Selbstgebaute Bewegungsmelder zum Einschalten des Lichts
Der Bewegungssensor kann im Shop erworben werden. Aber wenn Sie ein wenig Zeit, ein wenig Geschick und Wissen haben, können Sie einen solchen Sensor selbst herstellen. So sparen Sie Geld und haben eine schöne Zeit mit technischer Kreativität.
Welche Art von Sensor Sie selbst herstellen können
Es gibt verschiedene Arten von Bewegungsmeldern, und jede Art kann im Prinzip selbst hergestellt werden. Ultraschall- und Hochfrequenzsensoren sind jedoch schwierig herzustellen und erfordern spezielle Fähigkeiten und Geräte für die Einstellung. Daher sind kapazitive und Infrarotsensoren einfacher herzustellen.
Werkzeuge und Materialien
Die Konstruktion eines Bewegungsmelders erfordert
- Lötkolben und Verbrauchsmaterial;
- Anschlussdrähte;
- kleine Klempnerwerkzeuge;
- Multimeter.
Für den Bau des Sensors benötigen Sie außerdem ein Breadboard. Und es ist eine gute Idee, ein Oszilloskop zu haben, um die Leistung des auf einem HF-Oszillator basierenden Geräts zu überprüfen.
Kapazitiver Sensor
Diese Sensoren reagieren auf Änderungen der elektrischen Kapazität. Im Internet, zu Hause und sogar in technischen Unterlagen wird häufig der irreführende Begriff "volumetrischer Sensor" verwendet. Dieser Gedanke ist durch die falsche Assoziation zwischen geometrischer Kapazität und Volumen entstanden. Der Sensor reagiert nämlich auf die elektrische Kapazität des Raums. Das Volumen als geometrischer Parameter spielt hier keine Rolle.
Der Bewegungssensor kann leicht von Hand gefertigt werden. Ein einfaches kapazitives Relais kann auf nur einem Chip aufgebaut werden. Zum Aufbau des Sensors wird ein Schmitt-Trigger K561TL1 verwendet. Die Antenne besteht aus einem mehrere zehn Zentimeter langen Draht oder Stift oder einer anderen leitenden Struktur mit ähnlichen Abmessungen (Metallgitter usw.). Wenn sich eine Person nähert, erhöht sich die Kapazität zwischen dem Stift und dem Boden, und die Spannung an den Stiften 1 und 2 des Chips steigt. Wenn der Schwellenwert erreicht wird, löst der Trigger aus, der Transistor öffnet über das Pufferelement D1/2 und versorgt die Last mit Strom. Es kann sich um ein Niederspannungsrelais handeln.
Der Nachteil dieser rudimentären Sensoren ist ihre mangelnde Empfindlichkeit. Damit es funktioniert, muss eine Person einige Dutzend oder sogar ein paar Zentimeter von der Antenne entfernt sein. Schaltungen mit einem HF-Generator sind empfindlicher, aber auch komplizierter. Auch Wicklungsteile können ein Problem darstellen. In den meisten Fällen müssen diese von Hand gemacht werden.
Der Vorteil dieser Schaltung ist die Möglichkeit, einen vorgefertigten Transformator aus dem Transistorempfänger CT1-A zu verwenden. Er ist Teil einer Oszillatorschaltung (induktiver "Dreipunkt") am Transistor VT1. Verwenden Sie den Widerstand R1, um die Tiefe der Rückkopplung einzustellen und das Erscheinungsbild von Schwingungen zu erreichen. Die Schwingungen des Generators werden in die Wicklung III transformiert und durch die Diode VD1 gleichgerichtet. Die gleichgerichtete Spannung öffnet den Transistor VT2, der ein positives Potenzial an die Steuerelektrode des Thyristors liefert. Wenn der Thyristor geöffnet wird, erregt er das Relais K1, dessen Kontakte für den Anschluss des Alarms verwendet werden können.
