Датчик освещенности для включения света своими руками. Как сделать фотореле в домашних условиях — самый простой способ. Специальные версии датчика

Каждый вечер приходится включать , а каждое утро — выключать. И если в хорошую погоду с этим можно как-то мириться, то в дождь или снег… Потому возникает идея автоматизировать включение и выключение светильников. Этим и занимается фотореле для уличного освещения.

Названий у этого устройства масса. В литературе встречается название светоконтролирующий выключатель или светочувствительный автомат, а при общении можно услышать — датчик освещенности или света, фотодатчик, сумеречный/сумерек датчик или день/ночь. Возможно, есть и другие. Но все это — об одном устройстве, которое включает освещение при наступлении сумерек и отключает его на рассвете.

Фотореле делают на основе фоторезистора или фототранзистора, которые при изменении освещенности меняют свои параметры. Пока на них попадает достаточное количество света, цепь питания остается разомкнутой. По мере наступления темноты параметры фоторезистора/транзистора изменяются и, при определенном значении (задаются настройками), цепь замыкается. Утром процесс проходит с точностью до наоборот: при достижении освещенности определенного уровня цепь питания разрывается.

Технические характеристики

В первую очередь надо решить, хотите вы фотореле для уличного освещения с выносным или встроенным датчиком света. Выносной датчик имеет небольшие размеры и его проще защитить от подсветки, самое же устройство можно поставить в доме, например, в щитке. Есть даже модели под дин-рейку. Фотореле со встроенным датчиком освещенности может стоять неподалеку от светильника. Важно только выбрать место так, чтобы свет от лампы не влиял на фотодатчик. Этот вариант удобнее, например, для .

Эксплуатационные характеристики

Определившись с типом датчика переходим к техническим параметрам:

Чтобы выбрать фотореле для уличного освещения эти характеристики обязательны. Правильный их выбор определяет работоспособность устройства. Но есть еще некоторые параметры, влияющие на корректность работы устройства.

Возможности настройки

Есть несколько регулировок, которые позволяют настроить работу фотореле в каждом конкретном случае. Проблема в том, что настройки производятся вручную, поворотом нужного регулятора и добиться абсолютно одинаковых параметров у нескольких устройств нереально. Всегда есть какие-то отличия в их работе.

При помощи этих настроек можно сделать работу фотореле для автоматического включения освещения участка комфортным, исключить ложные срабатывания.

Где поставить

Правильно выбрать место для установки фотореле для уличного освещения — тот еще квест. Надо учесть несколько требований:

При все при этом, высота установки фотореле — на уровне 1,8-2 м. Это даст возможность регулировать параметры «с земли». Можно и выше, но понадобиться стремянка/лестница или стул/табуретка.

Как понимаете, найти такое место непросто. Есть несколько хитростей, которые облегчают решение:

И еще совет из практики: подстроить параметры работы проще, если датчик освещенности фотореле стоит на восточной или западной стене. Но только в том случае, если там нет ярко светящихся объектов. В таком случае лучше всего выбирать ту сторону, где «засветка» меньше всего.

Виды фотореле

Как уже говорили, есть фото-реле со встроенным и выносным датчиком освещенности. Кроме можно найти следующие разновидности:

Если вам нужна одна из описанных выше функций, совсем не обязательно покупать фотореле с датчиком движения или таймером. Можно установить обычный датчик, и, последовательно с ним, подключить нужное устройство (датчик движения или таймер). Функции будут те же, а ремонт и замена обойдутся в меньшую сумму. Если в фотореле с дополнительными функциями выйдет из строя одна из частей, придется менять устройство полностью, а стоит такой вариант дороже собрата «без наворотов».

Схемы подключения фотореле для уличного освещения

Назначение фотореле для уличного освещения — подавать питание при наступлении темноты и отключать его на рассвете. То есть это своего рода выключатель, только вместо клавиши в нем установлен светочувствительный элемент. Потому схема его подключения аналогична: на фотореле подается фаза, снимается с его выходов и подается на светильники или группу фонарей.

