Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.

Типы датчиков движения

Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.

Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).

Контактные

Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.

Инфракрасные

Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:

1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.

2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.

В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.

Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.

Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.

Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.

Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.

Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.

Как собрать ИК-датчик движения своими руками?

Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.

Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.

На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).

Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.

Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.

Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.

Как подключить датчик движения

Введение. Как подключить датчик движения.

Современная электрика, всё чаще включает в себя автоматику. Она призвана не только экономить энергию, но и повышать общий комфорт дома. Одним из основных элементов автоматики, безусловно является датчик движения. В данной статье, мы расскажем, как подключить датчик движения к лампочке и где его можно использовать кроме освещения.

Читайте также:  Схема реверса электродвигателя

Как подключить датчик движения. Три схемы подключения. Видео.

Датчики движения. Где применяются.

Чаще всего устройства такого типа используют для управления освещением. Широкое применение датчики получили в схемах уличного освещения. Также датчики движения используют в схемах освещения проходов и лестничных пролётов. Кроме этого, сенсоры движения можно использовать для автоматизации различных процессов, например:

  • Включения приточных и вытяжных устройств в санитарных узлах, бытовых комнатах;
  • открытие закрытие входных дверей в магазинах;
  • в системах охранной сигнализации;
  • в системах «умный дом».

Датчики движения позволяют автоматизировать многие процессы. Поэтому, многих на текущий момент интересует вопрос — «как подключить датчик движения?». Сегодня мы безусловно дадим ответ на этот вопрос.

Виды датчиков движения.

Прежде всего, перед разборкой схемы подключения, хотели бы рассказать про виды устройств контроля движения. По принципу действия датчики бывают следующих видов:

  • Инфракрасные датчики движения (срабатывание происходит в результате обнаружения теплового излучения, сенсор срабатывает при резком изменении теплового поля в зоне видимости устройства. Другими словами, срабатывание происходит, если обнаружен объект с температурой отличной от фоновой температуры);
  • ультразвуковые датчики движения (излучают ультразвуковые волны, которые отражаясь от неподвижных и подвижных объектов улавливаются сенсором датчика. Если волны не изменяют свою длину, то нет и срабатывания. Однако, если в зону действия датчика попадают движущиеся объекты, то звуковые волны отражаясь от этих объектов изменяют свою длину. В результате, срабатывает устройство и замыкается цепь);
  • микроволновые датчики движения (многим схожи с ультразвуковыми устройствами контроля движения, также излучают волны высоких частот и анализируют их отражение. В отличие от ультразвуковых, являются очень чувствительными и могут срабатывать, даже если объект не находится в зоне прямой видимости. Сигнал датчика усиливается при приближении объекта к антенне устройства, что в свою очередь приводит к срабатыванию устройства автоматики);
  • лазерные датчики (состоят из излучателя и приёмника, излучатель направляет лазерный луч (может быть видимым и невидимым) в приёмник, пока луч доходит до приёмника, устройство не срабатывает. Однако стоит только прервать луч, как сразу же происходит срабатывание датчика. Сенсоры такого типа широко используются в охранных системах);
  • комбинированные датчики (могут включать себя сразу несколько функции устройств описанных выше);

Виды датчиков движения. Кликабельно.

По конструкции датчики бывают:

  • Настенные;
  • встраиваемые на место выключателя;
  • встраиваемые в светильник;
  • потолочные;

Как подключить датчик движения. Схемы подключения датчика движения.

В независимости от типа датчика движения и его конструкции, для подключения датчика движения можно использовать несколько основных схем. Например, самой ходовой схемой подключения датчика движения является базовая схема. Она приводится в техническом паспорте для большинства датчиков движения.

Базовая схема подключения датчика движения.

