Hjemmelavede bevægelsessensorer til at tænde lyset

Bevægelsessensoren kan købes i butikken. Men hvis du har lidt fritid, lidt færdigheder og viden, kan du selv lave en sådan sensor. På den måde sparer du penge og sikrer, at du får en god tid med teknisk kreativitet.

Hvilken slags sensor du selv kan lave

Der findes flere typer bevægelsesdetektorer, og hver type kan i princippet fremstilles af dig selv. Men ultralyds- og radiofrekvenssensorer er vanskelige at fremstille og kræver særlige færdigheder og apparater til justering. Derfor er kapacitive og infrarøde sensorer lettere at fremstille.

Værktøj og materialer

Konstruktionen af en bevægelsesdetektor kræver

• loddejern og forbrugsvarer;
• forbindelsesledninger;
• små VVS-værktøjer;
• multimeter.

Du skal også bruge et breadboard til at lave sensoren. Og det er en god idé at have et oscilloskop til at kontrollere den RF-oscillatorbaserede enheds ydeevne.

Kapacitiv sensor

Disse sensorer reagerer på ændringer i den elektriske kapacitet. På internettet, i hjemmet og selv i teknisk dokumentation anvendes udtrykket "volumetrisk sensor" ofte fejlagtigt. Dette begreb er opstået på grund af den forkerte sammenhæng mellem geometrisk kapacitet og volumen. Faktisk reagerer sensoren på rummets elektriske kapacitet. Volumen som geometrisk parameter spiller ingen rolle her.

Sensorkredsløb på en enkelt chip.

Bevægelsessensoren kan let fremstilles i hånden. Et simpelt kapacitivt relæ kan samles på kun én chip. Der anvendes en Schmitt-trigger K561TL1 til at bygge sensoren. Antennen består af en tråd eller en stifter, der er flere ti centimeter lang, eller en anden ledende struktur af lignende dimensioner (metalnet osv.). Når en person nærmer sig, øges kapacitansen mellem pinden og gulvet, og spændingen på chipens pind 1,2 stiger. Når tærsklen nås, "udløses" udløseren, transistoren åbnes via bufferelementet D1/2 og forsyner belastningen med strøm. Det kan være et lavspændingsrelæ.

Ulempen ved disse rudimentære sensorer er deres manglende følsomhed. Det kræver, at en person befinder sig nogle få ti eller endda nogle få centimeter fra antennen, for at den kan fungere. Kredsløb med HF-oscillatorer er mere følsomme, men de er også mere komplicerede. Det kan også være et problem at vikle dele. I de fleste tilfælde skal de laves i hånden.

Detektorkredsløb baseret på en HF-oscillator.

Fordelen ved dette kredsløb er muligheden for at bruge en præfabrikeret transformer fra CT1-A transistormodtageren. Den er en del af et oscillatorkredsløb (induktivt "trepunktskredsløb") på transistor VT1. Brug modstanden R1 til at justere dybden af tilbagekoblingen, så der opstår svingninger. Svingningerne i generatoren transformeres til vikling III og ensrettes af diode VD1. Den ensrettede spænding åbner transistor VT2, som leverer et positivt potentiale til thyristorens styreelektrode. Når thyristoren åbnes, aktiverer den relæet K1, hvis kontakter kan bruges til at tilslutte alarmen.

Antennen er et stykke tråd på ca. 0,5 meter. Når en person nærmer sig (i en afstand på 1,5-2 meter), vil den kapacitans, som personens krop indfører i oscillatorkredsløbet, forstyrre svingningerne. Spændingen på vikling III forsvinder, transistoren lukker, thyristoren slukker, og relæet afbrydes.

Læs også

Design og funktion af bevægelsesdetektorer

 

Samling af detektoren

Der kan fremstilles et printkort til at samle detektoren. For eksempel ved hjælp af LUT-metoden. Teknologien er ikke kompliceret, og den er let at beherske. Men hvis der er tale om en engangsopgave, er der ingen grund til at spilde tid på eksperimenter. Dit bedste bud er at bruge et breadboard.

En monteringsplade til breadboard.

Dette er et printkort med metalliserede huller i en standardafstand, hvor elektroniske komponenter kan loddes ind. Tilslutningen til kredsløbet sker ved at lodde lederne til de relevante punkter.

Tilslutninger på brødkortet.

Du kan også bruge et breadboard, men forbindelserne er meget mindre pålidelige. Denne metode er bedre egnet til at eksperimentere og finpudse kredsløbskunsten.

Kontrol af elektroniske komponenter for at sikre, at de fungerer korrekt

Først og fremmest skal du inspicere de udvalgte dele. Hvis de ikke er blevet brugt, der ikke er spor af lodning og ingen mekaniske skader, er der ikke meget mening med at foretage yderligere test. Der er 99 % chance for, at komponenterne er ubeskadigede.. Hvis dette ikke er tilfældet, er det en god idé at kontrollere komponenterne:

• modstande testes med et multimeter - det skal vise den nominelle modstand (under hensyntagen til modstandens nøjagtighedsklasse);
• Vindingskomponenter bør testes for at sikre, at de ikke er afbrudt;
• Kondensatorer med lille kapacitet kan kun kontrolleres med en tester for at sikre, at der ikke er en kortslutning;
• Kondensatorer med høj kapacitet kan kontrolleres med et pilmultimeter i modstandstesttilstand - pilen skal ryste til højre og derefter langsomt vende tilbage til nul (til venstre);
• dioder kan kontrolleres med en tester i diodekontroltilstand - i den ene position skal modstanden være uendelig, i den anden position viser multimeteret en værdi (afhængigt af diodetypen);
• Bipolære transistorer testes i samme tilstand som to dioder - mellem base og kollektor og mellem base og emitter.