Самый простой случай — схема подключения фотореле к фонарю

Так как фотореле для работы также необходимо питание, на соответствующие контакты подается ноль, желательно также подключить заземление.

Как уже говорили раньше, подбирать фотореле надо по мощности подключаемой нагрузки. Но наблюдается одна закономерность: с увеличением мощности цены возрастают значительно. Для экономии можно подавать питание не через фотореле, а через . Он предназначен для частого включения/отключения питания, а также с его помощью можно подключить питание с использованием светочувствительного элемента с малой подключаемой нагрузкой. По сути, он включает только магнитный пускатель, потому в расчет берут только его потребляемую мощность. А к выводам магнитного пускателя можно подключать и мощную нагрузку.

Если кроме датчика день/ночь надо еще подключить таймер или датчик движения, их ставят последовательно после реле освещения. Порядок установки движение/таймер неважен.

Если датчик движения или таймер не нужны, их просто убираете из схемы. Она остается работоспособной.

Установка и настройка

У фотореле со встроенным фотодатчиком из корпуса выходит три провода. Подключают их всегда одинаково:

• Красный идет на нагрузку — фонарь, лампочки, светильники.
• Коричневый или черный провод соединяется с фазой, взятой со щитка.
• К синему подключается нейтраль с шины с «рабочим нулем» из щитка.

Желательно также устройство заземлить, подключив к соответствующей клемме на корпусе. Сечение проводов подбирается в зависимости от мощности подключаемой нагрузки.

Настройка реле происходит после его установки и подключения. При наступлении сумерек дожидаетесь такого состояния, когда вы бы желания чтобы освещение включилось. Берете небольшую отвертку, крутите подстроечное колесико до тех пор, пока свет не зажжется.

Порядок подключения фотореле с выносным датчиком немного другой:

• фазу подключаем к клемме A1 (L) (в верхней части прибора);
• ноль заводим на клемму A2 (N);
• с выхода (в зависимости от модели, может находится в верхней части корпуса, тогда обозначается L’ или в нижней части корпуса) фаза подается на осветительные приборы.

Один из вариантов подключения — в видео. Тут реализована схема с магнитным пускателем.

Датчик движения для включения света повышает комфортабельность жилища. Он позволяет снизить расход электроэнергии. Такие датчики применяются также для создания охранной зоны. В зависимости от принципа работа подобные конструкции делятся на несколько типов, каждый из которых имеет свои особенности.

Общая информация

Датчик движения – это специальное устройство, которое посредством чувствительных элементов фиксирует присутствует человека или животного и автоматически включает свет. Он устанавливается, в основном, в коридорах и на придомовых территориях. То есть, в местах с относительно высоким потоком людей.

Прежде чем отвечать на вопрос, как сделать датчик движения, необходимо определиться с существующими типами таких устройств. Это оборудование классифицируется по месту установки. Датчики бывают:

• наружные;
• внутренние.

Первый тип устройств предъявляется более высокие требования к качеству и виду материала, из которого изготавливается его корпус. Наружные датчики отличаются между собой максимальной зоной охвата. Под последним термином понимается определенный участок территории, движение по которому способен «засечь» сенсор.

Самодельный датчик движения не предъявляет требований к типу осветительного прибора. Однако некоторые специализированные модели необходимо подключать к строго определенным прожекторам.

По механизму работы датчик движения для включения света бывает:

1. Инфракрасным. Такие устройства реагируют на температуру объекта, попадающего в зону действия сенсора. Инфракрасные датчики в основном используются внутри помещений, так как они отличаются повышенной чувствительностью к изменениям окружающей среды.
2. Микроволновым. Сенсор регистрирует изменения радиочастот. Он настраивается на определенный диапазон сигналов. В случае появления объекта в зоне «видимости» сенсор регистрирует его присутствие и передает информацию на сигнализатор. Тот включает свет.
3. Ультразвуковым. Считается наиболее простым устройством для освещения. Эти датчики отличаются надежной конструкцией.

