Реле присутствия для включения света

Содержание

Реле присутствия

Электронный прибор, о котором пойдет речь, реагирует на присутствие человека, приводя в действие различные исполнительные устройства.

Реле «присутствия» можно использовать для охраны помещений и отдельных предметов, для автоматического открывания дверей, в качестве сигнализатора, предупреждающего об опасности, и т. д. Прибор отличается простотой схемы, небольшими размерами, высокой температурной стабильностью, легкостью настройки, не содержит дефицитных деталей. Он состоит из генератора сигналов ультразвуковой частоты, индуктивно-емкостного моста с двумя антеннами, усилителя ультразвуковой частоты, порогового устройства и исполнительного реле. Генератор выполнен на транзисторе VT1 (рис. 1) по схеме с общим коллекторам. В качестве индуктивности LC- контура используется первичная обмотка трансформатора Т1. Две его вторичные обмотки и конденсаторы С1—С3 образуют симметричный LC-мост, который благодаря индуктивной связи первичной и вторичных обмоток Т1 питается переменным напряжением частотой 69. 70 кГц. Выходное напряжение LC-моста снимается с переменного резистора R1. Настраивают мост элементами С2, R2. К обмоткам II и III подсоединены антенны WA1 и WA2 — рабочая и компенсационная. С выхода моста сигнал поступает на трехкаскадный усилитель переменного тока (VT2—VT4) с коэффициентом усиления 2000. 2500. Выходной каскад усилителя нагружен на мостовой выпрямитель VB1—VD4. Выпрямленное напряжение сглаживается RC фильтром C13R14C14 и поступает на пороговое устройство, представляющее собой триггер Шмидта, в котором для уменьшения гистерезиса сигнала управления до 0,05 В в эмиттерные цепи VT5, VT6 включены стабилитроны VD7—VD9. Цепочка R15VD5VD6 в базовой цепи VT5 обеспечивает температурную стабильность порога срабатывания. Чтобы ослабить влияние нагрузочных цепей на работу триггера, исполнительное реле К1 включено в цепь коллектора дополнительного транзистора VT7, выполняющего одновременно функцию инвертора. Устройство питается от стабилизированного источника постоянного тока напряжением 15. 18 В. Использование индуктивно-емкостного моста с двумя антеннами, включенными в противоположные плечи, исключает ложные срабатывания в результате влияния на чувствительные элементы изменения температуры и влажности окружающей среды. В этом случае дестабилизирующие факторы действуют на LC-MOCT одновременно и в противофазе, и напряжение в выходной диагонали моста не меняется. Высокая температурная стабильность прибора обеспечивается применением в LC-мосте конденсаторов с низким ТКЕ, усилением сигнала разбаланса только в усилителе переменного тока, использованием цепочек отрицательной обратной связи в УПЧ и установкой термокомпенсирующих элементов (RK1 и VD5VD6).

Работает реле «присутствия» следующим образом. В исходном состоянии LC-MOCT сбалансирован или близок к балансу, напряжение на входе VT2 составляет 1. 1,5 мВ, а на выходе выпрямителя (в контрольных гнездах ХТ1, ХТ2) — не более 2.5. 3 В. Этого напряжения недостаточно для срабатывания триггера Шмидта, и реле К1 остается обесточенным. При приближении человека к одной из антенн изменяется емкость соответствующего плеча LC-моста относительно общего провода, и напряжение в выходной диагонали моста (на R1) увеличивается. Соответственно возрастает постоянное напряжение на входе порогового устройства. Когда напряжение между точками А и Б превысит значение 4 В, триггер Шмидта срабатывает и контактная система реле включает исполнительный механизм (пускатель, электромагнит, звонок, лампу и т. д.). После удаления человека от антенны на достаточное расстояние (зависит от чувствительности устройства) напряжение Uаб снижается до уровня менее 4 В, триггер Шмидта отпускает и К1 обесточивается.

Монтаж всех элементов (кроме антенн) выполнен на печатной плате размером 120 х 85 х 1,5 мм (рис. 2).

Плата помещается в корпус, изготовленный из серийной пластмассовой коробки для хранения фотопленок. Внешние цепи подсоединяются с помощью штырьков и гнезд от прямоугольного разъема типа РП10. В устройстве применены постоянные резисторы МЛТ и УЛМ мощностью 0,125, 0,25 Вт, переменные резисторы СПЗ-16, терморезистор ММТ-4 или ММТ-1. Конденсаторы: постоянные КТ, КМ, КД (С1. С3 — с ТКЕ группы МЗЗ или М47), оксидные — типа К50-6, К50-12, подстроечный — типа КПК-М. Транзистор VT1 может быть заменен транзистором КТ602 или КТ605 с любым буквенным индексом. В качестве VT2, VT3, VT5—VT7 допустимо использовать любые кремниевые транзисторы малой мощности с допустимым напряжением «коллектор — эмиттер» и «коллектор — база» не менее напряжения источника питания, при этом допустимый ток коллектора транзистора VT7 должен быть выше тока срабатывания реле К1. Допустимое напряжение «коллектор — эмиттер» транзистора VT4 должно не менее чем в два раза превышать напряжение источника питания. В устройстве применено реле РЭС-9 (паспорт РС4.524.201 или РС4.524.200). Диоды Д311 можно заменить на диоды Д2, Д9. Трансформатор Т1 изготавливается на ферритовом броневом сердечнике Б22, марка феррита 1500НМЗ (1500HM2). Обмотки II и III содержат по 100 витков провода ПЭВ 0,15 и наматываются первыми одновременно в два провода.