Die Antenne ist ein etwa 0,5 m langes Stück Draht. Wenn sich eine Person nähert (in einer Entfernung von 1,5-2 Metern), werden die Schwingungen durch die vom Körper der Person in den Oszillatorkreis eingebrachte Kapazität gestört. Die Spannung an der Wicklung III verschwindet, der Transistor schließt, der Thyristor schaltet ab und das Relais fällt ab.
Zusammenbau des Detektors
Für den Zusammenbau des Detektors kann eine Leiterplatte angefertigt werden. Zum Beispiel mit der LUT-Methode. Die Technik ist nicht kompliziert und leicht zu beherrschen. Aber wenn es sich um einen einmaligen Auftrag handelt, hat es keinen Sinn, Zeit mit Experimenten zu verschwenden. Am besten ist es, wenn Sie ein Breadboard verwenden.
Dies ist eine Platine mit metallisierten Löchern in einem Standardabstand, in die elektronische Bauteile eingelötet werden können. Der Anschluss an den Stromkreis erfolgt durch Anlöten der Leiter an den entsprechenden Stellen.
Sie können auch ein Breadboard verwenden, aber die Zuverlässigkeit der Verbindungen ist viel geringer. Diese Methode ist besser geeignet, um zu experimentieren und die Kunst der Schaltung zu verfeinern.
Überprüfung elektronischer Komponenten auf ihre Funktionstüchtigkeit
Zunächst einmal müssen Sie die ausgewählten Teile prüfen. Wenn sie nicht benutzt wurden, keine Lötspuren und keine mechanischen Beschädigungen aufweisen, ist eine weitere Prüfung wenig sinnvoll. Es besteht eine 99-prozentige Chance, dass die Komponenten unbeschädigt sind.. Wenn dies nicht der Fall ist, sollten Sie die Komponenten überprüfen:
- Widerstände werden mit einem Multimeter geprüft - es sollte den Nennwiderstand anzeigen (unter Berücksichtigung der Genauigkeitsklasse des Widerstands);
- Die Wicklungskomponenten sollten getestet werden, um sicherzustellen, dass sie nicht unterbrochen sind;
- Kondensatoren mit geringer Kapazität können mit einem Prüfgerät nur daraufhin überprüft werden, ob sie keinen Kurzschluss haben;
- Kondensatoren mit hoher Kapazität können mit einem Pfeilmultimeter im Widerstandstestmodus überprüft werden - der Pfeil sollte nach rechts ruckeln und dann langsam auf Null (nach links) zurückgehen;
- Dioden können mit einem Tester im Diodenprüfmodus überprüft werden - in einer Position sollte der Widerstand unendlich sein, in der anderen Position zeigt das Multimeter einen Wert an (je nach Diodentyp);
- Bipolare Transistoren werden in der gleichen Weise wie zwei Dioden geprüft - zwischen Basis und Kollektor und zwischen Basis und Emitter.
Wichtig! Feldeffekttransistoren mit p-n-Übergang (KP305 usw.) werden auf die gleiche Weise geprüft (Gate-Source, Gate-Stock), aber zwischen Drain und Source zeigt das Multimeter einen gewissen Widerstand an (bei bipolaren Transistoren - unendlich).
Mikroschaltungen können nicht mit einem Multimeter überprüft werden.
Markierung und Zuschnitt der Platte
Als Nächstes müssen Sie alle Komponenten auf der Platine anordnen, um die zukünftigen Verbindungen zu optimieren. Platzieren Sie sie dazu in einer Ecke oder in der Nähe einer Seite. Zeichnen Sie dann die Linien, entfernen Sie die Elemente und schneiden Sie den Überschuss ab. Sie müssen dies nicht tun, aber die Platine nimmt mehr Platz ein und erfordert ein größeres Gehäuse (was erforderlich ist, wenn der Melder im Freien installiert werden soll).
Die Kanten der Platte müssen abgefeilt werden. Die Leistung wird dadurch nicht beeinträchtigt, aber es sieht besser aus.
Dann werden die Teile wieder eingesetzt, in die Löcher gelötet und mit Drähten nach dem Schaltplan verbunden.