В данной схеме нулевой провод напрямую подаётся на светильник и на датчик движения. Фазный провод подаётся на нормально разомкнутый контакт датчика движения и транзитом через него на светильник. Таким образом фаза подаётся на светильник или другой потребитель, только после того как, сработает датчик движения. Данная схема обладает рядом минусов. Прежде всего, основной минус заключается в том, что большинство датчиков обеспечивают нормальную работу только до -20 C по Цельсию. При более низких температурах датчик может работать некорректно, в результате, пользователь может попросту остаться без освещения.

Схема подключения датчика движения с выключателем.

Избежать данной проблемы, прежде всего поможет правильная схема подключения датчика движения, в которой дополнительно используется выключатель света (Схема подключения выключателя света). В данной схеме нулевой провод напрямую подаётся на светильник и на датчик движения. Фазный провод, во-первых, подаётся на нормально разомкнутый контакт датчика движения и транзитом через него на светильник. Во-вторых, фазный провод подаётся на нормально разомкнутый контакт выключателя и через него на светильник. Выключатель света подключается параллельно датчику движения. Если, не срабатывает датчик, то освещение возможно включить принудительно. В результате, увеличивается надёжность схемы.

Таким образом, сегодня мы рассмотрели две основные схемы подключения датчиков движения. Если, статья оказалась полезной, поделитесь с друзьями. Это поможет нашему ресурсу развиваться быстрее и выпускать больше полезных материалов.

Подключение датчика движения.

Длинные коридоры, лестничные клетки со множеством углов, отдельные офисы и большие офисные помещения, санузлы или склады: в коммерческой недвижимости существует множество
различных ситуаций с помещением где стоит применить датчик движения. Предлагаем рассмотреть все типы датчиков движения, принципы их работы, порядок подключения и настройки.

Вообщем поговорим о всем, что можно сказать о датчиках движения.

Виды датчиков движения

Наибольшее применение нашли четыре сенсорные технологии.

Пассивный ИК
Реагирует на подвижные источники тепла.

Ультразвуковой
Заполняет УЗ волнами все помещение и фиксирует присутствующие в нем объекты.

Высокочастотный
Видит даже сквозь тонкие стены.

Сенсорные камеры
Фиксирует только людей и в состоянии даже сосчитать их.

Схема подключения датчика движения

Мы разобрались со схемой включения и принципом воздействия. Осталось разобраться с монтажом датчика перемещения.
Дабы автономно реализовать установка и включение датчиков перемещения к питающей сети, нужно идти по стопам по конкретному порядку:
Избрать схему включения (один датчик, или некоторое количество, с выключателем или же без него и т.д.).
Квалифицировать самое благоприятное пространство и назначение для монтажа датчика перемещения. Как правило датчик закрепляют на потолке, или в углу здания. При уличном монтаже надо глядеть по быте. Главным параметром считается угол обзора датчика. Нужно избрать самое благоприятное пространство для месторасположения корпуса датчика этим образом, дабы не было мертвых зон (места, которые датчик не обхватывает собственным действием). Для сего рекомендовано использовать опоры фонарей или же несущую стенку строения.
В распределительном щите выключить электроэнергию для такого, дабы гарантировать защищенность при включении проводов.
По избранному варианту схемы исполнить включение 3-х проводов к контактам корпуса датчика и в корпусе устройства освещения. При данном не надо забывать о соблюдении маркировки по цветам проводов и обозначениях разъемов, во избежание неурядицы. При неверном включении ноля и фазы вы подвергаете себя угрозе, а еще навредите проводке, в следствие этого при включении надо трудиться аккуратненько и опасливо.

Читайте также:  Проводка в квартире схема

Первым делом сориентируетесь, какая у вас модель датчика по типу включения. Они бывают 2-ух и трехпроводными.

Двухпроводная схема подключения датчика движения.

В начале исследуем обычнейшую двухпроводную схему.
Включение устройства подобно монтажу одноклавишного выключателя света. То есть, для вас надо подвести питающую фазу к датчику, и сквозь него пустить ее на осветительный прибор. При данном связку “датчик – светильник”, чем какого-либо другого применить на отдельном контуре, а не усаживать его на сплошное освещение.