В домашних условиях проще сделать датчик движения своими руками с ультразвуковым или инфракрасным сенсором. К недостатку такого устройства следует отнести то, что оно реагирует на животных.

Условия для установки

Прежде чем создавать собственный датчик движения, необходимо определиться с рядом важных условий. Последние влияют на параметры будущего устройства. К числу таких условий относится:

1. Выбор места установки. От этого параметра зависит конструкция датчика. В частности, если он используется на улице, то необходимо сделать для него влагостойкий корпус. Место установки также определяет уровень мощности, которым должен обладать сенсор.
2. Наличие преград. Люстры, деревья и другие объекты мешают прохождению сигнала.

Важно отметить, что инфракрасные сенсоры не срабатывают, если в зоне их «видимости» располагается стекло.

Изготавливаем датчик

Ниже мы рассмотрим схему простого датчика движения, который будет состоять из передатчика, приемника и блока питания для них.

Блок питания

И приёмник и передатчик питаются постоянным стабилизированным напряжением 12-16 В. При этом их суммарное потребление не превышает 50 мА.

Таким образом в качестве блока питания можно использовать любой БП на 12 В, например от старого роутера. Или же можно собрать свой источник по одной из множества схем в интернет. Потребление у нас мизерное, поэтому подойдёт любая.

Передатчик

Передатчик собран на микросхеме NE555. В качестве передающего элемента используется ИК-диод LD274, угол обзора которого составляет 10 градусов, что необходимо учесть при монтаже передатчика.

Приёмник

В качестве чувствительного элемента здесь используется фототранзистор BPW40, а в качестве исполнительного органа – реле BS-115C. Фототранзистор имеет угол обзора 20 градусов, что также следует учесть при монтаже приёмника. Принимая во внимание чувствительность фотоприёмного элемента, расстояние от передатчика до приёмника составит порядка 5 метров, что весьма неплохо.

Заключение

В собранном виде наши приёмник и передатчик будут выглядеть следующим образом:

Остаётся только сделать, чтобы реле приёмника осуществляло коммутацию лампочки, светодиодной ленты или звуковой сигнализации (на ваше усмотрение).

В настоящее время в современную квартиру или дом просто необходима установка датчиков движения. Они предназначены для автоматизации системы внутреннего и наружного освещения, это «умное» приспособление, которое включается в цепь освещения при появлении каких-либо движений в районе своего действия, а отключение цепи освещения происходит тогда, когда движущейся объект покинул область действия прибора.

Таким образом включение света происходит лишь тогда, когда это необходимо, и позволяет ощутить комфорт, вам не нужно будет идти, и в темной комнате нащупывать выключатель, все будет происходить автоматически. Такое устройство за счет автоматического включения и выключения освещения, поможет вам сократить затраты электроэнергии до 70 процентов, и мы без особых усилий сможем собрать его своими руками.

Классификация и виды

Устройство датчиков движения и их принцип работы не сложный, и основывается на том что, при появлении перемещающегося объекта в области действия, реле замыкается и подается сигнал на включение источника света.

Они подразделяют по возможности подключения на:

• Потолочные, подразумевают собой приборы, устанавливающееся на потолке, плитах перекрытия, и детектирующий круговую зону.
• Угловые и настенные, подразумевается их установка на стенке, и имеют угол обзора 180 градусов и ниже.

Датчики так же подразделяют по возможности установки:

1. Внешние, для установки вне помещения
2. Внутренние, для установки внутри помещения

По способу питания их подразделяют на:

• Проводные – подключаемые к электрической сети;
• Автономные – с собственным блоком питания.

Современные датчики кроме фотоэлемента оснащают прибором инфракрасного излучения и индикатором освещенности. Принцип работы прибора инфракрасного излучения основан на том что он реагируют на изменяющеюся тепловую среду, а если тепловая среда не изменяется в течении некоторого времени, то тот подает сигнал на отключение света.