Первичная обмотка содержит 20+30 витков провода ПЭШО 0,2 и наматывается поверх вторичных обмоток. При монтаже трансформатор T1 следует установить на высоте 10 мм. от поверхности платы при помощи распорной втулки (капроновая пробка). В качестве трансформатора Т2 используется согласующий трансформатор от транзисторного приемника, выполненный на магнитопроводе из пермаллоя. Отношение витков первичной и вторичной обмоток должно быть в пределах 0,4. 0,6. Электромагнитное реле K1 можно заменить на любое другое рассчитанное на напряжение 12. 14 В, при этом ток срабатывания не должен превышать допустимого тока коллектора транзистора VT7. При монтаже деталей на плате следует установить разделительный экран, который выполняется из гнутого латунного уголка сечением 30 х 5 х 0,5 мм, длиной 118 мм. Экран надежно соединяется с общей шиной устройства. Антенны WA1 и WA2 выполняются из алюминиевого или медного провода o 2. 3 мм и длиной 0,7. 4 м, в виде прямого отрезка или рамки. Еще эффективнее плоские антенны из тонкого листового алюминия или фольгированного гетинакса площадью 0,1 . 0,3 м?. Размеры и форма антенн в каждом конкретном случае определяются назначением реле и местом установки. Важно, чтобы по форме и размерам антенны были одинаковы. Антенны и соединительные провода необходимо жестко закрепить. В пространстве антенна располагают так, чтобы при приближении к ним человека емкость между ним и одной из антенн (рабочей) возрастала существенно быстрее, чем между человеком и компенсирующей антенной; иными словами, по отношению к человеку антенны должны располагаться асимметрично.

Схема размещения элементов аппаратуры в помещении (рис.3)

Рис.3.
1 — блок питания, 2 — антенна компенсационная, 3 — прибор, 4 — рабочая антенна.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РЕЛЕ «ПРИСУТСТВИЯ»

Напряжение питания, В . 16
Ток потребления при покое, не более, мА . 10
Ток потребления при срабатывании. не более, мА . 45
Максимальная чувствительность при площади антенн 0,2 м?, не менее, мм . 1000
Дрейф контрольного напряжения в диапазоне температур 20. 45°С, мВ/гр. 3
Габариты (без антенн), мм. 129х94х40

Налаживать прибор начинают при отключенных антеннах. Монтажную плату устанавливают на временных жестких стойках из изоляционного материала длиной 40. 50 мм, чтобы устранить влияние на LC-мост диэлектрических свойств столешницы рабочего стола. Затем поворачивают движок переменного резистора R1 влево (по схеме) до упора, подключают устройство к источнику питания и измеряют ток покоя в его цепи. Он не должен превышать величину 9. 11 мА. Затем медленно поворачивают движок R1 вправо. В какой-то момент должно включиться исполнительное реле KI, что будет заметно по резкому возрастанию тока питания до 38. 45 мА (в зависимости от типа К1). Затем балансируют LC-мост переменными резистором R2 и конденсатором С2. Момент наступления баланса определяют по минимуму напряжения в контрольных гнездах ХТ1, ХТ2. Движок R1 постепенно переводят в противоположное положение, при этом напряжение Uаб должно составлять 1,5. 2 В; ври большом разбалансе они достигает уровня 8. 9 В. Срабатывание реле К1 должно происходить при напряжении в контрольных гнездах 4. 4,2 В. Правильность работы устройства проверяется так: медленным и плавным вращением С2 устанавливают контрольное напряжение, близкое к состоянию баланса (3 В); при поднесении пальца руки х одному из гнезд XI или Х2 контрольное напряжение должно возрастать, при поднесении к другому гнезду — снижаться. Если при балансировке минимальное контрольное напряжение достигается при емкости С2 «максимум», следует к С2 параллельно подпаять конденсатор емкостью 1,5. 7,5 пФ типа KT с ТКЕ группы МЗЗ, М47 и вновь повторить балансировку. ЕслиС2 при балансировке окажется в положении «минимум» — дополнительный конденсатор следует припаять параллельно СЗ. Настройка реле с подключенными антеннами выполняется аналогично, пря этом положение тела оператора и его рук в пространстве должно быть таким, чтобы оказывать наименьшее влияние на антенны. При окончательной настройке реле переменным резистором R1 подбирают желаемую чувствительность устройства. Под чувствительностью следует понимать максимальное расстояние между человеком и рабочей антенной в мм. при котором происходит срабатывание автомата. Пример установки реле «присутствия» в небольшом помещении для автоматического включения света показам на рис. 3. Антенны и реле располагают на боковой стене. Прибор стараются расположить во возможности симметрично относительно обеих антенн. Блок питания, лампу накаливания и выключатель устанавливают в удобных для пользования местах. Для повышения чувствительности вывод Х5 желательно соединить проводом o 0,3. 0,5 мм. с заземленными элементами (например, газовой или водопроводной трубой). Антенны прячут под обоями или закрывают декоративными накладками. При входе в комнату свет автоматически зажигается и горит, пока человек находится в помещении. Как только комната опустеет, свет автоматически гаснет. При монтаже элементов реле в помещении следует избегать близкого расположения антенн (менее 1 м) от источников электромагнитного поля, например холодильника, работающей стиральной машины, телевизора и т. д., во избежание дестабилизирующего действия на настройку реле. Если стены выполнены из армированных панелей, то для повышения чувствительности реле антенны желательно разместить на расстоянии 40. 50 мм от поверхности стен. В качестве блока питания можно использовать любой выпрямитель с транзисторным стабилизатором напряжения. Коэффициент стабилизации источника должен быть не менее 100, а нагрузочная способность — не менее 50 мА. Обязательное требование — наличие надежной гальванической развязки между выходными цепями источника и сетью.