Также обратите внимание, чтобы никакие открытые двери не перекрывали угол обзора датчика.

Подключение датчика движения

Дальше на фронтальной панели выполняем настройку. Для сего выкручиваете по порядку все “флажки”.
9 – переводите прибор в самодействующий режим
5 -выставляете порог чувствительности
Чтобы датчик не врубался деньком или же в другое, не необходимое для вас время дня и ночи, в зависимости от значения освещенности и силы светового струи.
6 – задаете время, сквозь которое освещение отключится, как лишь только пропадет перемещение в зоне воздействия устройства

Схема подключения датчика движения с выключателем

Схема подключения датчика движения с выключателем. Это делается для такого, дабы была вероятность принудительно выключить свет, за пределами зависимости от перемещения в зоне видимости. Это возможно воплотить в жизнь, добавив в электронную цепь параллельно к датчику перемещения выключатель с одной кнопкой.

Для данной задачки, не считая наконечников, трехжильного провода и отвертки потребуются 3 клеммника на 3 контакта.

  • Выключить сеть и выяснить недоступность напряжения.
  • Включить трехжильный провод к колодке прибора и выполнить его к распределительной коробке.
  • Еще исключить сюда кабель от выключателя.
  • Изнутри распределительной коробки 9 проводов: по 2 от лампы, выключателя и щитка, плюс 3 от датчика.
  • Объединяем фазные (L) кабели от датчика, электрощитка и выключателя (коричневые).
  • Нулевые (N) от датчика, электрощитка и лампы (синие). И остальные провода: нагрузочный от датчика (A, красный), нулевой от выключателя (N, синий) и фазовый от лампы (L, коричневый).
  • Подать напряжение и выяснить функциональность.

Подключение датчика движения

Подключение двух датчиков движения.

C английского Master&Slave переводится как «ведущий-ведомый». То есть в схеме раз вещество считается основным, а другие, присоединенные к основному составляющие, – ведомыми.
В зависимости от числа приборов эта схема припоминает звезду или же последовательное слияние, где сигналы slave-устройств ориентированы в 1 точку master.
Данная схема включения применяется в этих сферах как IT, ассоциация, электроника и автоматика.
В датчиках присутствия «master» и «slave» относятся к включению датчиков.
Как и принято, master тут основной прибор, а slave – ведомое.
Эту схему включения используют для автоматизации помещений с большущий площадью или же для управления одной нагрузкой с большущим численностью осветительных приборов на длинных расстояниях, к примеру, на складах.
В проходе меж стеллажей, уточняется раз датчик master, у которого есть все нужные функции. В глубине прохода ставят slave-датчики. От их потребуется лишь только обнаружение.
Композиция master и slave-устройств расширяет зону воздействия основного датчика. Это комфортно, к примеру, для управления длинной группой осветительных приборов.

Не считая экономии значимая индивидуальность системы с основными и ведомыми устройствами. Внедрение 2-ух и больше master-устройств имеет возможность привести к рассогласованности или же неверной работе системы.
В схеме Master&Slave основное прибор – «капитан на корабле». Конечные воздействия воспринимает лишь только он, ведомые только отправляют импульс основному датчику по особому каналу.

Подключение датчика движения

Нужно иметь в виду, что схемы подключения бывают разные в зависимости от модели. К одному master-устройству можно подключить до десяти slave-датчиков, длина линии не должна при этом превышать ста метров.

Привязки к конкретной модели нет: к любому master-датчику может быть подключен любой slave-датчик. При этом датчики slave не могут использоваться без ведущих устройств, так как master обладает множеством функций, недоступных датчикам slave и только датчик master управляет нагрузкой.

Например, master управляет группой светильников и измеряет освещенность, ведомое же устройство регистрирует движение и присутствие в своей зоне не доступном датчику мастер. Slave-датчики не имеют реле, сенсоров освещенности и программируемых функций, они могут только подавать импульс раз в две или раз в девять секунд.