Но следует понимать, что такие датчики не нужно ставить вблизи источников тепла, так как изменяющейся тепловой фон поспособствует его ложному срабатыванию. А индикатор освещенности анализирует освещенность помещения и поможет нам избежать включения освещения в светлое время суток, когда нам это не нужно.

Монтаж и подключение

После сборки, необходимо перейти к его монтажу, выбору схемы и электрическому
подключению. Датчики движения должны подключатся через автоматические выключатели либо через предохранители, т.е. цепи питания должны иметь постоянную защиту.

Теперь вам необходимо выбрать схему монтажа датчика, для этого рассмотрим возможные схемы подключения датчика:

1. Стандартная схема: L - входная фаза, А - выходная фаза с датчика движения на источник света, N - ноль;
2. Следующая схема подключения применима в тех случаях, когда выходная нагрузка превышает предельное значение. Необходимо добавить в схему контактор с напряжением катушки 220 вольт, или использовать два датчика на одну нагрузку.
3. Можно использовать схему, включив в ней клавишный выключатель, это позволит нам включать свет вне зависимости от датчика движения, принцип работы этой схемы заключается в том, что мы помимо датчика даем нагрузку на светильник.

После выбора схемы и электрического подключения датчика нам необходимо его проверить и отрегулировать чувствительность, для этого нам следует: Поворотом винта регулировочного сопротивления производится регулировка чувствительности датчика, по часовой стрелке – увеличивается, против часовой стрелки – чувствительность уменьшается, после регулировки необходимо проверить его работу.

Подведем итог всего вышесказанного

Преимущества использования датчиков движения:

• Экономия электроэнергии;
• Увеличение ресурса источника освещения;
• Удобство;
• Высокая надежность;

Можно применить для обеспечения системы безопасности частной территории, принцип работы заключается в том, что при проникновении в зону действия датчика, включится свет, и что может поспособствовать к испугу нарушителя, и так же привлечет ваше внимание.

Монтаж необходимо производить на высоте приблизительно 2,4 метра, что позволит нам более эффективно использовать светильник.

Выбор места для монтажа необходимо выбирать там, где в зону его видимости не будут попадать ветки деревьев, автомобильные дороги, так как они будут включать свет в моменты, когда вам это не нужно. Монтаж устройства необходимо производить строго в той зоне, где выявление движение должно послужить сигналом на включение света.

Периодически прочищайте сенсор прибора, так как осевшая пыль или другая грязь может негативно сказаться на его работе. При изготовлении датчика своими руками, в качестве излучателя лучше всего поставить лазерную указку.

Датчики движения для включения света уличные и для помещений помогают рационально использовать ресурсы (электросбережение 50-80%), выявляя присутствие или передвижение объектов на участке. Современные технологии привносят удобства в нашу жизнь, повышают комфортность нашего существования. Датчики движения автоматически включают светильники при попадании человека в зону контроля. При движении объекта свет загорается автоматически. Это устройство чрезвычайно удобно, когда нужно включить свет, но на данный момент руки чем-то заняты. А если движение отсутствует некоторое время (которое задаётся индивидуально), светильник гаснет. Датчик движения уличный для освещения как настроить? Как подключается датчик движения?Где можно использовать датчики движения для включения света?

Да, где угодно. А конкретнее, там, где человек находится недолго, то есть в коридорах, на лестницах, кладовых, у входа, у калитки .

Датчик движения представляет собой специальное устройство, которое относится к категории приборов для обнаружения. При помощи сенсоров он фиксирует движущийся объект, который попадает в его зону действия, передаёт полученный сигнал к лампе.