Das Video zeigt, wie man einen Bewegungssensor zum Einschalten eines Lichts mit einem Arduino-Modul baut.
Infrarotsensor und Arduino
Es ist möglich, einen guten Bewegungssensor auf der Arduino-Plattform zu bauen. Der elektronische "Baumeister" umfasst das PIR-Sensormodul HC-SR501. Es umfasst einen Infrarotdetektor, der aus der Ferne auf Temperaturänderungen reagiert, sowie einen Controller.
Das Modul ist vollständig kompatibel mit der Hauptplatine und wird über drei Drähte mit ihr verbunden.
| IR-Modul-Ausgang | GND | VCC | OUT |
| Ausgabe des Arduino Uno-Boards | GND | +5 V | 2 |
Damit das System funktioniert, müssen Sie den folgenden Sketch in den Arduino laden:
Zunächst setzen Sie die Konstanten, die die Pinbelegung der Hauptplatine bestimmen:
const int IRPin=2
Die Konstante IRPin steht für die Pin-Nummer des Sensoreingangs, sie hat den Wert 2.
const int OUTpin=3
Die Konstante OUTpin bezeichnet die Pin-Nummer für den Ausgang zum ausführenden Relais, sie hat den Wert 3.
Der Abschnitt void setup() ist gesetzt:
- Serial.begin(9600) - Kommunikationsgeschwindigkeit mit dem Computer;
- pinMode(IRPin, INPUT) - Pin 2 ist als Eingang zugewiesen;
- pinMode(OUTpin, OUTPUT) - Pin 3 ist als Ausgang belegt.
Im Abschnitt der leeren Schleife wird die Konstante val Konstante wird dem Eingangswert des Sensors zugeordnet (Null oder Eins). Je nach dem Wert der Konstante erscheint dann ein hoher oder niedriger Pegel am Ausgang 3.
Funktionsprüfung und Sensoreinstellung
Vor dem ersten Einschalten des montierten Sensors muss die Montage gründlich überprüft werden. Wenn keine Fehler gefunden werden, kann die Spannung angelegt werden. Vergewissern Sie sich innerhalb weniger Sekunden nach dem Einschalten, dass keine lokale Überhitzung oder Rauchentwicklung auftritt. Wenn der "Smog-Test" bestanden ist, können die Sensoren auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüft werden. Schmitt-Trigger und Arduino-Sensoren müssen nicht eingestellt werden. Es ist lediglich erforderlich, die Anwesenheit des Objekts in der Nähe des Sensors zu simulieren (Heben einer Hand) und die Signaländerung am Ausgang zu überprüfen. Der auf dem HF-Generator basierende Detektor erfordert die Einstellung des Zeitpunkts des Schwingungsbeginns mit dem Potentiometer P1. Der Beginn der Schwingungen kann mit einem Oszilloskop oder durch Klicken eines Relais überprüft werden.
Anschließen einer Last
Wenn der Sensor funktionsfähig ist, kann eine Last angeschlossen werden. Dies kann der Eingang eines anderen elektronischen Geräts (eines Summers) sein, aber oft ist der Melder erforderlich, um die Beleuchtung zu steuern. Das Problem ist, dass die Belastbarkeit des hausgemachten Sensorausgangs es nicht zulässt, auch Lampen mit geringer Leistung direkt anzuschließen. Deshalb ein Zwischenschalter in Form eines Relais ist unbedingt erforderlich.
Bevor Sie den Anlasser anschließen, müssen Sie sicherstellen, dass die Ausgangsrelaiskontakte des Sensors eine Spannung von 220 Volt schalten können. Andernfalls muss ein zusätzliches Relais installiert werden.
Der Ausgang des Arduino ist so stromsparend, dass er kein Relais oder einen Anlasser direkt ansteuern kann. Sie benötigen ein zusätzliches Relais mit einem Transistorschalter.
Wenn alle Montage- und Einstellschritte erfolgreich waren, können Sie den Sensor fest installieren, den endgültigen Anschluss vornehmen und sich über eine einwandfrei funktionierende Automatisierung freuen.