Подключение датчика движения.

Также slave-датчик имеет возможность отключения светодиодных индикаторов, для этого у него есть потенциометр на корпусе датчика.

Так как реле и сенсором освещенности оснащен только датчик master, важно правильное его расположение в связке master&slave – master устанавливается подальше от окон, где меньше всего естественного освещения, а ближе к окнам ставится датчик slave.

Схема датчика движения: LX01, принципиальная электрическая схема, подключение, правила установки

На данное время наиболее распространенным и популярным устройством для обнаружения движения является объемный, пассивный, инфракрасный детектор движения.

Принцип его действия основан на приеме теплового излучения от любого объекта пироэлектрическим инфракрасным приемником. Этот элемент работает совместно с полевым транзистором, который выступает в качестве предварительного усилителя.

Для того чтобы диапазон тепловой волны излучаемой человеческим телом (5 – 14 МКМ) воспринимался фотоприемником, применяют специальные светофильтры

Для минимизации ложных срабатываний в конструкцию датчика включены два таких приемника подсоединенных по встречной схеме.

В зависимости от внешней засветки и температуры генерируются напряжения каждым датчиком в отдельности. Их сигналы вычитаются и компенсируются, при превышении пороговой величины срабатывает реакция устройства на движение.

Читайте также:  Чтение принципиальных схем

Датчик движения LX01


Для примера возьмем детектор LX01. Устройство состоит из двух боксов: монтажного и аппаратного, которые соединены подвижным кронштейном, облегчающим настройку зоны сканирования.

В аппаратном боксе находиться плата управления, к которой присоединены сенсоры: пироэлектрический, распознающий движение, светочувствительный фоторезистор для определения уровня освещенности.

Сенсоры прикрывает светопроницаемая пластмассовая шторка с выдавленными по всей площади элементами линз Френеля.

На торце расположены рифленые ручки оперативных регуляторов, связанных с подстроечными резисторами.

На монтажной коробке имеются отверстия для вывода проводов и крепления корпуса осветительного прибора.

В отличие от детекторов использующихся исключительно для систем тревожной сигнализации устройство имеет дополнительные параметры, регулирующие срабатывание.

Регулятор «TIME» – регулирует время по истечении, которого прибор выключает освещение, если человек продолжает находиться в зоне действия прибора то свет будет включен повторно.

Регулятор «DAYLIGHT» – устанавливает светочувствительность прибора и позволяет точно определить порог затмения автоматического включения освещения.

Регулятор «SENS» – устанавливает чувствительность пироэлектрического сенсора детектора обнаружения. С его помощью можно регулировать радиус зоны обнаружения.

Технические параметры датчика движения LX01

  • Угол зоны сканирования 1200.
  • Максимальная дальность обнаружения 12м.
  • Питание: переменный ток от 180 до 240В при 20мА.
  • Максимальная нагрузка 1200Вт при 5А.
  • Время отключения 5сек-600сек.
  • Светочувствительность в диапазоне 10-2000Лкс.

Устройство чувствительно к низким температурам окружающей среды и поддерживает работоспособность только до -100С. Рекомендуется установка в помещениях на высоте от 2м до 4 м.

Принципиальная электрическая схема датчика движения

В состав устройства модели LX01 входят инфракрасный сенсор определяющий движение и элементы, усиливающие и обрабатывающие сигнал.

1. Светофильтующая пластина.
2. Транзистор.
3. Резистор.
4. Контакт питания на +5В.
5. Корпус.
6. Кристалл пироэлектрика.
7. Общий выход.
8. Сигнальный выход.

Пассивный, инфракрасный пироэлектрический сенсор это пластина прозрачного кварца, пропускающая лучи инфракрасного диапазона и керамический сенсор.

Так же в корпусе находится усилитель, который согласует высокое выходное напряжение, поступающее с сенсора.

