zásadě můžete vyrobit sami. Ultrazvukové a radiofrekvenční senzory se však obtížně vyrábějí a jejich nastavení vyžaduje speciální dovednosti a přístroje. Kapacitní a infračervené senzory se proto vyrábějí snadněji.

Nástroje a materiály

Konstrukce detektoru pohybu vyžaduje

• pájka a spotřební materiál;
• propojovací vodiče;
• drobné instalatérské nářadí;
• multimetr.

K výrobě snímače budete potřebovat také destičku na chleba. A je dobré mít osciloskop pro kontrolu výkonu zařízení založeného na VF oscilátoru.

Kapacitní snímač

Tyto senzory reagují na změny elektrické kapacity. Na internetu, doma a dokonce i v technické dokumentaci se často mylně používá termín "objemový senzor". Tato představa vznikla kvůli nesprávnému spojení geometrické kapacity a objemu. Senzor ve skutečnosti reaguje na elektrickou kapacitu prostoru. Objem jako geometrický parametr zde nehraje žádnou roli.

Senzorové obvody na jednom čipu.

Snímač pohybu lze snadno vyrobit ručně. Jednoduché kapacitní relé lze sestavit na jediném čipu. K sestavení senzoru se používá Schmittův spouštěč K561TL1. Anténa je drát nebo kolík dlouhý několik desítek centimetrů nebo jiná vodivá struktura podobných rozměrů (kovové pletivo apod.). Když se přiblíží osoba, kapacita mezi kolíkem a podlahou se zvýší a napětí na pinech 1,2 čipu se zvýší. Po dosažení prahové hodnoty dojde k "sepnutí" spouště, tranzistor se otevře přes vyrovnávací prvek D1/2 a napájí zátěž. Může se jednat o nízkonapěťové relé.

Nevýhodou těchto základních senzorů je jejich nedostatečná citlivost. Aby fungoval, musí být člověk od antény vzdálen několik desítek nebo dokonce několik centimetrů. Obvody s vf oscilátory jsou citlivější, ale jsou složitější. Problémem může být také navíjení dílů. Ve většině případů je nutné je vyrobit ručně.

Detektorový obvod založený na vf oscilátoru.

Výhodou tohoto zapojení je možnost použít prefabrikovaný transformátor z tranzistorového přijímače CT1-A. Je součástí oscilačního obvodu (indukční "tříbodový") na tranzistoru VT1. Pomocí rezistoru R1 nastavte hloubku zpětné vazby, čímž dosáhnete vzhledu oscilací. Kmitání v generátoru se transformuje do vinutí III, usměrněného diodou VD1. Usměrněné napětí otevírá tranzistor VT2, který přivádí kladný potenciál na řídicí elektrodu tyristoru. Tyristor po rozepnutí sepne relé K1, jehož kontakty lze použít k připojení alarmu.

Anténa je kus drátu dlouhý asi 0,5 metru. Když se k oscilátoru přiblíží osoba (na vzdálenost 1,5-2 metry), kapacita vnesená tělem osoby do obvodu oscilátoru naruší oscilace. Napětí na vinutí III zmizí, tranzistor se uzavře, tyristor se vypne a relé se odpojí od napětí.

Přečtěte si také

Konstrukce a funkce detektorů pohybu

 

Sestavení detektoru

K sestavení detektoru lze vyrobit desku s plošnými spoji. Například pomocí metody LUT. Technologie není složitá a je snadné ji zvládnout. Pokud se však jedná o jednorázovou práci, nemá smysl ztrácet čas experimenty. Nejlépe uděláte, když použijete destičku.

Montážní deska pro chlebovou desku.

Jedná se o desku s pokovenými otvory ve standardní rozteči, do kterých lze pájet elektronické součástky. Připojení k obvodu se provádí připájením vodičů k příslušným bodům.

Připojení na desce.

Můžete také použít destičku, ale spolehlivost spojů je mnohem nižší. Tuto metodu je lepší ponechat na experimentování a zdokonalování umění obvodů.

Kontrola správné funkce elektronických součástí

Nejprve je třeba zkontrolovat vybrané díly. Pokud nebyly použity, nejsou na nich stopy po pájení a nejsou mechanicky poškozeny, nemá další testování smysl. Je 99procentní pravděpodobnost, že komponenty nejsou poškozené.. Pokud tomu tak není, je dobré zkontrolovat komponenty:

• rezistory se testují multimetrem - měl by ukazovat jmenovitý odpor (s ohledem na třídu přesnosti rezistoru);
• Součásti vinutí by měly být otestovány, aby se zajistilo, že nejsou přerušeny;
• Kondenzátory s malou kapacitou lze kontrolovat pouze zkoušečkou, zda nedošlo ke zkratu;
• Vysokokapacitní kondenzátory lze zkontrolovat pomocí multimetru se šipkou v režimu testu odporu - šipka by se měla trhnout doprava a pak se pomalu vrátit na nulu (doleva);
• diody lze zkontrolovat pomocí testeru v režimu kontroly diod - v jedné poloze by měl být odpor nekonečný, v druhé poloze bude multimetr ukazovat určitou hodnotu (v závislosti na typu diody);
• Bipolární tranzistory se testují ve stejném režimu jako dvě diody - mezi bází a kolektorem a mezi bází a emitorem.