Читайте также:  Разборка компьютерного вентилятора (кулера)

Автор: И. Глузман, г. Киев, «М-К» 1/87

HTML код для размещения на сайте или в блоге

Особенности и преимущества датчиков для включения света

Датчик присутствия, контролирующий работу осветительных приборов, позволяет более экономно использовать освещение. Его устанавливают с целью управления осветительной системой (для включения, отключения света), кондиционирования и принудительной вентиляции, видеонаблюдения и сигнализации. Датчик присутствия и движения работают по сходному принципу. Первый из них отличается повышенной чувствительностью и реагирует на малейшие шевеления, тогда как второй вариант фиксирует лишь довольно резкие движения.

Подробнее о принципе действия

Датчик присутствия может сработать по двум причинам: при обнаружении движущегося объекта; если интенсивность естественного освещения снизилась. Причем такое устройство включит светильник, даже если в зоне действия уже находится человек, но изменилось время суток, и естественный свет стал менее ярким.

В основе работы прибора автоматического включения света лежит технология инфракрасного излучения. Фиксация тепловой радиации осуществляется при помощи оптической системы, которая выполняет еще одну функцию – проектирует данные на датчик присутствия.

Учитывая принцип действия (более точное измерение уровня освещенности и фиксация движущихся объектов), приборы автоматического включения света более эффективны в помещениях, где люди в основном сидят. Это может быть конференц-зал, школьные кабинеты, офисы и пространства типа «open space», номера отелей, спортивные комплексы и залы, коридоры, лестничные пролеты и площадки.

Критерии выбора

Датчик присутствия отличается набором индивидуальных свойств, которые выделяют этот прибор из ряда подобной продукции.

  • возможность регулировки уровня чувствительности ИК-пульта;
  • степень защиты (IP) – определяет условия эксплуатации таких приборов;
  • высота установки (от 3 до 15 м);
  • радиус действия (от 9 до 40 м), значение данного параметра напрямую зависит от того, где установлен узел автоматического включения света;
  • есть возможность регулировки зоны восприятия прибора, для чего предусматриваются ограничители, которые монтируются на линзу и закрывают ее часть.

Датчик присутствия подбирается на основании конфигурации обслуживаемого им объекта. При этом играет роль высота установки, площадь, которую нужно контролировать на предмет появления движущихся объектов.

Существуют модели, которые покрывают не круглую, а квадратную площадку. Это повышает эффективность работы приборов автоматического включения света, так как в данном случае датчик отслеживает изменение уровня теплового излучения по всему периметру комнаты.

Обзор достоинств и недостатков

Плюсов от использования подобной техники довольно много:

  • экономия электроэнергии (светильник включается лишь по необходимости);
  • удобство эксплуатации – не нужно искать выключатель;
  • более широкие возможности (прибор для включения света реагирует на уровень естественной освещенности, определяет, есть ли в помещении люди, на основании чего происходит полностью автономное управление осветительной системой);
  • несложный монтаж, что особенно важно, когда установку планируется выполнять своими руками.

Из минусов можно выделить некоторые сложности при настройке. Приборы данного вида работают исправно и своевременно включают освещение лишь, если выставленные параметры максимально приближены к условиям эксплуатации.

Еще важно тщательно выбирать участок для установки, чтобы в радиусе действия не было деревьев, стеклянных перегородок, в противном случае датчик присутствия будет заметно хуже работать (уменьшится уровень эффективности, возрастет частота ложных срабатываний).

Выбор производителя

Стоимость подобных устройств может сильно отличаться: в среднем 500-2 000 руб. На ценообразование влияет ряд технических характеристик: высота установки, время задержки, радиус действия, способ крепления, дизайн. Чем функциональнее датчик присутствия, тем дороже он обойдется. Один из лидеров в данной сфере – производитель Theben HTS. В ассортименте представлены разные модели: со степенью защиты IP20, IP40, что позволяет устанавливать их в различных условиях.

Возможности у приборов данной марки очень большие: настройка уровня яркости в соответствии с потребностями (от 5 до 3 000 лк), время режима ожидания может варьироваться в пределах от 30 с до 60 мин., такой же диапазон и у параметра «задержка отключения». Установка на разной высоте, монтаж осуществляется максимально просто – при помощи пружинных клемм. В режиме ожидания снижается уровень яркости светильников (от 1 до 25%).

Продукция Theben HTS

Выбирать датчик присутствия следует в первую очередь по основным параметрам, но, кроме этого, желательно обращать внимание и на марку изделия. Дело в том, что надежные, проверенные производители дорожат своей репутацией и практически всегда их продукция отличается высоким качеством. Одновременно с тем, нельзя сказать, что любой доступный по цене датчик присутствия плох, совсем нет.

Просто недорогие модели нередко отличаются плохим качеством сборки, в таких изделиях могут использоваться дешевые материалы, что определяет низкую стоимость. Но есть и средний вариант – доступные по цене устройства, которые обладают минимальным набором функций.

Изготовление датчика

Сборка прибора автоматического включения света своими руками – альтернативный вариант покупному аналогу. Если представленный на рынке ассортимент по разным причинам не устраивает, можно озаботиться возможностью создания такого устройства собственными силами. Потребуются следующие элементы будущей конструкции: блок питания, резистор (подстрочное сопротивление), транзистор с p-n-p-переходом, фотоэлемент, реле.

Блок питания обычно используется низковольтный (выходное напряжение 5-12 В). Подбирать его следует в соответствии с уровнем подаваемой нагрузки. Фотоэлемент может быть любой, важно выполнить два условия: к аноду припаять сопротивление, ограничивающее ток, к катоду – питающий элемент (положительный полюс). Затем подключается подстрочное сопротивление: один вывод припаивается к отрицательному полюсу блока питания, другой – к ограничивающему резистору.

