Описание и виды датчиков движения на 12 вольт, как собрать своими руками

Инженеры и программисты создают различные датчики, чтобы сделать жизнь людей и их работу проще. Примером является датчик движения, работающий от 12 вольт. Он активирует или деактивирует аппаратуру, которая к нему подключена, если в зоне действия появляется человек (или происходит какое-либо движение с выделением тепла, например). Как устроены такие контроллеры, каких видов они бывают и как их можно применять? Об этом далее в статье.

Описание и назначение

Контроллеры движения бывают как ведомые сетью, питающиеся от переменного напряжения 220 В из бытовой розетки, так и автономные, для питания которых достаточно 12 В постоянного сигнала.

Автономные датчики практически ничем не уступают своим неавтономным аналогам. Они имеют небольшие габариты и способны быстро обнаруживать движение в рабочей зоне.

Чаще всего датчики движения используются в системах освещения подъездов, домов и квартир, но их можно использовать и в других целях. Например, для построения системы «умный дом». Контроллеры могут не только включать свет, но и запускать кондиционер, когда кто-то заходит в помещение. Это и удобно (не нужно самостоятельно включать устройство), и экономично (прибор работает, когда в нем есть необходимость).

Стандартный контроллер имеет в своем составе входной и выходной контакты, а также отверстия для крепежа. Некоторые модели имеют относительно гибкую настройку. При помощи элементов управления, расположенных на их корпусах (кнопки, тумблеры), можно регулировать длительность работы сенсора и режимы срабатывания прибора (например, только ночью или днем и ночью).

Конструкция

Контроллер поставляется в виде электронной платы в специальном корпусе. На плате находятся следующие устройства:

  1. Пиродатчик. Основная часть контроллера, которая занимается регистрацией присутствия человека в зоне работы.
  2. Устройство обработки сигналов. Может быть представлено простейшим микроконтроллером.
  3. Линза Френеля. Используется в инфракрасных датчиках. Регулирует угол и радиус зоны обнаружения, фокусирует излучение в диапазоне ИК на пиродатчике.

Если в зоне работы контроллера появляется объект, излучающий тепло (по факту им может быть любое живое существо), пиродатчик фиксирует изменение температуры в рабочей зоне, а устройство обработки сигналов формирует последовательность импульсов, обеспечивающую включение, например, света в помещении.

Виды

Контроллеры движения классифицируются по частотам излучения, которые они могут фиксировать. В частности, выделяют датчики, работающие на:

  • ультразвуковом излучении;
  • инфракрасном излучении (ИК);
  • микроволновом излучении.

Есть и комбинированные устройства. Они совмещают в себе датчики, которые регистрируют движение при помощи принципиально разных сенсоров. Например, теплового и акустического приборов.

Датчик движения

Ультразвуковая сигнализация

Принцип действия таких датчиков основан на эффекте отражения волн. Внутри этого устройства установлен генератор колебаний, который излучает сигналы с частотой 20-60 кГц. Эти сигналы распространяются в окружающей среде, отражаются от объектов и возвращаются. Если волна зафиксировала движение, то ее частота меняется, датчик это улавливает, активируя подключенную систему.

Ультразвуковые датчики бывают следующих видов:

  1. Настенные наружные и внутренние.
  2. Потолочные.
  3. Угловые.

Выбирают один из видов контроллеров в зависимости от места установки устройства. Причем уличные модели контроллеров комплектуются специальными защитными корпусами для увеличения продолжительности работы.

Ультразвуковые датчики могут работать в любых погодных условиях.

Ультразвуковая сигнализация

Инфракрасные устройства

Инфракрасные контроллеры работают следующим образом: датчик сравнивает температуру объекта с опорной температурой. Если разность значений температур выше или равна определенному уровню, то контроллер активирует систему.

Например, фоновый уровень температуры – 20 °C. В помещение заходит человек, излучающий в среднем 36,6 °С. Разность составляет 16,6 °С. Если датчик запрограммирован на меньший уровень активации, то он сработает и запустит систему, которая к нему подключена.

Главное – грамотно настроить контроллер.

Если он будет слишком чувствительным, то станет реагировать на малейшие изменения температуры (потоки горячего воздуха). В таком случае ложных срабатываний не избежать, следовательно, работа датчика будет отчасти Инфракрасный датчик движения

Микроволновые датчики

Принцип действия микроволнового контроллера аналогичен ультразвуковому, только генерация электромагнитного поля идет на большей частоте. Правда, такой датчик реагирует на любые движения, а не только на те, что совершают нагретые до определенного уровня объекты. Главное условие – они должны отражать волны, а не поглощать их (хотя отраженная волна присутствует всегда без исключения из-за неидеальности технических устройств).

Микроволновый датчик

Комбинированные аппараты

Такие контроллеры сочетают в себе сразу два сенсора, различающиеся по принципу действия. К примеру, температурный и аудиосенсор. Важно, что одна технология обнаружения движения при этом дополняется другой. То есть точность такого датчика намного выше.

Датчик шума может зафиксировать присутствие человека в помещении, а инфракрасный в паре с ним будет поддерживать работу подключенной к нему системы.

Комбинированному датчику не обязательно видеть человека или объект. Он может его слышать и этого достаточно для активации работы подключенных к контроллеру устройств.