Приобретая датчик для включения света необходимо учитывать его параметры, особенности:

1. Место установки: приборы для включения света можно устанавливать на улице, в закрытых помещениях, под навесами. Они бывают навесными и встраиваемыми, также нужно учитывать специфику крепления, уровень защищённости устройства.
2. Особенности установки датчика зависят от его мощности. Разновидность устройства влияет на условия его монтажа.
3. Нужно учитывать особенности зоны срабатывания, так как сигнализаторам доступны только видимые участки для контроля. Радиус реагирования снижается даже из-за подвесных люстр или карнизов.
4. Стекло является преградой для инфракрасных лучей.
5. Следует обратить внимание на наличие функции настройки точного времени срабатывания включения или выключения света. Этот аспект будет важен, если помещения большого размера, где имеется не один датчик, а несколько устройств.
6. Важно учитывать углы обзора устройства, радиус восприятия у этих приборов варьируется от 180 до 360 градусов. На стены зачастую устанавливаются датчики с восприятием 180 градусов, они срабатывают при входе или выходе объекта из помещения. Потолочные датчики движения устанавливаются только с полным углом обзора.
7. Нужно учитывать взаимодействие диапазонов активных и пассивных участков – это актуально для офисного помещения или комнаты отдыха.
8. Есть категории устройств, которые имеют функцию настройки на человеческое дыхание.

Датчики движения: виды и классификация

Датчики света подразделяются на два типа: по классу сигнализатора и месту, где будет производиться установка. Приборы делятся на наружные (используются для улицы) и внутренние (для помещений).

Функции уличных приборов для включения света работают по принципу расчета дистанции от устройства до объекта. Датчики периметрального типа рассчитаны на определённую часть территории. Их использование актуально для больших частных владений, обширных придомовых зон. У большинства устройств диапазон реагирования довольно широк: от 100 до 500 метров. Также нужно учитывать, что некоторым типам специализированных устройств должен соответствовать определённый прожектор. Устанавливать комнатный датчик можно в любом помещении дома, его основное отличие от уличного аналога — непереносимость температурных перепадов.

Данные приборы подразделяются на:

1. Ультразвуковые – их работа основывается на отражении ультразвука от окружающих его предметов. Это самая доступная, несложная, долговечная категория датчиков;
2. Микроволновые – работают по принципу локатора. Радиолокатор настроен на определённый диапазон сигналов. Он улавливает их и отправляет сигнализатору. После того, как сигнал пойман, свет автоматически включается. Среди экспертов принято считать такой принцип действия более практичным, чем у ультразвуковых датчиков. Однако стоимость таких приборов более высока;
3. Инфракрасные – их принцип работы схож с реакцией сверхчувствительного термометра. Такие датчики реагируют на температуру объекта, попадающего в зону их действия (например, 36,6°С). Нужно учитывать, что данные приборы зависимы от изменений температуры окружающего пространства, поэтому не рекомендуется устанавливать их в зоне кухни или входных дверей. Эти устройства оптимально подходят для жилых помещений, диапазон реагирования температур можно настроить так, чтобы они не срабатывали от перемещения домашних животных.

Как подключить датчик движения

Для подключения данных приборов не требуются какие-то особые навыки, достаточно понимать принцип подсоединения проводков и сигнализатора. Для более привлекательного эстетического восприятия вся система скрывается в специальном распределительном корпусе. К каждому устройству прилагается соответствующая инструкция по установке, а также схема подключения датчика движения для освещения.

Принцип работы чем-то напоминает процесс подсоединения контактов в обычном выключателе, так как действующие параметры у них идентичны. Там и там в роли исполнительного механизма выступает реле.

Широко распространена практика, когда используется выключатель с датчиком движения, особенно это актуально для жителей частных домов. При приближении к калитке в тёмное время суток над входом включается светильник, причём, датчик настраивается таким образом, чтобы человек мог без проблем преодолеть расстояние от ворот до дома.

В случаях,если нужно, чтобы светильник работал даже тогда, когда в помещении нет движения, в схему добавляется параллельно подсоединённый к датчику выключатель. Таким образом, при включении выключателя источник освещения будет подсоединяться к другой цепи, обходя датчик. В то же время, прибор будет по-прежнему контролировать освещение даже тогда, когда выключатель отключен.

Схема с подсоединением выключателя

В отдельных случаях, когда площадь помещения велика, одного датчика становится не достаточно, используется схема подключения источника освещения с двумя приборами. Во избежание междуфазного замыкания нужно понимать, что оба сигнализатора подключаются от одной фазы.