Транзистор подключается базой к свободному выводу подстроечного сопротивления, коллектор – к положительному полюсу питающего элемента. Реле нужно припаять к отрицательному полюсу блока питания. Свободные контакты этого элемента подключаются к нагрузке.

Как видно, вполне можно собрать хоть и простой, но действенный прибор автоматического включения света. В его конструкции используются недорогие комплектующие. Чтобы получить устройство повышенной нагрузки, в схему добавляется еще одно реле.

Таким образом, датчик присутствия в значительной мере упрощает жизнь: экономит электроэнергию, избавляет от необходимости щелкать выключателем, чтобы включить осветительный прибор. Можно настроить его под свои нужды, в частности, установить определенный уровень освещенности, при котором светильник включится. Стоимость подобной техники сравнительно небольшая, но при желании можно собрать устройство собственными силами. Важно лишь подобрать блок питания и прочие элементы конструкции, соответствующие величине подаваемой нагрузки.

Как работает датчик присутствия для включения света

Датчики присутствия как один из элементов системы автоматизации пользуются огромной популярностью. Они позволяют сделать жизнь человека комфортной, а также значительно уменьшить затраты на электрическую энергию. Во многих странах такие датчики представляют собой неотъемлемую часть помещения, что обусловлено удобством их установки и применения. Не менее приятным моментом можно считать возможность как беспрепятственно приобрести такое устройство в специализированном магазине, так и соорудить его своими руками.

Наиболее востребованными устройствами, позволяющими автоматически управлять освещением, являются датчики присутствия для включения света и датчики движения. При установке осветительного прибора данные устройства устанавливаются в его цепь. Как только перемещающийся объект оказывается в радиусе их воздействия, эти приборы включают освещение за счет автоматической подачи сигнала. Если объект остановился или покинул радиус воздействия, осветительный прибор через некоторое время прекращает свою работу.

Датчик присутствия в отличие от датчика движения имеет в основе своей работы сенсор и функционирует благодаря эффекту Доплера, который заключается в динамике длины и частоты волны. Данная динамика улавливается сенсором, который, в свою очередь, направляет ее на устройство с целью включения света или звука. При этом на подачу сигнала не влияют дальнейшее движение или неподвижность объекта, в качестве которого могут выступать люди и крупные звери. Датчик присутствия имеет в своей конструкции антенну и генератор. В случае, если сигнал отсутствует, прибор находится в спящем режиме.

Вы сможете платить за свет на 30-50% меньше в зависимости от того, какими именно электроприборами Вы пользуетесь.

Классификация

Существуют различные критерии для группировки датчиков присутствия. К одному из них относится способ регистрации перемещения, в соответствии с которым устройства разделяются на:

  • датчики звука;
  • приборы, работающие за счет ультразвука;
  • датчики, функционирующие при помощи микроволн;
  • модели, принцип работы которых основан на инфракрасном излучении;
  • приборы со смешанным принципом работы (комбинированные).

Устройства, определяющие присутствие объекта с помощью звука, работают автоматически. Достаточно хлопка (т. е. не более 50 дБ) для срабатывания такого прибора. Настроить датчик звука можно при помощи кнопок, расположенных на его корпусе, одна из которых отвечает за громкость хлопка, а вторая – за продолжительность периода включения.

Выключение такого прибора возможно не только автоматически, но и при помощи того же хлопка. Как правило, это устройство имеет ограниченную зону реагирования, что лишает удобства его эксплуатацию. Датчики звука с высокой чувствительностью, в свою очередь, реагируют даже на незначительные шорохи. С одной стороны, это можно считать достоинством, так как руки не всегда могут быть свободны для совершения хлопков, а с другой – недостатком, вызванным частыми ложными срабатываниями.

Ультразвуковой прибор состоит из генератора шумовых сигналов и приемника. Как правило, такой датчик присутствия нечасто используется при организации освещения. Микроволновое оборудование в своей основе имеет генератор излучений высокой частоты и приемник отраженных сигналов. Эксплуатируется такой прибор, в основном, в качестве сигнализации, реже — в осветительных приборах. И ультразвуковой, и микроволновой датчики присутствия функционируют за счет эффекта Доплера. Отличаются они только по типу излучений.

Инфракрасное устройство осуществляет свою деятельность благодаря маленьким линзам, являющимися составными частями главной линзы, а также за счет дополнительных электронных элементов. Когда человек попадает в радиус действия датчика, линзы способствуют определению сигнала посредством их сосредоточения на фотоэлементе и плоскости объекта.Во время перемещения человека инфракрасное воздействие на фотоэлемент прекращается, и сигнал исчезает. В случае, если человек переходит в радиус воздействия другой линзы, то теперь уже она оказывает воздействие на фотоэлемент. И так далее, пока человек не покинет зону функционирования устройства.

Приборы с комбинированным принципом работы отличаются тем, что способны уменьшить количество ложных срабатываний. Это обусловлено строением их корпуса, который содержит в себе две системы для регистрации перемещения. Освещение может включиться только в том случае, если приходят в действие оба детектора. Зачастую инфракрасные и микроволновые методы применяют совместно.

Читайте также:  Соединение нихромовой спирали

Помимо вышеуказанных устройств, можно выделить следующие виды датчиков присутствия:

В зависимости от метода управления прибором:

  • автоматические модели;
  • устройство, чье выключение осуществляется в принудительном порядке;
  • устройства, позволяющие контролировать радиус воздействия;
  • датчики, функционирующие с помощью ПДУ.