Такие контроллеры целесообразно применять в коттеджах, на лестничных клетках, где есть «слепые зоны».

Комбинированный датчик движения

Применение

Как уже было отмечено, включение и выключение освещения – не единственная область применения контроллеров движения. Их можно использовать в составе таких систем как:

  • охранных;
  • кондеционирования;
  • поливочных.

Их применение ограничено только фантазией и находчивостью человека. Далее будут рассмотрены типичные примеры использования подобных контроллеров.

Системы охраны

Во многих голливудских фильмах главные герои попадают на территорию злодеев, где их быстро обнаруживают и автоматически включается система сигнализации. Это без проблем реализуется в реальной жизни при помощи контроллеров движения.

Достаточно установить датчик в нужном месте (чтобы он контролировал территорию нужной площади), настроить его чувствительность и подключить его выход к системе сигнализации. Как только какой-то движущийся объект будет зафиксирован на контролируемой площади, датчик начнет генерировать импульсы, передаваемые на систему сигнализации, которую они же и будут активировать.

Охрана с помощью датчика движения

Охрана автомобиля

Систему охраны авто можно создать по тому же принципу, что и систему сигнализации. Только чувствительность датчика необходимо настроить не на движущегося человека, а на движущийся автомобиль.

Тогда, если кто-то попытается угнать машину с территории, контролируемой датчиком, он немедленно активирует систему безопасности, которая может не только оповестить владельца авто об угоне, но и заблокировать выезд машины через ворота, если она стоит в гараже.

Аккумуляторные светильники в саду

Небольшой датчик можно подключить и к отдельному светильнику, ведь это тоже техническая система. Тогда ночью каждый из светильников будет загораться по отдельности (и не работать «в холостую») при фиксации движения.

Это позволит не только организовывать ночные прогулки, например, по саду, но и повысит безопасность передвижения в темное время суток в целом.

Аналогичную систему можно устанавливать и во дворах жилых домов. Тогда и драгоценная электроэнергия не будет тратиться напрасно, и безопасность жителей не под угрозой.

Освещение территории с помощью датчика движения

В сочетании с мощной батареей и автомобильным сигналом

Датчик в сочетании с мощной батареей и сигналом, поступающим от генератора или аккумулятора авто дает возможность создать портативную систему сигнализации.

Такую установку целесообразно устанавливать, например, в гаражах. Можно установить датчик на место видеорегистратора, подключить мощную батарею для обеспечения его работы, а выход датчика соединить с системой оповещения владельца машины.

Если кто-то попадет в гараж, владелец авто обязательно об этом узнает и сможет принять меры для предотвращения угона.

Преимущества и недостатки

Преимущества контроллеров движения:

  • гибкая настройка (у моделей среднего и высокого ценового диапазона);
  • экономия энергии (следовательно, и денег);
  • простота установки и использования.;
  • широкий модельный ряд.

Недостатки контроллеров движения:

  • ложные срабатывания у дешевых моделей;
  • высокая цена качественных датчиков.

Хотя высокая цена не обязательно является недостатком продукта. Кто-то может позволить себе заплатить больше, чтобы получить более качественный товар.

Варианты схематических решений своими руками

Для самостоятельного конструирования такого датчика понадобятся следующие элементы:

  1. Фототранзистор.
  2. Конденсатор, резистор и реостат.
  3. Операционный усилитель.

На инвертирующий вход операционного усилителя сначала через транзистор, потом через резистивный делитель и далее через емкостный делитель нужно подать входное напряжение 12В. Неинвертирующий вход усилителя нужно подключить к земле. Также необходимо добавить отрицательную обратную связь, регулируемую реостатом.

Движение будет фиксировать транзистор, а выход операционного усилителя можно подключить к любой системе: кондиционеру, лампе, системе полива.

схема датчика движения

Советы и рекомендации

Если нет необходимости строить высокоточную систему управления какими-либо приборами, то можно приобрести самый простой и дешевый датчик движения, который будет работать. Правда, не стоит полагать, что такой датчик будет долговечным и стабильным.

Возможны перебои в работе и ложные срабатывания.Чтобы их избежать, следует купить качественный (возможно, дорогой) прибор и для его установки вызвать специалиста.

Комментарии
  1. Игорь

    Автор постарался, разъяснил в статье все настолько доступно, что кажется и совсем далекий от электроприборов человек сможет все с легкостью собрать

    • ilMarinaio

      Совсем далекий от электротехники человек сможет ЧТО-ТО собрать на Arduino и скопипастить скетч для этого «что-то» из Интернета. Скорее всего, если он нигде не ошибся, все и заработает. Так Arduino как раз и удобен тем, чтобы, если ничего практически человек не смысли в электротехнике, смог бы что-нибудь такое собрать, поиграться. А в реальности надо в электротехнике разбираться, чтобы не в слепую тыркаться. И паять уметь обязательно. А то ведь платку собрать можно, не разбираясь, что к чему, а она не заработает в лучшем случае или что-нибудь выгорит при подаче питания.

  2. Elena

    Можно узнать ценовые категории дешевых и дорогих датчиков? В статье этой информации нет.

Добавить комментарий
Adblock
detector