Ekvivalentní obvod pro kontrolu bipolárního tranzistoru.

Důležité! Polní tranzistory s p-n přechodem (KP305 apod.) se testují stejným způsobem (gate-source, gate-stock), ale mezi drainem a source multimetr ukáže určitý odpor (pro bipolární - nekonečno).

Mikroobvody nelze kontrolovat multimetrem.

Označení a řezání desky

Dále je třeba uspořádat všechny komponenty na desce tak, aby se optimalizovalo budoucí zapojení. Umístěte je do jednoho rohu nebo k jedné straně. Poté nakreslete čáry, odstraňte prvky a odřízněte přebytečné části. Nemusíte to dělat, ale deska zabere více místa a bude vyžadovat větší kryt (který bude potřeba, pokud má být detektor instalován venku).

Umístění a označení prvků.

Okraje desky je třeba opilovat. Na výkon to nemá vliv, ale vypadá to lépe.

Pokud nejsou okraje opilované, je funkční, ale vypadá špatně.

Poté se součástky vloží zpět, připájí se do otvorů a propojí se vodiči podle schématu.

Video ukazuje, jak z modulu arduino vyrobit snímač pohybu pro zapnutí světla.

Infračervený senzor a arduino

Na platformě Arduino je možné vyrobit dobrý senzor pohybu. Elektronický "stavitel" obsahuje modul PIR čidla HC-SR501. Obsahuje infračervený detektor, který reaguje na změny teploty na dálku, a řídicí jednotku.

Řídicí jednotka infračerveného senzoru Arduino.

Modul je plně kompatibilní se základní deskou a připojuje se k ní pomocí tří vodičů.

Připojení detektoru k desce.

Aby systém fungoval, je třeba do Arduina nahrát následující sketch:

Skica pro ovládání IR senzoru.

Nejprve nastavíte konstanty, které určují přiřazení pinů hlavní desky:

const int IRPin=2

Konstanta IRPin označuje číslo pinu pro vstup ze senzoru a je jí přiřazena hodnota 2.

const int OUTpin=3

Konstanta OUTpin označuje číslo pinu pro výstup na výkonné relé, je mu přiřazena hodnota 3.

Je nastavena sekce void setup():

• Serial.begin(9600) - rychlost komunikace s počítačem;
• pinMode(IRPin, INPUT) - pin 2 je přiřazen jako vstup;
• pinMode(OUTpin, OUTPUT) - pin 3 je přiřazen jako výstup.

V části prázdné smyčky je konstanta val vstupní hodnotě ze senzoru (nula nebo jedna) je přiřazena konstanta. Na výstupu 3 se pak v závislosti na hodnotě konstanty objeví vysoká nebo nízká úroveň.

Kontrola funkce a nastavení snímače

Před prvním zapnutím smontovaného snímače je třeba sestavu důkladně zkontrolovat. Pokud nejsou zjištěny žádné závady, je možné přiložit napětí. Během několika sekund po zapnutí zkontrolujte, zda nedochází k místnímu přehřívání nebo kouři. Pokud "smogová zkouška" proběhne úspěšně, lze zkontrolovat správnou funkci snímačů. Schmittovy spouště a senzory Arduino nevyžadují žádné nastavení. Je pouze nutné simulovat přítomnost předmětu v blízkosti snímače (zvednutí ruky) a zkontrolovat změnu signálu na výstupu. Detektor založený na vf generátoru vyžaduje nastavení okamžiku začátku oscilace potenciometrem P1. Začátek oscilací lze zkontrolovat osciloskopem nebo cvaknutím relé.

Přečtěte si také

Schéma zapojení pro připojení snímače pohybu k reflektoru LED

 

Připojení zátěže

Pokud je snímač funkční, lze k němu připojit zátěž. Může to být vstup jiného elektronického zařízení (bzučák), ale často je k ovládání osvětlení zapotřebí detektor. Problémem je, že zatížitelnost výstupu domácího senzoru neumožňuje přímé připojení ani světel s malým příkonem. Proto je nezbytně nutný mezilehlý spínač v podobě relé..

Připojení senzoru přes opakovací relé.

Před připojením startéru se musíte ujistit, že výstupní kontakty relé snímače mohou spínat napětí 220 V. V opačném případě bude nutné nainstalovat další relé.

Připojení Arduina přes tranzistorový spínač, mezilehlé relé a opakovací relé.

Výstup Arduina má tak nízkou spotřebu, že nemůže přímo řídit relé nebo startér. Budete potřebovat další relé s tranzistorovým spínačem.

Pokud všechny kroky montáže a nastavení proběhly úspěšně, můžete snímač nainstalovat napevno, provést konečné připojení a užívat si přehledně fungující automatiku.