При использовании датчика автоматического включения света оно происходит в случае, если обнаружено перемещение объектов, а выключение – когда объект исчезает. При использовании такого датчика присутствия существует вероятность того, что осветительный прибор может выключиться, даже если человек находится в помещении, просто перестал двигаться. Во избежание данного факта применяется включатель, позволяющий контролировать освещение в принудительном порядке.

В зависимости от способа установки:

  • встроенные;
  • накладные;
  • влагостойкие (применяются как внутри, так и снаружи здания).

Встраиваемые приборы фиксируются при помощи специального отверстия. Накладные модели устанавливаются на стену или потолок дюбелями или саморезами. Уличные устройства имеют высокую степень защиты датчика от внешних условий и повреждений.

Также датчики присутствия различаются по мощности (от 1000 до 2000 Ватт), дальности реагирования (от 8 до 20 метров), радиусу воздействия (от 45о до 360о), разновидности нагрузки (в зависимости от типа используемых ламп: люминесцентных, ламп накаливания или галогенных) и варианту подключения (проходные, контроль которых осуществляется из нескольких точек; и непроходные – контролируются из одной точки).

Область применения

Датчик присутствия является весьма универсальным изобретением, к сферам эксплуатации которого можно отнести:

  1. Жилые помещения. Данный прибор зачастую используется в такой системе как «умный дом», позволяя осуществлять контроль над расходами электрической энергии.
  2. Охранные системы.
  3. Робототехника.
  4. Разнообразные производственные процессы.
  5. Системы видеонаблюдения.
  6. Для контроля над расходом электрической энергии.

Кроме того, датчики присутствия имеют широкое распространение в таких общественных местах как административные и офисные здания, школы, институты, детские сады, гостиницы, спортивные залы, торговые помещения, туалеты и т. д.

Данное устройство также имеет дополнительный функционал. Некоторые датчики способны регулировать деятельность осветительных приборов, исходя из уровня освещения, что позволяет контролировать естественную освещенность. Другие приборы обладают возможностью осуществлять диммирование, т. е. управлять уровнем света в помещении. Для обеспечения аварийного освещения, а также при использовании в ночное время суток приборы снижают яркость света при задержке отключения.

Стоит отметить, что данное устройство крайне эффективно при организации охранной системы. Так, например, в качестве сигнализации используется такая разновидность прибора, как датчик объема. Он реагирует абсолютно на все движения в пространстве, даже самые незначительные. Однако стоимость некоторых датчиков присутствия весьма высока, что подталкивает некоторых к самостоятельному изготовлению такого прибора.

Применение в туалете

Стоит выделить применение датчика для обнаружения присутствия человека в таком помещении как туалет. Это обусловлено, прежде всего, тем, что выключатель устанавливается зачастую вне пространства данной комнаты. Также использование здесь данного прибора обеспечит не только удобство и комфорт, но и значительно снизит затраты электрической энергии, так как исчезнет риск оставить свет после себя включенным.

Для туалета наиболее подходящим вариантом является инфракрасный датчик для определения перемещения. К основным преимуществам такого устройства можно отнести достаточно небольшие размеры, возможность точных настроек, вменяемую стоимость и абсолютную безопасность для окружающих.

Устройство собственного производства

На просторах Интернета можно найти разнообразные методы для сборки датчика присутствия. Главным элементом для его изготовления является схема датчика, которая может быть представлена следующим образом:

  1. Подстроечный резистор.
  2. Питающий элемент, в качестве которого может выступить блок питания.
  3. Реле.
  4. Транзистор и фотоэлемент.

Все необходимые детали можно приобрести в специализированном магазине. Однако собранный прибор по частям собственными руками обойдется гораздо дороже, чем готовое изделие (только реле имеет стоимость примерно 300 р.). Таким образом, целесообразнее купить датчик движения, стоимость его будет варьироваться в пределах 450 руб., чем потратить на его изготовление в два раза больше денежных средств и собственных усилий.

Датчики, позволяющие определить наличие присутствия объекта в пространстве, являются весьма выгодным вложением. Обеспечивая комфорт и безопасность, они также позволяют своим владельцам снизить затраты денежных средств на электроэнергию. Срок окупаемости данного прибора обычно не превышает двух с половиной лет. Кроме того, такое устройство выведет ваше помещение на новый этап обустройства и сделает его более современным.

Датчики присутствия для включения света

Датчики присутствия для включения света собственноручно

Кратко о датчиках

Датчики присутствия для включения света — одним из самых простых датчиков движения является концевой выключатель вмонтированный проем двери. Так же и принцип его работы не сложный — срабатывает, когда дверь открывается или закрывается. Довольно простенькая схема используется в холодильнике, в домашнем баре, которая при открывании двери включает освещение. Эту конструкцию можно применить в подсобном помещении, в прихожей квартиры, на входной двери подъезда. По этой аналогии можно изготовить «дежурку» выполненную на светодиодах, используя такой «концевик» либо сигнализацию, которая будет предупреждать при срабатывании.

Именно такие приборы, состоящие из электромеханического устройства геркона и магнита сейчас устанавливают в помещениях находящихся под охраной. Тем не менее это устройство имеет свое слабое звено — узко направленное применение. Если потребуется контролировать большие внешние территории, крупные помещения, то от них пользы не будет никакой. Что касается проходов открытого типа, то для них существуют приборы способные реагировать на любые изменения вокруг. В число таких датчиков входят фотореле, емкостные датчики, тепловые извещатели, а также акустическое реле.