Схема подключения светильника с двумя датчиками

Владельцы частных домов с большой придомовой территорией нередко совмещают подключение датчиков и нескольких мощных прожекторов. Так как мощность датчика составляет примерно 500-700 Вт, то в подобных случаях используется магнитный пускатель.

Схема подключения датчика движения с магнитным пускателем

Как настроить датчик движения для включения света своими руками

За настройку датчиков отвечают потенциометры. Они подразделяются на три категории:

• временные интервалы;
• уровень чувствительности;
• освещённость.

Настройка временных интервалов является самой несложной. Нужно лишь задать требуемый временной промежуток. В зависимости от модели прибора это значение варьируется от 5 секунд до 10 минут.

Чем выше уровень чувствительности – тем лучше прибор реагирует на движение. Если наблюдается слишком частое срабатывание датчика, то порог чувствительности следует уменьшить. Этот фактор распространяется также на самопроизвольные включения. Настраивая уровень чувствительности также нужно учитывать время года, к примеру, летом приборы функционируют в стандартном режиме, а зимой нередки сбои. Такая ситуация складывается из-за реагирования устройств на тепло, производимое отопительными приборами.

Фактор освещённости немаловажен: датчик должен правильно функционировать, когда светло. Таким образом, когда происходит движение объекта, прибор должен автоматически определить уровень освещённости. Если уровень ниже установленного порога, то прибор срабатывает. А если выше – то нет, так как помещение не нуждается в дополнительном освещении, на улице день.

Выводы

Датчики движения для включения света уличные и домашние компактны, экономны в плане энергозатрат, их легко установить. Они удобны, актуальны для использования в частных домах, на дачах, на околодомовых территориях. Помимо своего прямого назначения они выполняют функцию своеобразной сигнализации от злоумышленников, срабатывают именно тогда, когда чужие люди появляются на вашей территории.

Датчик движения – это необходимый атрибут современного интерьера, функциональный комфорт вашего дома.

Применение домашних автоматизированных систем позволяет значительно сэкономить электроэнергию. Например, установив датчик на уличном освещении на подходе к дому, в подъезде, коридоре, кладовой вы избавите себя от необходимости в темноте нащупывать выключатель и никогда не забудете его выключить. В этой статье мы расскажем об особенностях датчиков и о том, как сделать датчик движения своими руками.

Кратко о датчиках

Датчик движения коммутирует нагрузку при наличии внешнего воздействия, которое зависит от типа датчика и его принципа работы. Когда детектируется присутствие или движения тела питание через симистор или электромагнитное реле поступает на нагрузку. В качестве нагрузки может выступать что угодно: лампочка, обогреватель, громкоговоритель, лишь бы мощность нагрузки не превышала максимальную коммутируемую мощность датчика. Обычно максимальная мощность нагрузки около 1 кВт.

Если вам нужно включить большую мощность – необходимо добавить еще одно реле в цепь, так чтобы силовые клеммы датчика движения включали напряжение на катушку реле.

Принцип работы устройства

Принцип работы датчика зависит от типа схемы подключения и применяемого элемента. Хоть их задача одна, но способы реализации различные Датчики движения можно разделить на группы по принципу их действия. Рассмотрим достоинства и недостатки каждой из них.

Контактный или магнитный

Простейший вариант – использовать механический концевой выключатель, с его помощью вы можете включать свет, когда открыта или закрыта дверь, например. Это не совсем датчик, но все же, самый простой способ реализации автоматического включения приборов.

Следующий вариант – геркон (герметичный контакт) суть его такова: в стеклянной колбочке расположена пара контактов, которая может замыкаться или размыкаться под действием магнитного поля. При этом на двери устанавливается постоянный магнит, а на дверном проеме (наличнике) расположен геркон. Его контакты зачастую не способны пропускать больших токов, поэтому с их помощью может включаться обмотка реле, чтобы увеличить коммутационную способность.