Пироэлектрический сенсор RE-46, который используется в детекторе движения модели LX01, подсоединен к операционному усилителю LM324N. Он имеет сложную структуру, состоящую из четырех каскадов усилителей.

Функциями усилителей DA1.1 и DA1.2 является произведение коррекции поступающего сигнала с последующей передачей на третий каскад — DA1.3.

Компаратор, который к нему присоединен, производит распознание предварительно обработанного сигнала. На четвертом каскаде DA1.4 происходит регулирование времени освещения.

Следует отметить, что при таком принципе обработки поступающих сигналов определение движущегося объекта сводится не к регистрации наличия теплового излучения, а на выявлении динамического изменения такого излучения.

Фоторезистор (R23), определяющий уровень внешнего освещения, управляется подстроечным резистором R24, а тот в свою очередь соединен с контактом базы танзистора VT1.

Если световая интенсивность увеличивается, то сопротивление фоторезистора падает, соответственно ток у базы транзистора увеличивается. Он открывается и происходит эффект подтягивания потенциала контакта между резисторами R25 / 21 и потенциала земли.

Таким образом, запрещается поступление сигнала с каскада DD1.4 на базовую клемму транзистора VT2, который активизирует соединительное реле К1. При срабатывании реле ранее, работа фоторезистора будет заблокирована диодом VD4 на весь период активной фазы.

Устройство работает от обычной электросети 220В, 50Гц. Напряжение, поступает на устройство через плавкий предохранитель FU. Через вход гасящего конденсатора ( на схеме — C11) и диодный мостик (VD7-10), на выходе напряжение будет составлять 18 — 22 вольта.

Далее напряжение, сглаживается и выпрямляется конденсатором С12, подается на стабилизатор DA2 78L08. Повышенное напряжение, которое возникает на выходе из стабилизатора, направляется на стабилитрон (на схеме VD6), который гасит его до 24В. При переключении контактов реле возникают коммутационные помехи, которые гасятся последовательностью из резистора R26 и С10.

Схемы подключения


Эта модель рассчитана на непосредственное подключение осветительных приборов запитанных от электросети с переменным током 220В, но ограниченна в мощности присоединяемых устройств не более 1 КВт.

Для дополнительного контроля освещения, который предусматривает, как автоматическое, так и ручное включение осветительного прибора используется следующая схема соединения датчика движения через распределительную коробку.

Возможно подключение нескольких детекторов движения для контроля одного осветительного прибора. Такие схемы используются для освежения лестниц или длинных коридоров, которые не могут в полной мере контролироваться одним детектором.

Для того чтобы увеличить максимальную нагрузку используют способ подсоединения датчика движения через промежуточное реле.

В этом случае максимальная мощность потребления будет ограничиваться только параметрами нагрузочной способности используемого промежуточного реле. Таким образом, можно подключать мощные галогенные прожектора с нагрузкой в несколько киловатт.

Применяя, в качестве осветительных элементов, ртутные лампы дневного света, следует помнить, что период между включениями должен соответствовать времени остывания лампы.

Правила установки датчика движения


На стабильность и эффективность функционирования системы тревожной сигнализации влияет место, выбранное для установки детектора движения.

При этом необходимо правильно выбрать не только общую схему, но и точку подключения в каждом помещении. Определяя ее необходимо свести к минимуму негативное влияние внешних факторов, которые могут привести к ложному срабатыванию системы сигнализации.

Следует избегать попадания в область срабатывания конвекционных и интенсивных воздушных потоков (кондиционеры и батареи отопления), а так же прямых солнечных лучей.

Кроме того, поверхность, на которую устанавливается датчик, не должна подвергаться дрожанию и вибрациям (от открывания двери или окна).

Традиционная установка детектора – в затененном углу комнаты на высоте не более 2,4-3м с направлением зоны сканирования на центр помещения.

Обозначения на схеме:
1. Датчик движения
2. Сенсор разбития стекла
3. Геркон
4. Детектор дыма