Sensores de movimento artesanal para ligar as luzes

O sensor de movimento pode ser adquirido na loja. Mas se tiver um pouco de tempo livre, um pouco de habilidade e conhecimento, pode fazer você mesmo um tal sensor. Isto irá poupar-lhe algum dinheiro e assegurar-lhe um momento agradável de criatividade técnica.

Que tipo de sensor se pode fazer

Existem vários tipos de detectores de movimento, e cada tipo pode, em princípio, ser feito por si mesmo. Mas os sensores ultra-sónicos e de radiofrequência são difíceis de fabricar e requerem competências e aparelhos especiais para ajuste. Portanto, os sensores capacitivos e infravermelhos são mais fáceis de fabricar.

Ferramentas e materiais

A construção de um detector de movimento requer

• ferro de soldar e consumíveis;
• fios de ligação;
• pequenas ferramentas de encanamento;
• multímetro.

Também precisará de uma tábua de pão para fazer o sensor. E é uma boa ideia ter um osciloscópio para verificar o desempenho do dispositivo baseado no oscilador de RF.

Sensor capacitivo

Estes sensores respondem a alterações na capacidade eléctrica. Na Internet, em casa e mesmo na documentação técnica, o termo enganador "sensor volumétrico" é frequentemente utilizado. Esta noção surgiu devido à associação incorrecta entre a capacitância geométrica e o volume. De facto, o sensor responde à capacitância eléctrica do espaço. O volume, como parâmetro geométrico, não desempenha aqui qualquer papel.

Circuito de sensores num único chip.

O sensor de movimento pode ser feito facilmente à mão. Um simples relé capacitivo pode ser montado em apenas um chip. Um disparador Schmitt K561TL1 é utilizado para construir o sensor. A antena é um fio ou um pino de várias dezenas de centímetros de comprimento, ou outra estrutura condutora de dimensões semelhantes (rede metálica, etc.). Quando uma pessoa se aproxima, a capacidade entre o pino e o chão aumenta e a voltagem nos pinos 1,2 do chip aumenta. Quando o limiar é atingido, o gatilho "dispara", o transístor abre-se através do elemento tampão D1/2 e fornece energia à carga. Pode ser um relé de baixa voltagem.

A desvantagem destes sensores rudimentares é a sua falta de sensibilidade. Requer que uma pessoa esteja a algumas dezenas ou mesmo a alguns centímetros de distância da antena para que funcione. Os circuitos com um gerador HF são mais sensíveis, mas são mais complicados. As peças sinuosas também podem ser um problema. Na maioria dos casos, estes têm de ser feitos à mão.

Circuito detector baseado num oscilador de HF.

A vantagem deste circuito é a capacidade de utilizar um transformador pré-fabricado a partir do receptor do transistor CT1-A. Faz parte de um circuito oscilador (indutivo de "três pontos") no transistor VT1. Usar a resistência R1 para ajustar a profundidade do feedback, conseguindo o aparecimento de oscilações. As oscilações no gerador são transformadas em bobinagem III, rectificadas pelo diodo VD1. A tensão rectificada abre o transístor VT2, fornece um potencial positivo ao eléctrodo de controlo do tiristor. O tiristor, quando aberto, energiza o relé K1, cujos contactos podem ser utilizados para ligar o alarme.

A antena é um pedaço de fio de cerca de 0,5 metros de comprimento. Quando uma pessoa se aproxima (a uma distância de 1,5-2 metros) a capacitância introduzida pelo corpo da pessoa no circuito oscilador perturba as oscilações. A tensão no enrolamento III desaparecerá, o transístor fechará, o tiristor desligar-se-á e o relé desenergizará.

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Concepção e função dos detectores de movimento

 

Montagem do detector

Uma placa de circuito impresso pode ser feita para montar o detector. Por exemplo, utilizando o método LUT. A tecnologia não é complicada, e é fácil de dominar. Mas se for um trabalho único, não vale a pena perder tempo com experiências. A sua melhor aposta é a utilização de uma tábua de pão.

Uma placa de montagem de tábua de pão.

Trata-se de uma placa com furos metalizados num passo padrão, na qual se podem soldar componentes electrónicos. A ligação ao circuito é feita através da soldadura dos condutores aos pontos apropriados.

Ligações na tábua de pão.

Também se pode usar uma tábua de pão, mas a fiabilidade das ligações é muito inferior. É melhor deixar este método para experimentar e aperfeiçoar a arte dos circuitos.

Verificação dos componentes electrónicos para um bom funcionamento

Antes de mais, é necessário inspeccionar as peças seleccionadas. Se não tiverem sido utilizados, não há vestígios de soldadura e não há danos mecânicos, então não há muito sentido em mais testes. Existe uma probabilidade de 99% de que os componentes não sejam danificados.. Se não for este o caso, é uma boa ideia verificar os componentes:

• As resistências são testadas com um multímetro - deve mostrar a resistência nominal (tendo em conta a classe de precisão da resistência);
• Os componentes enrolados devem ser testados para garantir que não são interrompidos;
• Os condensadores de pequena capacidade só podem ser verificados com um testador para a ausência de um curto-circuito;
• Os condensadores de alta capacidade podem ser verificados com um multímetro de seta em modo de teste de resistência - a seta deve saltar para a direita e depois regressar lentamente a zero (para a esquerda);
• Os díodos podem ser verificados com um testador no modo de verificação de díodos - numa posição a resistência deve ser infinita, na outra posição o multímetro mostrará algum valor (dependendo do tipo de díodo);
• Os transístores bipolares são testados no mesmo modo que dois díodos - entre base e colector e entre base e emissor.

Circuito equivalente para verificação de transístores bipolares.

Importante! Os transístores de efeito de campo com junção p-n (KP305, etc.) são testados da mesma forma (porta-fonte, porta-estoque), mas entre o dreno e a fonte o multímetro mostrará alguma resistência (para bipolar - infinito).

Os microcircuitos não podem ser verificados com um multímetro.

Marcação e corte da tábua

A seguir, é necessário organizar todos os componentes do quadro para optimizar as futuras ligações. Para o fazer, colocá-los num canto ou perto de um dos lados. Depois desenhar as linhas, remover os elementos e cortar o excesso. Não é necessário fazer isto, mas o quadro ocupará mais espaço e necessitará de um recinto maior (que será necessário se o detector for instalado ao ar livre).

Colocação e marcação dos elementos.

Os bordos do quadro terão de ser arquivados. Isto não afectará o desempenho, mas tem melhor aspecto.

Se as arestas não forem limadas, é funcional mas tem mau aspecto.

Depois as peças são inseridas de volta, soldadas nos orifícios e ligadas com fios de acordo com o esquema.

O vídeo mostra como fazer um sensor de movimento para ligar uma luz a partir de um módulo arduino.

Sensor de infravermelhos e arduino

É possível fazer um bom sensor de movimento na plataforma Arduino. O "construtor" electrónico inclui o módulo sensor PIR HC-SR501. Inclui um detector de infravermelhos que reage remotamente às mudanças de temperatura, com um controlador.

Arduino controlador de sensores de infravermelhos.

O módulo é totalmente compatível com a placa principal e liga-se a ela com três fios.

Ligação do detector ao quadro.

Para que o sistema funcione, é necessário carregar o seguinte esboço para o Arduino:

O esboço para controlar o sensor IR.

Primeiro definem-se as constantes que determinam a atribuição dos pinos da placa principal:

const int IRPin=2

O IRPin constante representa o número de pino para a entrada do sensor, é-lhe atribuído um valor de 2.

const int OUTpin=3

A constante OUTpin significa o número de pinos para a saída ao relé executivo, é-lhe atribuído o valor 3.

A secção void setup() está definida:

• Serial.begin(9600) - velocidade de comunicação com o computador;
• pinMode(IRPin, INPUT) - O pino 2 é atribuído como entrada;
• pinMode(OUTpin, OUTPUT) - O pino 3 é atribuído como saída.

Na secção do laço vazio, a constante val constante é atribuída ao valor de entrada do sensor (zero ou um). Depois, dependendo do valor da constante, aparece um nível alto ou baixo na saída 3.

Verificação funcional e ajuste do sensor

Antes de ligar o sensor montado pela primeira vez, a montagem deve ser verificada minuciosamente. Se não forem encontradas falhas, a tensão pode ser aplicada. Dentro de alguns segundos após o arranque, verificar se não há sobreaquecimento local ou fumo. Se o "teste de smog" for aprovado, os sensores podem ser verificados quanto ao seu bom funcionamento. Os gatilhos Schmitt e os sensores Arduino não requerem qualquer ajuste. Só é necessário simular a presença do objecto perto do sensor (levantar uma mão) e verificar a mudança de sinal na saída. O detector baseado no gerador HF requer o ajuste do momento de início de oscilação com o potenciómetro P1. O início das oscilações pode ser verificado com um osciloscópio ou através de um clique de um relé.

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Diagrama de cablagem para ligar um sensor de movimento a um projector LED

 

Ligação de uma carga

Se o sensor estiver funcional, uma carga pode ser ligada a ele. Isto pode ser a entrada de outro dispositivo electrónico (uma campainha), mas muitas vezes o detector é necessário para controlar a iluminação. O problema é que a capacidade de carga da saída do sensor caseiro não permite que mesmo as luzes de baixa potência sejam ligadas directamente. Portanto é absolutamente necessário um interruptor intermédio sob a forma de um relé.

Ligação do sensor através de um relé repetidor.

Antes de ligar o motor de arranque, deve certificar-se de que os contactos de relé de saída do sensor podem mudar uma tensão de 220 volts. Caso contrário, terá de ser instalado um relé adicional.

Ligação do Arduino através de um interruptor transistor, um relé intermédio e um relé repetidor.

A potência do Arduino é tão baixa que não pode accionar directamente um relé ou um arrancador. Vai precisar de um relé adicional com um interruptor transístor.

Se todas as etapas de montagem e ajuste tiverem sido bem sucedidas, pode instalar o sensor permanentemente, fazer a ligação final e desfrutar de uma automatização claramente funcional.