Схема датчика движения

ИК-датчик

Инфракрасные датчики движения реагируют на инфракрасные излучения, это излучения длиной волны 1± мм или частотой 300-400 ГГц. В качестве основного чувствительного элемента используется ПИР(PIR)-датчик. Он фиксирует изменения количества излучения на него.

ИК-излучение – это тепловое излучение.

Значит, что в ИК-диапазоне человек выглядит, как большой источник излучения. При этом температура самого датчика не вносит значительных изменений в его работу. Информация из внешнего мира должна попадать на датчик, для этого излучения собираются группой линз, типа линзы Френеля. Внешне это выглядит как окошко в корпусе с ребристым стеклом.

В зависимости от конструкции угол обзора ИК-датчиков движения может доходить до 360 градусов, в таком случае, внутри обычно установлено несколько пироэлектрических элементов (ПИР), а линзы фокусируют на них из соответствующих зон видимости. Такие широкоугольные датчики нужны для фиксирования движения со всех сторон, чтобы не ставить несколько узконаправленных устанавливается один на 360 градусов на потолке.

ИК датчики реагируют на тепло

Достоинства :

• цена;
• простота;
• распространенность;
• хорошо работает в помещении;
• хорошие регулировки;
• Не раздражает животных.

Недостатки :

• недостоверность;
• проблемы при работе на улице.

Так как реагирует на тепло – имеет много «вредных» для точной работы факторов. Ложные срабатывания происходят на любой порыв теплого ветра или включившийся обогреватель, при этом температура фона должна отличаться (в меньшую сторону) чем температура человека. Поэтому он вряд ли сработает на кухни, когда вы окажетесь напротив раскаленной плиты, но нужен ли он там?

Лазерный или фотодатчик

Лазерный датчик представляет собой пару элементов, излучатель и приемник, при этом излучатель может быть в ИК спектре, чтобы быть незамеченным человеческим глазом. Такие сенсоры используются в сигнализации, когда вы пересекаете луч лазера, на фотоприемник (фоторезистор или фотодиод) он не попадает и схема выдает сигнал о присутствии в помещении. Как использовать этот сигнал зависит от дальнейших подключений, можно зажигать свет через реле времени или сирену или сигнал на блок управления системой охраны и безопасности.

Другой вид фотодатчиков выглядит следующим образом: светодиодный излучатель и приемник установлены не напротив друг друга, а рядом, в одной плоскости, излучение отражается и попадает на оптический приемник, когда вы заходите в поле зрения сенсора – датчик движения срабатывает. Другое название – датчик препятствия.

Достоинства:

• Простота.

Недостатки:

• Узкое поле зрения.
• Специфичность применения.

Специфика действия фотодатчика движения

Микроволновый

Микроволновый датчик движения – работает по принципу радиоприемника-передатчика. В схеме генерируются высокочастотные колебания и здесь же принимаются, приемная часть настроена таким образом: когда рядом никого нет реле выключено. Когда вы попадаете в рабочую зону приемника – частота колебаний изменяется, в результате чего с детекторного диода подается сигнал о том, что нужно включить силовой элемент и подать напряжение в нагрузку.

Недостатки:

• Высокочастотное излучение вредит здоровью (хотя вы носите в кармане смартфон, там еще больше излучений).
• Относительно высокая стоимость.
• Возможны ложные срабатывания при воздействиях за пределами наблюдаемой зоны.

Достоинства:

• чувствительность позволяет обнаружить объект за дверью или стеклом, например;
• детектирует даже малейшие движения.

Так работает микроволновый датчик движения

Ультразвуковой

По принципу «излучатель-приемник» построен еще один тип – ультразвуковой датчик движения. Частота ультразвуковой волны лежит в диапазоне выше 20 кГц, но ниже 60 кГц. Принцип обнаружения базируется на допплеровском эффекте. Длина отраженной волны изменяется, приемник фиксирует это изменение и дает сигнал о присутствии и движении нового объекта.

Недостатки :

• На него могут реагировать животные. На ультразвуковых излучателях работают отпугиватели собак.
• Если медленно передвигаться – ультразвуковой ДД может не сработать.

Достоинства :

• приемлемая стоимость;
• нечувствительны к изменениям условий окружающей среды.

Схемы для самодельных датчиков движения

Предлагаем рассмотреть несколько схем, пригодных для повторения и изучения принципов работы датчиков. Кроме того, микроволновый поможет освоить еще и основы радиопередающей техники и детектирования сигналов, а схемы с применением микроконтроллеров позволят сделать модульный вариант с готовых решений для Ардуино.

Схема детектора присуствия

Емкостной

Примем за нормальное состояние – когда рядом с сенсором никого нет, а за срабатывание – когда вы рядом.

Транзистор VT1 – это узел генератора на полевом ключе, настроенном на 100 кГц. В резонанс с ним настроен колебательный контур L2C2. Электрически связан с генератором через R2. VD1 (детекторный диод). Частоты указаны при отсутствии внешних воздействий, т. е. вы не касаетесь схемы, и удалены от нее. Деталь DA1 – компаратор, нужен для сравнения сигнала с диода и опорного напряжения заданного через R3. В нормальном состоянии выход должен стремиться к нулю. При этом сигнал на неинвертирующем входе компаратора «–» равен 5 В, а на выходе – 0 В.

Когда вы подходите к сенсору, емкость увеличится, частота генератора уменьшится, вы влияете именно на частоту генератора, а L2C2 частота задана колебательным контуром параллельно соединенной емкости и индуктивности.

Резонанс между генератором и этим контуром исчезает, и напряжение на неинвертирующем входе падает. Так как напряжение на инвертирующем растет, то выход начинает подтягиваться к напряжению питания и остановится на уровне 8 вольт (примерно), их можно использовать для управления реле, через транзистор для усиления выходного тока, тиристорами и прочими приборами, от которых вы уже запитаете нагрузку.

Обе катушки намотаны на ферритовых кольцах 2000 НМ, 20 мм внешним диаметром по 100 витков провода ПЭВ-2 0.2 мм, виток к витку. В свою очередь, L1 имеет отвод от 20 витка, а L2 от 50 витка (от середины). Мотайте так, чтобы расстояние между началом и концом было не меньше чем 0.3 мм.

Датчик – 2 куска провода 1 мм диаметром и длиной 1–1.5 м располагаются на расстоянии 20 см друг от друга.

Настройка: вольтметром меряем напряжение C5, вращая подстроечный C4, добиваемся максимального напряжения (2.5–5 В), если напряжение ниже, добавляем параллельно С3 постоянный конденсатор 15 пФ, если все равно не хватает напряжения – уменьшаем R1, но не менее 500 кОм. Следующий шаг – по схеме R3 выкрутить в нижнее положение, а R2 в среднее. Светодиод, подключенный к выходу ОУ через резистор, светится. Вращая R3 сделать так, чтобы он погас. Проводите настройку непосредственно там, где он и будет установлен. Если провести настройку на рабочем столе, а потом разместить датчик, где вы планировали – скорее всего, придется настраивать заново.

Тепловой датчик на Arduino

Для сборки проекта ПИР датчика движения на Ардуино нужно:

• PIR-датчик HC-SR501.
• Arduino UNO (или любая другая подобная).
• Блок питания 4–6 V.

Подключение элементов датчика

HC-SR501 – содержит в себе 1 пироэлектрический элемент, он накрыт линзой, и необходимую обвязку на печатной плате. С одной из сторон платы выведены подстроечные резисторы для регулировки чувствительности и времени задержки. Выходной сигнал имеет амплитуду в 3.3 вольта, а напряжение питания 5–12 вольт. Максимальная дистанция, на которой датчик сработает – 7 м, и задержка времени после срабатывания – до 5 минут.

Схема подключения датчика

Схема соединения для управления светом через реле.

Управление светом

Наглядная схема соединений на беспаечной макетной плате (breadboard)