Для контроля перемещения на определенном пространстве применяются датчики присутствия для включения света не только промышленного производства, но и изготовленные собственноручно. Широко используются фото приборы, устройства оценки эхо-сигналов, звуковые сигнализаторы. Они отлично справляются с работой оповещения при движении объекта в радиусе действия приборов. Принципиальная основа функционирования таких приборов заключается в создании импульсного сигнала и его фиксирование в момент отражения от предмета. В момент поступления импульса в такую область контроля, меняются свойства отражающего сигнала, и обнаружитель создает управляющий сигнал в выходной цепи.

Ниже показана принципиальная схема функционирования светочувствительного автомата и акустического реле:

Двери открывающиеся в автоматизированном режиме, акустические сигнализаторы, караульная спец сигнализация, и многая другая техника, точно фиксирующая позицию предмета.

В частности, примечательно было бы оборудовать датчиком присутствия ваше зеркало с эффектом светодиодной подсветки. Подключение иллюминации будет выполняться только в то время, когда вы приблизитесь к зеркалу. Кстати, такую схему можно собрать собственными руками в домашних условиях.

Принципиальные схемы устройств

Микроволновый прибор

Одним из самых востребованных сигнализаторов считаются датчики присутствия для включения света, прекрасно подходят для наблюдения за открытым пространством. Для этих же целей существует еще не менее эффективное устройство — емкостной датчик. Особенность действия этого прибора состоит в определении коэффициента трансформации радиоволн. Наверное многие из вас когда-либо подмечали в действии такой эффект. В момент приближения к включенному радиоприемнику появляется фоновый шум и он начинает уходить с настроенной волны. Если есть желание повторить схему датчика движения работающего по микроволновому принципу, то абзац размещенный ниже это для вас. Основой такого волнового уловителя является генератор сверхвысокочастотных колебаний и специализированная антенна.

Ниже описан метод изготовления датчика движения микроволнового типа с рабочей принципиальной схемой, в создании которой нет ничего сложного. Полевой транзистор КП306 VT1 выполняет роль генератора высоких частот, а также выполняет функции радиоприёмника. Выпрямительный диод VD1 используется для детектирования сигнала, направляя напряжение смещения на базовый переход транзистора VT2. Специфика трансформатора Т1 предусматривает работу каждой из обмоток на разных частотах.

В исходном положении, при котором на антенну нет внешнего влияния емкости, размах амплитуды симметрично уравновешиваются и на диоде VD1 отсутствует напряжение. Когда меняется частота, тогда происходит сложение амплитуд и диод выполняет их преобразование, в это время переходы транзистора VT2 переходят в открытое состояние. Для быстрого сравнивания значений двух сигналов друг с другом, в схеме предусмотрен компаратор, собранный на тиристоре VS1. Его основное назначение — управлять реле, рассчитанного на напряжение питания 12v.

Далее также показана проверенная схема реле присутствия, реализованная на недорогих электронных элементах. На ее основе можно собственноручно изготовить качественный волновой уловитель движения. А возможно кто-то найдет ему другое применение или просто использует для знакомства с прибором.

Тепловой датчик присутствия

Пироэлектрический инфракрасный сенсор движения входит в разряд самых распространенных тепловых датчиков применяемых в различных отраслях хозяйства. Его популярность обусловлено доступностью комплектующих, простотой изготовления и настройки, гарантированно широким диапазоном температурной составляющей.

Немало таких готовых приборов имеются в продаже. В основном такие сенсоры устанавливаются в светильники, приборы сигнализации и ряд других контроллеров. Тем не менее, доступная для изготовления схема в домашних условиях показана ниже:

Специализированный тепловой уловитель В1 и фотоэлемент VD1 образовывают комплекс автоматического управления световым излучением. Прибор сразу включается в работу как только начинает темнеть. За настройку параметра внешней освещенности отвечает подстроечный резистор R2. Сенсор срабатывает, как только движущий объект попадает в зону действия датчика. Контроль за временем действия прибора выполняется за счет интегрированного таймера, установка значений выставляется переменным резистором R5.

Чем отличается датчик движения от датчика присутствия

Детекторы движения используются в сфере охраны и системах частной автоматизации. Датчик присутствия относится к более чувствительной группе приборов, он определяет мелкие перемещения в подконтрольной области. Узел сигнализирует об изменении обстановки, формирует команду для автоматического запуска ответа на движение объектов.

Принцип работы датчика присутствия

Прибор отслеживает степень инфракрасного излучения в поле зрения. Уровень усредняется и воспринимается как монотонный план. Температура фона повышается во время присутствия человека, пироэлектрический детектор создает напряжение для подачи сигнала.

В основе лежит оптическая схема по принципу линзы Френеля, иногда применяется комплект вогнутых зеркал сегментного типа. Участки фокусируют тепловые лучи на элементе, продуцирующем импульс. При перемещении объекта ИК лучи несколько сегментов улавливают и выдают всплески. Датчик присутствия подает итоговый сигнал обнаружения после накопления 2 – 4 импульсов, количество зависит от чувствительности прибора.

Особенности и характеристики устройства

Датчик работает в комплексе с другими модулями, которые срабатывают от его сигнала. Устройства охранной системы управляются контролером, который ставится в схеме при монтаже.

Охранные устройства выполняют действия по сигналу детектора присутствия:

  • подают сигнал тревоги на пульт охраны;
  • рассылают уведомления о нарушении границ владельцу помещения, территории;
  • включают и прекращают освещение, контролируют другие приборы;
  • меняют функциональность климатических модулей, техники.

Умные выключатели, сирены, измерители, мониторы начинают работу, когда датчик виртуального присутствия обнаруживает движение. Производители дают доступ к аккаунту на веб-портале, где пользователь с помощью мобильной программы настраивает взаимодействие и задает параметры.