Ækvivalent kredsløb til kontrol af en bipolær transistor.

Vigtigt! Feldeffekttransistorer med p-n-forbindelse (KP305 osv.) testes på samme måde (gate-source, gate-stock), men mellem dræn og source vil multimeteret vise en vis modstand (for bipolære - uendelig).

Mikrokredsløb kan ikke kontrolleres med et multimeter.

Afmærkning og udskæring af brættet

Dernæst skal du arrangere alle komponenterne på printkortet for at optimere de fremtidige forbindelser. Placer dem derfor i et hjørne eller i nærheden af en side. Tegn derefter linjerne, fjern elementerne og skær det overskydende af. Det er ikke nødvendigt at gøre dette, men printkortet vil fylde mere og kræve et større kabinet (hvilket er nødvendigt, hvis detektoren skal installeres udendørs).

Placering og mærkning af elementerne.

Kanterne på brættet skal files. Det påvirker ikke ydeevnen, men det ser bedre ud.

Hvis kanterne ikke er filet, er den funktionel, men ser ikke pæn ud.

Derefter sættes delene tilbage, loddes i hullerne og forbindes med ledninger i henhold til skemaet.

Videoen viser, hvordan man laver en bevægelsessensor til at tænde et lys fra et arduino-modul.

Infrarød sensor og arduino

Det er muligt at lave en god bevægelsessensor på Arduino-platformen. Den elektroniske "bygherre" omfatter PIR-sensormodulet HC-SR501. Den omfatter en infrarød detektor, der reagerer på temperaturændringer på afstand, og en controller.

Arduino infrarød sensor controller.

Modulet er fuldt kompatibelt med hovedkortet og forbindes til det med tre ledninger.

Tilslutning af detektoren til kortet.

For at få systemet til at fungere skal du indlæse følgende skitse i Arduino'en:

Skitsen til styring af IR-sensoren.

Først indstiller du de konstanter, der bestemmer hovedkortets pintildeling:

const int IRPin=2

Konstanten IRPin står for pin-nummeret for indgangen fra sensoren, og den har værdien 2.

const int OUTpin=3

OUTpin-konstanten angiver pin-nummeret for udgangen til det udøvende relæ, den tildeles værdien 3.

Afsnittet void setup() er indstillet:

• Serial.begin(9600) - kommunikationshastighed med computeren;
• pinMode(IRPin, INPUT) - pin 2 er tildelt som indgang;
• pinMode(OUTpin, OUTPUT) - pin 3 er tildelt som udgang.

I void loop-afsnittet skal konstanten val konstant tildeles inputværdien fra sensoren (nul eller et). Derefter vises et højt eller lavt niveau på udgang 3, afhængigt af værdien af konstanten, på udgang 3.

Funktionskontrol og sensorindstilling

Før den monterede sensor tændes første gang, skal monteringen kontrolleres grundigt. Hvis der ikke findes nogen fejl, er det muligt at anvende spænding. Inden for få sekunder efter opstart skal du kontrollere, at der ikke er lokal overophedning eller røg. Hvis "smog-testen" er bestået, kan det kontrolleres, om sensorerne fungerer korrekt. Schmitt-triggere og Arduino-sensorer kræver ingen justering. Det er kun nødvendigt at simulere tilstedeværelsen af objektet i nærheden af sensoren (løfte en hånd) og kontrollere signalændringen ved udgangen. Detektoren, der er baseret på HF-generatoren, kræver indstilling af tidspunktet for svingningens begyndelse med potentiometeret P1. Starten af svingninger kan kontrolleres med et oscilloskop eller ved at klikke på et relæ.

Læs også

Ledningsdiagram til tilslutning af en bevægelsessensor til en LED-spotlight

 

Tilslutning af belastningen

Hvis sensoren er funktionsdygtig, kan der tilsluttes en belastning til den. Dette kan være input fra en anden elektronisk enhed (en summer), men ofte er detektoren nødvendig for at styre belysningen. Problemet er, at den hjemmelavede sensorudgangs belastningskapacitet ikke tillader direkte tilslutning af selv lav-effektslamper. Derfor en mellemliggende kontakt i form af et relæ er absolut nødvendig.

Tilslutning af sensoren via et repeaterrelæ.

Før du tilslutter starteren, skal du sikre dig, at sensorens udgangsrelækontakter kan skifte en spænding på 220 volt. Ellers skal der installeres et ekstra relæ.

Tilslutning af Arduino via en transistorkontakt, et mellemliggende relæ og et repeaterrelæ.

Arduinoens udgang er så svag strømforsyning, at den ikke kan drive et relæ eller en starter direkte. Du skal bruge et ekstra relæ med en transistorkontakt.

Hvis alle monterings- og justeringstrin er lykkedes, kan du installere sensoren permanent, foretage den endelige tilslutning og nyde godt af en klart fungerende automatisering.