Разновидности датчиков присутствия

Оптические разновидности функционируют по принципу блокировки светового луча непрозрачным предметом и определяют размеры тела. К ним относятся лазерные дальномеры. Ультразвуковые типы проводят локацию пространства ультразвуком и находят расстояние до движущегося объекта.

Читайте также:  Стерео - в простом укв приемнике

Микроволновые датчики применяют принцип СВЧ волн проходить через предметы или отражаться от некоторых поверхностей. Используются в системах, которые контролируют область за стеной, проницаемой для лучей.

Магниточувствительные приборы ставятся в качестве выключателей бесконтактного типа. Включают датчик Холла и электромеханический коммутатор, монтируются в схеме открывания окон и дверей. Пирометрические устройства используют уровень ИК лучей и работают для определения движения.

Для включения света

Двигательные детекторы начинают работу освещения только при активизации людей, например, если человек идет в зоне видимости. Более чувствительный датчик присутствия для включения света отличается тем, что реагирует на мелкие движения. Он регистрирует движение кистей рук, пальцев, наклоны головы. Прибор выключит освещение, если человек будет сидеть без движения на протяжении заданного времени.

Устройства включают свет, если люди перемещаются в условиях темноты, но не срабатывают днем, когда все видно. Ночью датчики обеспечивают работу ламп до того, как последний человек выйдет из зоны охвата.

ИК датчики

Приборы изучают изменение инфракрасных лучей, отраженных от окружающих предметов. Пассивные датчики только воспринимают тепловые волны, а активные виды сами испускают колебания и ожидают ответного возврата для анализа.

Тепловые лучи представляют спектральное излучение, которое не различается глазом, но определяется фотоэлектрическими приемниками датчика. Тело человека или животного не светится в видимом диапазоне, а в инфракрасном спектре сияет. Приборы присутствия реагируют на возникновение или исчезновение излучения. Настраивается чувствительность модулей, чтобы они реагировали только на большие объекты и не замечали птиц и мелких животных.

Датчики присутствия человека в помещении

Рабочие параметры устанавливаются так, чтобы контрольная степень была выше уровня акустических, инфракрасных и тепловых помех.

  • однопозиционные, когда излучение, прием сигналов и анализ происходит в одном устройстве;
  • двухпозиционные, если один блок излучает волны, а другой принимает и изучает;
  • многопозиционные с большим количеством узлов для более точного реагирования.

Следящий модуль дает сигнал для направления извещения владельцу о проникновении. Тревога поступает в виде сообщения на телефон в выбранной форме. Можно задавать несколько номеров для оповещения.

Области применения

В помещениях с детекторами слежения энергия экономится на 40%, а расходы уменьшаются на 50 – 60%. Прибор включает кондиционер, когда есть люди, а также координирует освещение и прекращает его в момент отсутствия человека.

Устройства монтируются в виде локальных элементов, оконных координаторов открывания, применяются в системе «умного дома». Дизайнерские модели ставятся в частном секторе, уличные приборы регулируют свет в подъездах, дворах. Датчики присутствия следят за обстановкой на складах, производственных цехах и офисах. Устройства обеспечивают безопасность в отдельных комнатах или во всем строении.

Отличие от датчика движения

В основе работы лежат одинаковые механизмы. У детектора движения стоят десятки микролинз, пространство разбивается на такое же количество частей для исследования. Датчик присутствия содержит сотни таких отражателей, которые координируют минимальные области и отслеживают небольшие по амплитуде движения.

Приборы для определения присутствия человека настраиваются гораздо кропотливее. Из-за высокой чувствительности они часто дают ложную тревогу. Используется электронный вмонтированный процессор для уменьшения таких инцидентов, при этом не используется наладка вручную.

Правила выбора датчика присутствия

На выбор влияет место монтажа, доступные варианты питания, объем координируемого пространства. Для внутреннего размещения выбирается прибор с соответствующими характеристиками, например, без скачков температуры, пыли и влажности. Уличные устройства имеют усиленную защиту от погодных условий и увеличенный радиус охвата.

При подборе учитываются характеристики:

  • тип прибора;
  • рабочая мощность;
  • питание от сети или батареек;
  • угол охвата и дальность слежения.

Обращают внимание на дополнительные функции модели. Предусматривается защита от ложной тревоги при появлении мелких теплокровных объектов, задержка включения света при движении и предохранение от включения ламп днем.

Установка датчика присутствия

Прибор ставится так, чтобы на него не падали прямые световые лучи, а рядом не стояли предметы, загораживающие обзор. Нежелательны на пути волн стеклянные перегородки, т.к. ИК лучи не проходят сквозь материал. В радиус охвата должны попадать углы помещения, иначе устанавливается несколько приборов, при этом получается перехлест зон внимания.

Следящие детекторы не ставятся вблизи отопительных радиаторов, кондиционеров и лопастных вентиляторов. На улице устройства монтируются под навесом, при этом учитывается рекомендованная высота установки, которая приводится в паспорте.

Изготовление своими руками

Собственноручная сборка представляет альтернативу фабричному устройству, если не подходят параметры. В конструкции применяются недорогие элементы, а для повышенной нагрузки ставится 2 реле.

  • блок питания;
  • транзистор с p-n-p-переходом;
  • резистор;
  • реле;
  • фотоэлемент.

Используется низковольтный (5 – 12 В) блок в соответствии с нагрузкой, например, числом ламп. К аноду фотоэлемента присоединяется ограничительное для тока сопротивление, а к катоду припаивается положительный полюс питания. Один выход резистора подключается к минусу, а другой подключается к ограничивающему сопротивлению.

Схема

В середине детектора ставятся фотоэлементы для приема волн. Элементы закрываются общей линзой, содержащей в составе множество мелких линз для сосредоточения ИК лучей перед подачей на отражатели. При движении фокус сдвигается с элемента и пропадает на одном стекле, но показывается на другом. Датчик срабатывает после нескольких подобных пропаж и появлений.

Устройство содержит генератор волн, усилитель и компрессор. После возвратного приема измеряется сдвиг по частоте, находится скорость движения. Конденсатор в схеме уравнивает частоту с резонансным показателем антенны. Датчик собирается на плате из стекловолокнистого материала и закрывается корпусом, антенна выходит наружу.

Как самому изготовить датчики человеческого присутствия для экономии электроэнергии?

Сегодня стали очень модны датчики присутствия для обнаружения движения при перемещении человека по помещению.

При подключении такого устройства к осветительным приборам, вы получите автоматическую систему по включению света. Датчик присутствия для обнаружения человека самостоятельно может собрать практически любой. И здесь схема сборки будет основной. Все о процессе сборки вы узнаете из этой статьи.

Принцип работы

Первое, что нужно знать при самостоятельной сборке такого прибора – это принцип его работы.
Обратите внимание! Многие путают такие устройства с датчиками движения. Но это разные модели.
Принцип работы прибора основан на реакции сенсора на местоположение человека или крупного животного. В основе работы устройства лежит эффект Доплер – изменение длины и частоты волны. Эти изменения регистрирует сенсор и передает их на прибор, для дальнейшего включения освещения или звукового сигнала. Причем сигнал на сенсор поступает вне зависимости от того, движется ли объект или остается неподвижным. Прибор оснащен антенной и генератором. Без наличия отражающего антенной сигнала, устройство пребывает в спящем режиме. Схема устройства работы приведена ниже.

При подключении прибора к источнику света, в ситуации появления любого объекта в рабочей зоне происходит активация включения света. При этом для включения освещения как такового не нужно наличие движения (даже незначительного).

Где используется

Датчик присутствия сегодня активно применяется в следующих областях:

  • система «умный дом» для включения света в автоматическом режиме (схема подключения приведена ниже). В этой ситуации он позволяет в разы сэкономить потребление электроэнергии;

  • охранные системы;
  • робототехника;
  • различные производственные линии;
  • системы видеонаблюдения;
  • для управления потребления электроэнергии и т.д.

Помимо этого все чаще появляются интерактивные игрушки, оснащенные подобными устройствами. Но в большинстве случаев при реагировании прибора нет необходимости включения света. Подобные изделия могут реагировать на температуру, ультразвук, вес объекта и многие другие параметры. Включения освещения здесь не происходит. Прибор реагирует, например, включением звука или передачей сигнала на портативное мобильное устройство (у современных моделей).
Особенно незаменимы такие разработки в охранной системе. Но не каждый человек может позволить себе приобрести такого устройство. Они достаточно дороги и могут оказаться не по карману. Поэтому некоторые делают такие устройства своими руками.

Приступаем к сборке

Для того чтобы собрать датчик, вам нужна будет приведенная ниже схема.

Помимо этого вам понадобится:

  • генератор СВЧ;
  • транзистор КТ371 (КТ368), который должен быть предварительно усилен КТ3102;
  • компаратор;
  • микросхема К554СА3.

Все необходимые компоненты для сборки можно отыскать на радиорынке или в специализированных магазинах электроники.
По этой схеме необходимо собрать и припаять вышеперечисленные элементы.
По приведенной схеме сенсор будет работать так:

  • генератор вырабатывает СВЧ сигнал;
  • далее он передается на штыревую антенну;
  • затем сигнал отражается от перемещающегося в контролируемой зоне объекта;
  • в результате получается частотный сдвиг;
  • затем происходит его возврат на антенну и СВЧ генератор.

На данном этапе он будет работать по принципу приемника прямого преобразования. Это связано с тем, что полученный сигнал преобразуется в инфразвуковой (низкой частоты).
После преобразования сигнала происходит следующее:

  • теперь уже полученные низкочастотные колебания, попадая на предварительный усилитель, усиливаются;
  • затем они передаются на компаратор и преобразуются в импульсы (прямоугольные).

Если отражение сигнала не происходит, то на выходе с компаратора получается напряжение высокого уровня.
Подстроечный конденсатор необходим для установления частоты. Она должна быть равна резонансной частоте, имеющейся у антенны.

Обратите внимание! Данный параметр надлежит подбирать по максимальной чувствительности сенсора.

С конструктивной точки зрения, прибор должен выполняться на печатной схеме, выполненной из стеклотекстолита. Плата должна размещаться на пластмассовом корпусе.

Печатная схема (пример)

В качестве антенны можно использовать кусок жесткого провода. Для ее изготовления лучше выбрать медный провод. Его припаиваем к контактной площадке полученной платы. Вывод антенны осуществляется через выход на корпусе. Специалисты рекомендуют располагать антенну вертикально.
Помните, что в непосредственной близости от собранного своими руками датчика не должны размещаться любые экранирующие предметы. Помимо этого следует знать, что для нормального функционирования спаянного изделия его общий провод должен обладать емкостной связью с землей.

Завершающий этап

После того, как вы смонтировали компактное устройство, его следует подвесить с внутренней стороны двери, максимально близко к дверной ручке и дверному замку. Также изделие можно разместить и в других местах. Главное, чтобы контролируемая зона была достаточной.
В ходе монтажа необходимо следить за тем, чтобы длина проводников и выводов элементов была минимальна. Это позволит избежать помех, в результате наличия которых прибор может начать работать не адекватно.
Следуя приведенной инструкции и схеме, собрать своими руками датчик присутствия можно относительно просто. Главное – это смонтировать все составляющие в нужном порядке.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector