Bewegungssensorschaltungen und ihr Funktionsprinzip, Schaltpläne

Der Bewegungssensor wird am häufigsten verwendet, um das Licht einzuschalten, wenn Sie vorbeifahren oder sich in der Nähe befinden. Mit seiner Hilfe können Sie Energie sparen und sparen Sie die Notwendigkeit, den Schalter zu klicken. Dieses Gerät wird auch in Alarmsystemen verwendet, um unerwünschte Durchdringungen zu erkennen. Darüber hinaus sind sie in Produktionslinien zu finden, dort sind sie für die automatisierte Ausführung von technologischen Aufgaben vorgesehen. Bewegungssensoren werden manchmal als Anwesenheitssensoren bezeichnet.

Arten von Bewegungssensoren

Bewegungsmelder unterscheiden nach dem Prinzip der Einwirkung auf diese abhängig von ihrer Arbeit, der Genauigkeit der Bedienung und den Gebrauchseigenschaften. Jeder von ihnen hat Stärken und Schwächen. Der endgültige Preis eines solchen Sensors hängt von der Konstruktion und der Art des verwendeten Elements ab.

Der Bewegungssensor kann in einem Gehäuse und in verschiedenen Gehäusen hergestellt werden (die Steuereinheit ist vom Sensor getrennt).

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Die einfachste Version des Bewegungssensors ist die Verwendung eines Endschalters oder eines Reed-Schalters. Reedschalter (Sealed Contact) ist ein Schalter, der ausgelöst wird, wenn ein Magnetfeld auftritt. Das Wesen der Arbeit ist Endlagenschalter mit Schließer oder Reed-Schalter an der Tür zu installieren, wenn Sie es öffnen und gehen in den Raum Kontakte geschlossen sind, schalten Sie das Relais, und es wird Licht umfassen. Ein solches Schema ist unten gezeigt.

Infrarot

Sie werden durch Wärmestrahlung ausgelöst und reagieren auf Temperaturänderungen. Wenn Sie das Sichtfeld eines solchen Sensors eingeben, wird es durch Wärmestrahlung von Ihrem Körper ausgelöst. Der Nachteil dieser Nachweismethode sind Fehlalarme. Wärmestrahlung ist in allem enthalten, was in der Umgebung ist. Hier sind einige Beispiele:

1. Der IR-Bewegungsmelder steht in einem Raum mit einer elektrischen Heizung, die periodisch durch einen Timer oder Thermostat ein- und ausgeschaltet wird. Wenn die Heizung eingeschaltet wird, sind Fehlalarme möglich. Sie können versuchen, dies durch eine lange und sorgfältige Einstellung der Empfindlichkeit zu vermeiden, sowie einen Versuch, es so zu richten, dass keine Heizung in Sichtlinie ist.

2. Wenn es auf der Straße installiert wird, kann eine Reaktion von Böen mit warmem Wind auftreten.

Im Allgemeinen arbeiten diese Sensoren normal, aber dies ist die günstigste Option. Als sensibles Element wird ein PIR-Sensor verwendet, der proportional zur Wärmestrahlung ein elektrisches Feld erzeugt.

Aber der Sensor selbst hat keine weite Ausrichtung, eine Fresnel-Linse ist darüber angebracht.

Es ist richtiger zu sagen - Multi-Segment-Objektiv oder Multi-Linsen. Achten Sie auf das Fenster eines solchen Sensors, es ist in Abschnitte unterteilt, die Linsensegmente sind, sie fokussieren die eintreffende Strahlung in einem engen Strahl und richten sie auf den empfindlichen Bereich des Sensors aus. Infolgedessen fallen Strahlenbündel von verschiedenen Richtungen auf das kleine Empfangsfenster des pyroelektrischen Sensors.

Um die Detektionseffizienz zu erhöhen, können die Bewegungen durch zwei oder vier oder mehrere separate Sensoren eingerichtet werden. Damit erweitert sich das Sichtfeld des Gerätes.

Basierend auf dem Vorstehenden sollte die Tatsache beachtet wird, dass der Sensor nicht auf Licht einer Lampe ausgesetzt ist, sowie in seinem Sichtfeld nicht Glühlampen sein soll, ist es auch eine starke Quelle von Infrarotstrahlung, so ist die Arbeit des gesamten Systems wird instabil und unberechenbar sein. IR schlechter Durchgang durch das Glas, so wird es nicht funktionieren, wenn Sie aus dem Fenster oder Glastür gehen.

Dies ist die gebräuchlichste Form des Sensors, den Sie kaufen können, und Sie können sich auch selbst auf der Basis zusammenstellen, also betrachten Sie das Design im Detail.

Wie installiere ich den IR-Bewegungsmelder selbst?

Die gebräuchlichste Option ist der HC-SR501. Es kann in einem Geschäft von Radio-Komponenten, auf Ali-Express, oft in Arduino-Sets geliefert gekauft werden. Kann als Paar mit einem Mikrocontroller oder unabhängig verwendet werden. Es ist eine Leiterplatte mit einer Mikroschaltung, Umreifung und einem PIR-Sensor. Letzteres ist mit einer Linse abgedeckt, auf der Platine befinden sich zwei Potentiometer, von denen eines die Empfindlichkeit und das zweite Mal ein Signal am Sensorausgang justiert. Wenn die Bewegung erkannt wird, erscheint am Ausgang ein Signal und die eingestellte Zeit bleibt erhalten.

Es wird mit einer Spannung von 5 bis 20 Volt betrieben, in einem Abstand von 3 bis 7 Metern ausgelöst wird, und der Ausgang hält 5-300 Sekunden können Sie diese Frist verlängern, wenn Sie den One-Shot am NE555, Mikrocontroller oder ein Zeitrelais verwendet werden. Der Betrachtungswinkel beträgt etwa 120 Grad.

Das Foto zeigt die Sensorbaugruppe (links), das Objektiv (unten rechts) und die Rückseite der Platine (oben rechts).

Betrachten Sie die Gebühr genauer. Auf seiner Vorderseite befindet sich ein Sensorelement. Auf der Rückseite befindet sich ein Chip, dessen Umreifung, auf der rechten Seite zwei Trimmerwiderstände, wobei der obere die Verzögerung des Signals und der untere die Empfindlichkeit ist. Im unteren rechten Teil des Jumpers zum Umschalten der Modi H und L. Im L-Modus gibt der Sensor ein Ausgangssignal nur für eine vom Potentiometer eingestellte Zeit aus. Der H-Modus gibt ein Signal aus, solange Sie sich im Bereich des Sensors befinden, und wenn Sie das Signal verlassen, wird es nach der vom oberen Potentiometer eingestellten Zeit verschwinden.

Wenn Sie einen Sensor ohne Mikrocontroller verwenden möchten, dann montieren Sie diese Schaltung, alle Elemente sind signiert. Die Schaltung wird über einen Entstörkondensator gespeist, die Versorgungsspannung ist mit einer Zenerdiode auf 12V begrenzt. Wenn das positive Signal des Relais P am Ausgang des Sensors erscheint, wird es durch den NPN-Transistor (zum Beispiel BC547, mje13001-9, KT815, KT817 und andere) eingeschaltet. Sie können ein Autorelais oder jedes andere mit einer 12V-Spule verwenden.

Wenn Sie einige andere Funktionen implementieren müssen - Sie können es in Verbindung mit einem Mikrocontroller verwenden, zum Beispiel das Arduino-Board. Unten finden Sie das Anschlussdiagramm und den Programmcode.

Ultraschall

Der Sender arbeitet mit hohen Frequenzen - von 20 kHz bis 60 kHz. Von hier kommt ein Ärgernis - Tiere, zum Beispiel Hunde, sind empfindlich auf diese Frequenzen, außerdem werden sie für ihre Erschrecken und Training verwendet. Solche Sensoren können sie irritieren und Probleme verursachen.

Der Ultraschall-Bewegungssensor arbeitet mit dem Doppler-Effekt. Die emittierte Welle, die von dem mobilen Objekt reflektiert wird, wird von dem Empfänger zurückgegeben und empfangen, während sich die Wellenlänge (Frequenz) unwesentlich ändert. Dies wird erkannt, und der Sensor gibt ein Signal aus, das zur Steuerung des Relais oder des Simmermotors und zur Lastumschaltung verwendet wird.

Der Sensor funktioniert gut, aber wenn die Bewegungen sehr langsam sind - kann es nicht funktionieren. Der Vorteil ist, dass sie nicht empfindlich auf Veränderungen der Umweltbedingungen reagieren.

Laser oder Fotosensoren

Sie haben einen Strahler (zum Beispiel eine IR-LED) und einen Empfänger (eine Photodiode eines ähnlichen Spektrums). Dies ist ein einfacher Sensor, der in zwei Versionen implementiert werden kann:

1. Der Emitter und die Photodiode sind in dem Durchgang (gesteuerte Zone) gegenüberliegend angebracht. Wenn Sie hindurchgehen, verdunkeln Sie die Strahlung und sie erreicht den Empfänger nicht, dann löst der Sensor aus und das Relais schaltet sich ein. Dies kann auch in Alarmsystemen verwendet werden.

2. Der Emitter und die Photodiode stehen nebeneinander, wenn Sie sich im Bereich des Sensors befinden, wird Strahlung von Ihnen reflektiert und gelangt zur Photodiode. Dies wird auch als Hindernissensor bezeichnet, der erfolgreich in der Robotik eingesetzt wird.

Mikrowelle

Es besteht auch aus einem Sender und einem Empfänger. Der erste erzeugt ein Hochfrequenzsignal, der zweite empfängt sie. Wenn Sie in der Nähe vorbeikommen, ändert sich die Frequenz. Der Empfänger ist so konfiguriert, dass bei einer Frequenzänderung das Signal verstärkt und an den Aktor, beispielsweise ein Relais, übertragen wird und die Last eingeschaltet wird.

Mikrowellen-Bewegungsmelder sind sehr empfindlich, sie ermöglichen es Ihnen, das Objekt sogar hinter der Tür oder hinter dem Glas zu "sehen", aber dies führt auch zu Fehlalarmen, wenn sich das Objekt außerhalb des Bereichs der vermeintlichen Sichtbarkeit befindet.

Das sind ziemlich teure Sensoren, aber sie reagieren auch auf kleinste Bewegungen.

Kapazitive Geräte arbeiten auf ähnliche Weise. Ein solches Schema ist unten gezeigt.

Wie verbinde ich einen Bewegungssensor?

Sie können mit unzähligen Optionen und Schaltplänen des Bewegungssensors, je nach Bedarf kommen, manchmal ist es notwendig, dass das System ausgelöst wird, wenn die Bewegung in verschiedenen Orten, wie zum Beispiel Straßenbeleuchtung auf dem Weg vom Hause zum Tor, und umgekehrt, muß in anderen Fällen einem oder aus Licht gezwungen werden, usw..d. Wir werden mehrere Optionen in Betracht ziehen.

Normalerweise hat der Bewegungssensor drei Drähte oder drei Anschlüsse zum Anschluss:

1. Die eingehende Phase.

2. Phase, die ausgeht, um die Last zu versorgen.

Wenn Sie nicht genügend Leistung vom Sensor haben - verwenden Sie ein Zwischenrelais und einen Magnetstarter mit einer Spule für 220V. Dazu werden anstelle der Glühbirne in den folgenden Diagrammen die Spulenkabel angeschlossen.

Schema # 1. Die Lampe wird nur vom Bewegungssensor eingeschaltet.

Schema Nummer 2. Die Lampe schaltet sich vom Bewegungssensor oder vom Schalter ein (eingeschaltet).

Schema №3. Der Bewegungssensor ist ausgeschaltet. So wird es nicht funktionieren, wenn Sie es nicht benötigen, zum Beispiel bei Tageslicht.

Schema 4 - Einschalten der Lampe von zwei Sensoren an verschiedenen Orten.

Das Foto unten zeigt die Anschlüsse, an die die Versorgungsleitungen angeschlossen sind.

Fazit

Der Einsatz von Bewegungssensoren, wie auch immer es klingen mag, ist ein Schritt zu einem intelligenten Zuhause. Erstens wird es helfen, Strom und Lampenleben zu sparen. Zweitens entfällt die Notwendigkeit, jedes Mal auf den Schalter zu klicken. Für die Außenbeleuchtung mit den richtigen Einstellungen können Sie das Licht einschalten, wenn Sie das Tor des Hauses erreichen.

Wenn der Abstand vom Tor zum Haus 7-10 ist - Sie können mit einem Sensor umgehen, dann müssen Sie das Kabel nicht auf den zweiten Sensor legen oder den Stromkreis mit einem passierenden Schalter sammeln.

Wie bereits erwähnt, sind Infrarotsensoren am häufigsten anzutreffen, sie reichen für einfache Aufgaben aus, wenn Sie eine höhere Empfindlichkeit oder Genauigkeit benötigen - schauen Sie sich andere Arten von Sensoren genauer an.

IC-Sensorschaltung

Bei der Steuerung der Diode kann der Transistor T2 nicht installiert werden, er dient dazu, die Leistung des Infrarotsignals zu erhöhen. Im Archiv sind zwei Firmware mit einem Summer für zehn Sekunden vor dem Herunterfahren angebracht, und ohne einen Summer gibt es keine anderen Unterschiede. Bei der Herstellung eines IR-Sensors (im Reflektionsmodus) müssen der Infrarotstrahler und der IR-Empfänger voneinander getrennt sein, wenn Licht da ist - es ist schwierig einzustellen. Die Platine wird hier angezeigt und die LAY-Datei befindet sich im Archiv.

Beschreibung des Gerätebetriebs

Am Pin RB3 (Pin 9) sind Pulsfolgen (10 Stück) mit einer Frequenz von 36 kHz für den TSOP-Betrieb alle 0,5 Sekunden moduliert. Diese Impulse sollten der Infrarot-LED (von der Fernbedienung) zugeführt werden. Der Photodetektor (verbunden mit Pin RB1, Pin 7) empfängt ein Signal, zählt Impulse.

Somit beträgt die Mindestzeit (alle Jumper sind zu einem gemeinsamen Draht geschlossen, RB4, RB5, RB6, RB7 = 0) 10 Sekunden. Mit einer Diskre- tivität von 10 Sekunden durch Setzen der Jumper können Sie die maximale Zeit (1 + 1 + 1 × 2 + 1 × 4 + 1 × 8) × 10 = 160 Sekunden erhalten.

Wenn der Tag / Nacht-Sensor installiert ist, ist das Gerät gesperrt, wenn die Sensorkontakte geschlossen sind.

Der Tag / Nacht-Sensor muss einen Widerstand von mindestens 50 kOhm in der Nacht und von nicht mehr als 10 kOhm in der Tageszeit haben. Oder irgendwo innerhalb solcher Grenzen experimentell definieren. Besser sicherlich diskret, an / aus. Zum Sensor wird es nicht überflüssig sein, auch den Kondensator zu befestigen, es ist möglich mehr.

Bewegungssensor-Schaltungen

Zu dieser Zeit ist das gebräuchlichste und beliebteste Gerät zur Bewegungserfassung ein volumetrischer, passiver Infrarot-Bewegungsmelder.

Das Prinzip seiner Funktionsweise basiert auf dem Empfang von Wärmestrahlung von jedem Objekt durch einen pyroelektrischen Infrarotempfänger. Dieses Element arbeitet in Verbindung mit einem Feldeffekttransistor, der als Vorverstärker fungiert.

Inhalt:

Damit die vom menschlichen Körper ausgestrahlte Wärmewelle (5 - 14 MKM) vom Photodetektor wahrgenommen wird, werden spezielle Lichtfilter eingesetzt

Um Falschmeldungen zu minimieren, sind zwei solche Empfänger, die in der entgegengesetzten Schaltung verbunden sind, in der Sensorkonstruktion enthalten.

Abhängig von Umgebungslicht und Temperatur werden die von jedem Sensor erzeugten Spannungen separat erzeugt. Ihre Signale werden subtrahiert und kompensiert, bei Überschreiten des Schwellwertes reagiert das Gerät auf Bewegung.

Bewegungssensor LX01

Nehmen wir zum Beispiel den Detektor LX01. Das Gerät besteht aus zwei Boxen: Halterung und Hardware, die durch eine bewegliche Halterung verbunden sind, die die Einstellung der Scanzone erleichtert.

In der Hardware-Box befindet sich eine Steuerplatine, an die Sensoren angeschlossen sind: Pyroelektrisch, Bewegungserkennung, lichtempfindlicher Fotowiderstand zur Bestimmung der Beleuchtungsstärke.

Die Sensoren sind mit einem transluzenten Kunststoffvorhang mit Fresnel-Linsen überzogen, die über die gesamte Fläche extrudiert sind.

Am Ende befinden sich Rändelknöpfe von Betätigungsreglern, die mit Trimmerwiderständen verbunden sind.

Auf der Montagebox befinden sich Löcher für die Ausgabe von Drähten und die Befestigung des Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung.

Im Gegensatz zu Detektoren, die ausschließlich für Alarmsysteme verwendet werden, verfügt das Gerät über zusätzliche Parameter, die die Auslösung steuern.

"TIME" -Regler - stellt die Zeit ein, nach der das Gerät die Beleuchtung ausschaltet. Wenn sich die Person weiterhin im Bereich des Geräts befindet, wird das Licht wieder eingeschaltet.

Das "DAYLIGHT" -Steuerelement - stellt die Empfindlichkeit des Geräts ein und ermöglicht es, die Schwelle der Verdunkelung des automatischen Einschaltens der Beleuchtung zu bestimmen.

Der "SENS" -Knopf stellt die Empfindlichkeit des pyroelektrischen Sensors des Detektionsdetektors ein. Damit können Sie den Radius der Erkennungszone einstellen.

• Der Winkel der Scanzone beträgt 120 0.
• Die maximale Erfassungsreichweite beträgt 12 m.
• Stromversorgung: Wechselstrom von 180 bis 240 V bei 20 mA.
• Die maximale Last beträgt 1200 W bei 5A.
• Die Ausschaltzeit beträgt 5sec-600sec.
• Lichtempfindlichkeit im Bereich von 10-2000 Lx.

Das Gerät ist empfindlich gegenüber niedrigen Umgebungstemperaturen und hält die Leistung nur bis zu -10 ° C aufrecht. Es wird empfohlen, es in Räumen in einer Höhe von 2 m bis 4 m zu installieren.

Prinzipschaltbild des Bewegungssensors

Das Gerätemodell LX01 enthält einen Infrarotsensor, der die Bewegung und Elemente bestimmt, die das Signal verstärken und verarbeiten.

Ein passiver, pyroelektrischer Infrarotsensor ist eine transparente Quarzplatte, die Infrarotstrahlen und einen Keramiksensor durchlässt.

Auch in diesem Fall ist ein Verstärker, der die hohe Ausgangsspannung des Sensors entspricht.

Der pyrotechnische Sensor RE-46, der im Bewegungsmelder LX01 verwendet wird, ist mit dem Operationsverstärker LM324N verbunden. Es hat eine komplexe Struktur, die aus vier Verstärkerkaskaden besteht.

Die Funktionen der Verstärker DA1.1 und DA1.2 sind das Produkt der Korrektur des eingehenden Signals und der anschließenden Übertragung auf die dritte Stufe - DA1.3.

Der Komparator, der damit verbunden ist, erkennt das vorverarbeitete Signal. In der vierten Stufe DA1.4 wird die Beleuchtungszeit eingestellt.

Es ist anzumerken, dass mit diesem Prinzip der Verarbeitung ankommender Signale die Definition eines sich bewegenden Objekts reduziert wird, um das Vorhandensein von Wärmestrahlung nicht zu erfassen, sondern um eine dynamische Änderung einer solchen Strahlung zu erfassen.

Photoresistor (R23), der Pegel des Umgebungslichts Bestimmung wird gesteuert Trimmwiderstand R24, und das wiederum mit dem Kontakt tanzistora VT1 Basis verbunden.

Wenn die Lichtintensität ansteigt, sinkt der Widerstand des Photowiderstandes, so dass der Strom an der Basis des Transistors ansteigt. Es öffnet sich und die Wirkung des Ziehens des Kontaktpotentials zwischen den Widerständen R25 / 21 und dem Massepotential tritt auf.

Somit wird das Signal von der DD1.4-Stufe zum Basisanschluß des Transistors VT2, der das Verbindungsrelais K1 aktiviert, unterbunden. Wenn das Relais auslöst, wird der Photowiderstand für die gesamte Dauer der aktiven Phase durch die Diode VD4 blockiert.

Das Gerät arbeitet mit einem normalen Stromnetz von 220V, 50Hz. Über die FU-Sicherung wird Spannung an das Gerät angelegt. Durch den Eingang des Löschkondensators (in der Schaltung - C11) und der Diodenbrücke (VD7-10) beträgt die Ausgangsspannung 18 - 22 Volt.

Ferner wird die Spannung durch den Kondensator C12 geglättet und gleichgerichtet, der dem Stabilisator DA2 78L08 zugeführt wird. Die am Ausgang des Stabilisators anliegende erhöhte Spannung wird auf die Zener-Diode (VD6-Schaltung) gerichtet, die sie auf 24 V löscht. Beim Schalten von Relaiskontakten treten Schaltstörungen auf, die durch eine Folge von Widerständen R26 und C10 unterdrückt werden.

Verbindungsdiagramme

Dieses Modell ist für den direkten Anschluss von Beleuchtungskörpern bestimmt, die von einem elektrischen System mit Wechselstrom von 220 V gespeist werden, aber in der Leistung der angeschlossenen Geräte nicht mehr als 1 kW begrenzt sind.

Für eine zusätzliche Beleuchtungssteuerung, bei der die Beleuchtungseinrichtung sowohl automatisch als auch manuell eingeschaltet wird, wird das folgende Verbindungsschema des Bewegungssensors über die Anschlussdose verwendet.

Es ist möglich, mehrere Bewegungsmelder zu verbinden, um ein Beleuchtungsgerät zu steuern. Solche Schemata werden zum Auffrischen von Leitern oder langen Korridoren verwendet, die nicht vollständig von einem einzigen Detektor gesteuert werden können.

Um die maximale Belastung zu erhöhen, wird die Methode des Anschlusses des Bewegungssensors über ein Zwischenrelais verwendet.

In diesem Fall wird die maximale Leistungsaufnahme nur durch die Parameter der Belastbarkeit des verwendeten Zwischenrelais begrenzt. So ist es möglich, leistungsstarke Halogenfluter mit einer Leistung von mehreren Kilowatt zu verbinden.

Bei der Verwendung von Tageslicht-Quecksilberdampflampen als Beleuchtungselemente sollte beachtet werden, dass der Zeitraum zwischen den Einschlüssen der Abkühlzeit der Lampe entsprechen sollte.

Bewegungssensor-Installationsregeln

Die Stabilität und Effizienz des Alarmsystems wird von der Position beeinflusst, die für die Installation des Bewegungsmelders gewählt wurde.

In diesem Fall ist es notwendig, nicht nur das allgemeine Schema, sondern auch den Verbindungspunkt in jedem Raum zu wählen. Die Bestimmung sollte die negativen Auswirkungen externer Faktoren minimieren, was zu einem Fehlalarmsystem führen kann.

Vermeiden Sie den Eintritt in den Arbeitsbereich von konvektiven und intensiven Luftströmen (Klimaanlagen und Radiatoren) sowie direkte Sonneneinstrahlung.

Außerdem sollte die Oberfläche, auf der der Sensor montiert ist, keinen Erschütterungen und Vibrationen ausgesetzt sein (durch Öffnen der Tür oder des Fensters).

Die traditionelle Installation des Detektors - in der schattigen Ecke des Raumes in einer Höhe von nicht mehr als 2,4-3 m mit der Richtung der Scan-Zone in die Mitte des Raumes.

Symbole auf dem Diagramm:
1. Bewegungssensor
2. Glasbruchsensor
3. Reedschalter
4. Rauchmelder

Funkamateur

Infrarotsensor

Schema eines einfachen Infrarotsensors für Alarmgeräte

Guten Tag, liebe Funkamateure!
Ich begrüße Sie auf der Website "Radio Amateur"

Heute betrachten wir die Funkamateurschaltung, die in verschiedenen Sicherheitssystemen verwendet werden kann - ein Infrarotsensor. Führen Sie dieses Design kann Anfänger Funkamateur.

In verschiedenen Sicherheitssystemen, Automatisierungssystemen werden Infrarotsensoren eingesetzt. Abbildung 1 zeigt die Schaltung des Sensors am Schnittpunkt des Strahls.

Es kann zum Beispiel in der Passage installiert werden, um ein Gerät einzuschalten, wenn jemand vorbeigegangen ist. Die Schaltung besteht aus einem Empfangs- und Sendeteil. Das Hauptelement des Sendeteils der Infrarotdiode ist HL1, der Strom wird ihm durch kurze Impulse zugeführt. Impulse erzeugen einen unausgeglichenen Multivibrator auf Element D1.1. Aufgrund der VD1-R1-Schaltung besteht das Impulssignal aus kurzen Impulsen. Diese Impulse werden dem Transistor VT1 zugeführt, der die Stromversorgung der LED steuert, R4 begrenzt den Strom durch die LED. Der Hauptteil der Empfangsschaltung ist der Phototransistor FT1. Wenn der Durchgang frei ist, tritt der Strahl in den Fototransistor ein, auf dessen Kollektor die gleichen Impulse erzeugt werden, sowie auf den Kollektor VT1. Diese Impulse werden durch das Element D1.2 invertiert und dem Detektor an der Diode VD2 zugeführt. Die Zeitkonstante der Schaltung C4-R8 ist derart, daß in den Pausen zwischen den Impulsen C4 keine Zeit ist, sich zu der Schwelle des Logikpegels zu entladen. Daher ist während des Empfangs durch den Fototransistor von Impulsen am Eingang D1.3 eine Spannung mit hohem Logikpegel und am Ausgang Null am Ausgang D1.4 - eins vorhanden. Beim Passieren blockiert die Person den Strahl, dadurch wird C4 über R8 entladen und die Spannung am Eingang D1.3 fällt auf einen niedrigen Pegel ab, am Ausgang D1.3 erscheint eine Einheit, am Ausgang D1.4 Null. Die Pegel der Ausgänge D1.3 und D1.4 können einem beliebigen Ausführungsschema zugeführt werden. Auf den verbleibenden Elementen des Chips können Sie einen akustischen Alarm auslösen (siehe Abbildung 2).

Infrarot-Hindernissensor

Das Gerät ist ein einfacher digitaler Hindernissensor, geführt von reflektierter Infrarotstrahlung. Dieser Sensor wurde von Aliexpress gekauft. Das Prinzip der Aktion ist ähnlich dem Schema, das kürzlich auf den Seiten der Website 2 Scheme.ru berücksichtigt wurde

Infrarot-Hindernissensor bei Ali gekauft

Design und Parameter

Strukturell ist der Sensor eine 31 x 14 mm Leiterplatte, auf der Platine befindet sich eine Befestigungsbohrung.

Infrarot-Hindernissensor - Leiterplatte

Gewichtssensor 2,7 g Zur Stromversorgung und Übertragung von Informationen auf dem Sensor gibt es einen dreipoligen Stecker, dessen Ausgänge markiert sind.

Drei-Pin-Sensoranschluss

• Das Gerät wird mit einer konstanten Spannung im Bereich von 3,3 bis 5 V betrieben, die Stromaufnahme beträgt 25 mA bei einer Versorgungsspannung von 3,3 V und 40 mA bei einer Spannung von 5 V.

Der Sensor ist mit einer Infrarot-LED und einem Photodetektor ausgestattet. Das Vorhandensein eines Hindernisses wird durch die Intensität der reflektierten Infrarotstrahlung bestimmt. Ein Trimmerwiderstand auf der Sensorplatine kann die gewünschte Empfindlichkeit des Geräts einstellen. Laut Hersteller reagiert der Sensor auf Hindernisse im Bereich von 2 bis 30 cm, der Sichtwinkel des Sensors beträgt 35 Grad. Der Autor hat es geschafft, den Sensor auf Hindernisse im Bereich von 3-8 cm einzustellen, obwohl das Problem sein kann, dass nur ein Sensor getestet wurde, außerdem ist der Blickwinkel des Sensors in der Tat ziemlich breit. Es sollte auch daran erinnert werden, dass verschiedene Oberflächen Infrarotstrahlung auf unterschiedliche Weise reflektieren, "brillanter", in diesem Bereich wird die Oberfläche aus einer größeren Entfernung als die dunkle Oberfläche detektiert. In jedem Fall ist dieser Sensor eine "Nahkampfwaffe".

IR-Hindernissensor - Platinengröße

Wenn ein Hindernis im Sichtfeld des Sensors erscheint, wird am Informationsausgang ein logisches Nullsignal gesetzt. Wenn sich im Sichtfeld kein Hindernis befindet, ist die Ausgabe logisch. Auf der Sensorplatine befinden sich zwei LEDs, eine ist die Betriebsanzeige und die andere ist die Sensoranzeige, die aufleuchtet, wenn ein Hindernis im Sichtfeld erscheint.

Verbindung mit Arduino

Laut dem Verkäufer ist der Sensor für Arduino optimiert, ich berücksichtige die reichen, für ein so einfaches Gerät, die Anzeige und Markierung mit diesem kann leicht akzeptiert werden.

IR-Hindernissensor mit Arduino

Für ein Beispiel der Sensorinteraktion mit der Arduino-Plattform kann man ein Programm nehmen, das die LED beleuchtet, die an den 13 digitalen Port angeschlossen ist, indem man eine Taste drückt, die an den 12. digitalen Port der Arduino UNO-Platine angeschlossen ist. Das Programm ist von der Website robocraft.ru übernommen

int ledPin = 13; // der Detektor
int btnPin = 12; // Schaltfläche
int val = 0;

void setup ()
<
pinMode (ledPin, AUSGANG); // dies ist die Ausgabe - LED
pinMode (btnPin, EINGANG); // und diese Eingabe ist eine Schaltfläche
Serienanfang (9600); // schreibe auf den COM-Port
>

Leere Schleife ()
<
val = digitalRead (btnPin); // kenne den Status der Schaltfläche
if (val == HIGH) // die Schaltfläche wird gedrückt
<
digitalWrite (ledPin, HOCH); // zünde die LED an
Serial.println ("H");
>
sonst // Taste wird nicht gedrückt
<
digitalWrite (ledPin, LOW); // quittiere die LED
Serial.println ("L");
>
Verzögerung (100);
>

Der Sensor ist anstelle einer Taste angeschlossen. Nach dem Laden des Programms in den Speicher des Mikrocontrollers können Sie mit verschiedenen Modi des Sensors experimentieren.

Fazit beim Kauf

In der Regel ein guter Low-Cost-Sensor für Systeme zur Sensorsteuerung und Ausrichtung von Robotern. Im letzteren Fall kann es sich wahrscheinlich um eine Alternative oder Ergänzung handeln, bei der der Roboter den Kontakt zum Hindernis herstellt. Sein Geld ist es wert. Denev

Das Schema des Infrarot-Interceptors für die Automatisierung (K561Le5, HL536AA3P)

Gegenwärtig sind die Zähler von Elektrogeschäften, wenn sie nicht vergraben sind, ausreichend mit verschiedenen automatischen Lichtschaltern mit Infrarotbewegungssensoren geladen. Es scheint, warum etwas tun, wenn Sie billig kaufen können. Diese ganze Vielfalt von Leistungsschaltern funktioniert jedoch nur bei der Bewegung einer Person oder eines anderen Lebewesens mit ausreichenden Abmessungen, und außerdem hat sie eine sehr große Reaktionszone.

Wenn Sie auf Tote reagieren müssen, zum Beispiel auf Boxen, Autos, oder Sie müssen nur den Moment der Passage einer Person durch die Tür überwachen, sind diese Sensoren nicht geeignet. Hier sind Sensoren, die auf den Infrarotstrahlschnittpunkt ansprechen, besser geeignet.

In der Literatur und im Internet gibt es viele Beschreibungen von Sensoren auf der Kreuzung oder Reflexion des Strahls, die auf dem LM567-Chip basieren. Natürlich ist dies eine gute Wahl - alles ist einfach und wenig Detail, aber egal wie ich LM567 kaufen wollte, ist mir nicht gelungen. Gleichzeitig sind Teile für Unterhaltungselektronik in der Regel leicht zugänglich.

Dies gilt auch für die Details für Fernsteuerungssysteme, insbesondere IR-LEDs und IR-integrierte Photodetektoren.

Schematische Darstellung

Die Abbildung zeigt das Schema des auf Reflexion arbeitenden IR-Sensors. Wenn der Strahl die Infrarot-LED HL1 und den Photodetektor F1 schneidet, werden die Kontakte des Ausgangsrelais für eine Zeit geschlossen, die für 1-2 Minuten länger ist als der kontinuierlich gekreuzte Strahlzustand.

Der Photodetektor und die LED sollten einander und angeordnet sein, zugewandt ist, so dass der Ansatz zwischen diesen Personen oder sie zwischen einem Objekt Bewegen einer gedachten Linie zwischen der LED kreuzt und dem Photodetektor, und blockiert den Durchgang des Infrarotlicht von der LED zu dem Photodetektor.

Die IR-Strahlung der LED wird mit einer Frequenz von etwa 36-38 kHz moduliert, die von einem Multivibrator an den Elementen D1.3 und D1.4 des D1-Chips erzeugt wird. Der interne Verstärker des Photodetektors F1 ist auf diese Frequenz abgestimmt, und wenn IR-Licht mit dieser Modulation empfangen wird, wird ein niedriger logischer Pegel an seinem Ausgang eingestellt.

Wenn eine optische Kopplung zwischen HL1 und F1 nicht gebrochen ist, wird der Transistor VT2 geschlossen ist, wird der Kondensator geladen und der SOC bei Pin 3 D1.1 wird logisch niedrig bzw. sein, die Schlüsseltransistoren VT3 und VT4 geschlossen ist, wird die Spule des Relais K1 kein Strom fließt.

Wenn das IR-Licht, das zu F1 kommt, blockiert ist, wird sein Ausgang auf einen hohen Logikpegel gesetzt. Der Transistor VT2 öffnet und entlädt durch den direkten Widerstand der Diode VD1 den Kondensator C3. Ausgang 3 D1.1 ist jetzt eine hohe logische Ebene. Der Schlüssel am VTZ-VT4 öffnet und versorgt die Wicklung des Relais K1 mit Strom. Relais mit ihren Kontakten enthalten die Last (nicht im Diagramm dargestellt).

Nachdem die optische Verbindung wiederhergestellt ist (die Person ist gegangen, hat sich das Objekt weiterbewegt), erscheint am Ausgang F1 ein niedriger Logikpegel.

Transistor VT2 ist geschlossen, aber die Spannung an den Klemmen 1 und 2 nicht D1.1 erhöht sofort auf einen hohen logischen Pegel, und erhöht sich allmählich, weil es langsam Aufladen des Kondensators C3 über die Widerstände R7 und R8. Die Spannung in C3 erreicht erst nach 60-100 Sekunden einen hohen Logikpegel. Erst danach wird der Ausgang D1.1 auf einen niedrigen Logikpegel gesetzt und das Relais K1 wird ausgeschaltet.

Anstelle von F1 können Sie fast jeden integrierten IR-Fotoempfänger für ein Fernsteuerungssystem für Unterhaltungselektronik verwenden. HL1-beliebige IR-LED für Fernbedienungen.

Relais K1 mit Wicklung bei 5V. An der Stelle des Relais K1 kann jedes Relais mit einer Wicklung von 5 V verwendet werden. Die Stromquelle ist ein Batterieladegerät für ein Mobiltelefon.

Einrichten

Zuerst müssen Sie den IR-Sensor konfigurieren. Durch die Wahl des Widerstandswertes R2 benötigte IR-Kanal über die Frequenzen zu koppeln, so dass, wenn Licht von HL1 F1 tritt am Ausgang der letzten logischen Null klar war (nicht-Einheit oder Impulse). Die zweite Stufe ist die Einstellung der Relaishaltezeit, nachdem der Strahl den Strahl passiert hat.

Dies geschieht durch Auswahl des Widerstands R8. Dieser Sensor kann auch im Sicherheitssystem verwendet werden, um den Durchgang durch eine Türöffnung oder einen Korridor zu steuern.

Platov A. RK-02-2016.

Literatur: 1. Platov A. "Kitchen automatische Kontrolle Beleuchtung." RC-6, 2006.

Infrarot-Bewegungssensor

Alles über dem absoluten Nullpunkt (-273 ° C) emittiert thermische IR-Strahlung. Weil Menschen immer viel mehr Wärmeenergie abgeben als ihre Umwelt, sind sie mit Hilfe eines Infrarot-Bewegungsmelders leicht zu erkennen. Daher wird diese Technologie in den anspruchsvollsten Anwendungen eingesetzt, insbesondere in modernen Sicherheits- und Schutzsystemen.

IR-Sensor für Smart Home

Für Informationen. Sensoren erfahren eine Änderung physikalischer Phänomene: Temperatur, Druck, Lichtintensität usw. Ein Halbleiterbauelement oder Wandler besteht aus Elementen, die ihre Eigenschaften nach dem Kontakt mit diesen Phänomenen ändern. Die Sensoren können ihren Widerstand, Strom oder ihre Spannung gemäß dem Ohmschen Gesetz ändern: U = I * R, so dass alle Parameter voneinander abhängig sind. Änderungen in Spannung, Strom und Widerstand können sehr genau gemessen werden. Dies ist die grundlegende Analogie der Sensoren.

Infrarot-Bewegungssensor ermöglicht Ihnen, die Bewegung einer Person zu fühlen. Das Gerät ist klein, kostengünstig, stromsparend und relativ einfach zu bedienen. Es wird normalerweise in Geräten und Gadgets in Wohnungen oder Unternehmen verwendet.

Sorten und Eigenschaften von IR-Sensoren

IR-Bewegungsmelder werden je nach Anwendung in verschiedene Typen eingeteilt. Zum Beispiel gibt es solche Arten von Bewegungssensoren wie:

• Geschwindigkeitsmesser, die die Geschwindigkeit mehrerer Motoren synchronisieren;
• Detektoren PIR - zum automatischen Öffnen von Türen;
• Temperaturfühler - für die industrielle Temperaturregelung;
• dreidimensionale Sensoren zum Schutz von Maschinen.

IR-Strahlung durchdringt mühelos Rauch, Staub, Laub und Nebel und macht den Menschen auch unter ungünstigsten Lichtverhältnissen gut sichtbar.

Der PIR-Detektor erkennt Infrarotlicht von einem warmen Objekt. Es besteht aus pyroelektrischen Sensoren, die ihre Temperatur (durch einfallende IK-Strahlung) in ein elektrisches Signal umwandeln. Wenn IK Licht auf einen Kristall trifft, erzeugt es eine elektrische Ladung.

Der volumetrische Sensor wird häufig zur Steuerung von geschlossenen Räumen verwendet. Der Detektor dient dazu, die Anwesenheit von Personen in unmittelbarer Nähe zu erkennen. Ein volumetrischer Infrarotsensor erfasst das von einem warmen Objekt emittierte Infrarotlicht.

Art des Ortes:

• Deckenbewegungssensor 360 Grad;
• an der Wand befestigt;
• Eckig (die bequemste Art der Montage);
• Universal (komplett mit Befestigungselementen für verschiedene Standorte).

Für Informationen. Die meisten IK-Bewegungssensoren, die verdrahtet sind, verbrauchen wenig Energie. Viele von ihnen arbeiten mit wenig oder ohne Strom aus der Batterie.

IK-Sensorschaltung

IR-Sensoren funktionieren wie alle anderen Photosensoren nach dem Prinzip, dass ein Photon mit ausreichender Energie Elektronen ausstoßen kann, so dass sich der Widerstand der Schaltung ändert. Der IR-Sensor besteht aus einem Emitter, einem Detektor und zugehörigen Schaltungen. Die Schaltung, die notwendig ist, um einen IR-Sensor zu erzeugen, besteht aus zwei Teilen: einem Sender und einem Empfänger.

Der Emitter ist einfach eine IR-LED (Licht emittierende Diode) und der Detektor ist nur eine IR-Fotodiode, die für Infrarotlicht der gleichen Wellenlänge empfindlich ist, wie es von einer IR-LED emittiert wird. Wenn das IK-Licht auf die Photodiode fällt, variieren sein Widerstand und dementsprechend die Ausgangsspannung proportional zum empfangenen IR-Strahl.

Für Informationen. Ein IR-Sensor ist ein Gerät zum Senden und Empfangen von Infrarotlicht. Ein Element, das als Licht emittierende Diode (LED) bekannt ist, überträgt aktives Infrarotlicht, das auf dem Boden reflektiert wird und von einem optischen Empfänger, der als Photodiode (PD) bekannt ist, empfangen wird. Bis keine Bewegung oder kein Objekt im Weg des Lichtstrahls ist, bleibt der Detektor im Standby-Modus.

Das Prinzip der Bewegungssensoren

Ein IR-Sensor ist ein Gerät, das Infrarotwellen als Wärme aussendet, erkennt und empfängt. Die meisten IR-Detektoren sind mit Fresnel-Linsen oder Parabolspiegeln beschichtet, um Infrarotwellen von der gesamten Fläche zu empfangen. Wenn diese Wellen den IR-Sensor erreichen, erzeugt er Spannung in verschiedenen Wellen, die verwendet wird, um ein Signal auszulösen oder ein anderes System zu aktivieren.

IK-Sensoren werden verwendet, um Bewegung zu erkennen und Wärme zu messen. Wenn Objekte innerhalb der Wellenlänge passieren, erfassen Lichtwellen diese Objekte und reflektieren sie zurück zu den Sensoren.

Folglich helfen diese Vorrichtungen beim Erfassen der Bewegung von Objekten. Sie haben Wellenlängen kleiner als Mikrowellen, aber länger im Vergleich zu sichtbarem Licht. Sie decken somit einen dazwischen liegenden Bereich ab.

Darüber hinaus kann der Bewegungsmelder alle Objekte mit einer Temperatur größer als Null erfassen, die wiederum thermische Energie speichern. Ein kleines IR-Gerät befindet sich nahe der Mitte der Fokusebene. Bewegliche warme Punkte bewegen sich durch einen Sensor, der Impulse oder ein analoges Signal erzeugt, das sich mit der Zeit ändert. Mit elektrischer Filterung und Schwellwertmessung wird Bewegung erkannt.

Für Informationen. Infrarotsensoren sind Sensoren, die Infrarotstrahlung erfassen können. Infrarotwellen sind für das menschliche Auge nicht sichtbar. Sichtbares Licht hat eine Wellenlänge im Bereich von 0,4 bis 0,7 Mikrometer. Der Infrarotstrahl hat eine Wellenlänge von mehr als 0,7 Mikrometer.

Anwendung von IR-Sensoren

Ein Sensor oder Sensor ist eine Vorrichtung, die verwendet wird, um ein Medium oder einen Zustand gemäß den Anforderungen der Anwendung darzustellen. IR-Detektoren werden in verschiedenen Projekten auf ihrer eigenen Basis sowie in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet, die Temperatur und Feuchtigkeit messen.

Strahlungsthermometer

IR-Sensoren werden in Strahlungsthermometern verwendet, um die Temperatur in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Material des Objekts zu messen, und diese Thermometer weisen einige der folgenden Eigenschaften auf:

• Messung ohne direkten Kontakt mit dem Objekt;
• schnelle Reaktion;
• einfache Probenmessungen.

Feuchtigkeitsanalysatoren

Feuchtigkeitsanalysatoren verwenden Wellenlängen, die von der Feuchtigkeit im IR-Bereich absorbiert werden. Die Objekte werden mit Licht dieser Wellenlängen (1,1 μm, 1,4 μm, 1,9 μm und 2,7 μm) sowie mit Referenzwellenlängen bestrahlt. Die von den Objekten reflektierten Lichter hängen vom Feuchtigkeitsgehalt ab und werden vom Analysator erfasst, um die Feuchtigkeit zu messen (das Verhältnis des reflektierten Lichts bei diesen Wellenlängen zum reflektierten Licht bei der Referenzwellenlänge). Photodetektor-Detektoren werden in Feuchtigkeitsanalysator-Schaltungen verwendet.

Gasanalysatoren

IR-Sensoren werden in Gasanalysatoren verwendet, die die Absorptionseigenschaften von Gasen im IR-Bereich nutzen. Diese Art der Konfiguration wird üblicherweise als Infrarottechnologie bezeichnet. Dieser Analysatortyp wird in den meisten kommerziellen IR-Geräten zur Überwachung von Kraftstofflecks und Abgasen von Kraftfahrzeugen verwendet.

IR-Empfänger

Das IR-Bildgerät ist eine der Hauptanwendungen von IR-Wellen, hauptsächlich aufgrund seiner Unsichtbarkeitseigenschaft. Es wird für Wärmebildkameras, Nachtsichtgeräte usw. verwendet.

Beispiele für Wasser, Steine, Boden, Vegetation, Atmosphäre und menschliches Gewebe - all dies emittiert Infrarotstrahlung. Thermische Infrarotdetektoren messen diese Emissionen im Infrarotbereich und zeigen die räumlichen Verteilungen der Temperatur des Objekts oder der Fläche im Bild an. Wärmebilder bestehen gewöhnlich aus Antimonit Sb (Indium), Gd Hg (mit Quecksilber dotiertes Germanium), Hg Cd Te (Quecksilber-Cadmium-Tellurid).

Vorteile

Einer der Hauptvorteile von Infrarotdetektoren ist ihre Sicherheit für die Gesundheit von Mensch und Tier, da das Gerät ohne Strahlung arbeitet. Weitere Vorteile der Verwendung von Bewegungssensoren für die Beleuchtung:

• Bequemlichkeit;
• spart Zeit und Mühe;
• Automatisierung;
• Sicherheit;
• Belüftung in Toiletten und Badezimmern.

Auswahlkriterien

Bei der Auswahl moderner IR-Sensoren sollten Sie auf folgende Indikatoren achten:

• Beständigkeit gegen atmosphärischen Niederschlag - Geräte müssen einen Körper mit einem hohen Staubgehalt haben, - und Feuchtigkeitsbeständigkeit;
• Verfügbare Arten von Netzteilen: Selbstverbindung über einen Netzwerkadapter, eine Schleife, eine Batterie;
• Möglichkeit der Verbindung mit der zentralen Alarmanlage;
• Möglichkeit der Einstellung der Empfindlichkeit;
• die Möglichkeit einer versteckten Installation.

Die Grundidee des IK-Sensors ist einfach. Es misst jede Veränderung der gewünschten physikalischen Elemente, die dann in elektrische Signale umgewandelt wird. Diese Signale werden verarbeitet (verstärkt und in digitale Äquivalente umgewandelt) und an die Ausgangsanschlüsse übertragen. IK-Sensoren werden in vielen Schaltungen und Projekten der Elektronik eingesetzt.

Funktionsprinzip und Zweck des Infrarot-Bewegungsmelders

Unter den vielen Sicherheitsdetektoren ist der Infrarot-Bewegungsmelder das gebräuchlichste Gerät. Erschwinglicher Preis und Effizienz, hier sind die Qualitäten, die ihnen Popularität verschafften. Und das alles aufgrund der Tatsache, dass im frühen neunzehnten Jahrhundert Infrarotstrahlung nachgewiesen wurde.

Es liegt außerhalb der Grenzen von sichtbarem rotem Licht im Bereich von 0,74-2000 & mgr; m. Die optischen Eigenschaften von Substanzen variieren stark und hängen von der Art der Bestrahlung ab. Eine kleine Wasserschicht ist für IR-Strahlung undurchlässig. Die Infrarotstrahlung der Sonne macht 50 Prozent der gesamten Strahlungsenergie aus.

Anwendungsgebiet

Infrarot-Bewegungssensoren für die Sicherheit werden seit langem verwendet. Sie fixierten die Bewegung warmer Objekte in den Räumen und übertrugen ein Alarmsignal an die Zentrale. Sie begannen mit Videokameras und Kameras kombiniert zu werden. Wenn ein Verstoß vorliegt, ist der Vorfall aufgetreten. Dann wurde der Anwendungsbereich erweitert. Zoologen begannen in Fotofallen zu verwenden, um die untersuchten Tiere zu kontrollieren.

Die meisten IR-Sensoren werden im intelligenten Haussystem verwendet, wo sie die Rolle des Anwesenheitssensors spielen. Wenn ein warmblütiges Objekt auf den Bereich des Geräts trifft, umfasst es Beleuchtung drinnen oder draußen. Spart Strom und macht Menschen das Leben leichter.

In Zutrittskontrollsystemen steuern Bewegungsmelder das Öffnen und Schließen von Türen öffentlicher Einrichtungen. Nach Expertenschätzungen wird der Markt für IR-Sensoren in den nächsten 3-5 Jahren jährlich um 20% wachsen.

Das Prinzip des IR-Bewegungssensors

Der Betrieb des Infrarotdetektors besteht darin, die Infrarotstrahlung eines bestimmten Bereichs zu steuern, sie mit dem Hintergrundpegel zu vergleichen und die Ausgabe der Nachricht zu analysieren.

IR-Bewegungssensoren für die Sicherheit verwenden aktive und passive Sensoren. Die ersten für die Überwachung verwenden einen eigenen Sender, der alles im Bereich des Geräts ausstrahlt. Der Empfänger empfängt einen reflektierten Teil der IR-Strahlung und bestimmt entsprechend seinen Eigenschaften, ob eine Verletzung der Schutzzone vorliegt oder nicht. Aktive Sensoren sind von einem kombinierten Typ, wenn die Empfangs- und Sendeeinheiten getrennt sind, sind dies die Detektoren, die den Umfang des Objekts steuern. Sie haben eine größere Reichweite als passive Geräte.

Der Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder hat keinen Strahler, er reagiert auf die Änderung der Umgebungs-IR-Strahlung. Im Allgemeinen hat der Detektor zwei empfindliche Elemente, die in der Lage sind, Infrarotstrahlung zu fixieren. Vor den Sensoren ist eine Fresnel-Linse installiert, die den Raum in mehrere Dutzend Zonen unterteilt.

Eine kleine Linse sammelt Strahlung aus einem bestimmten Raumbereich und sendet sie an ihr Sensorelement. Eine Nachbarlinse, die den angrenzenden Bereich steuert, sendet den Strahlungsfluss zu dem zweiten Sensor. Die Strahlung benachbarter Standorte ist annähernd gleich. Wenn das Gleichgewicht überschritten wird und einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, benachrichtigt das Gerät das Bedienfeld über die Verletzung der Schutzzone.

Infrarot-Sensorschaltung

Jeder Hersteller hat ein einzigartiges Schaltbild des Infrarotdetektors, aber sie sind funktionell ungefähr gleich.

Der IR-Sensor hat ein optisches System, ein pyrosensitives Element, eine Signalverarbeitungseinheit.

Optisches System

Der Arbeitsbereich moderner Bewegungssensoren ist aufgrund verschiedener Formen des optischen Systems sehr vielfältig. Radialstrahlen divergieren von der Vorrichtung radial in verschiedenen Ebenen.

Da der Detektor einen Doppelsensor hat, sind alle Strahlen gegabelt.

Das optische System ist so ausgerichtet, dass es nur eine Ebene oder mehrere Ebenen auf verschiedenen Ebenen steuert. Kann den Raum um oder um den Strahl kontrollieren.

Bei der Konstruktion der Optik von IR-Sensoren stellen Fresnel-Linsen häufig einen Satz von prismatischen Facetten auf einem konvexen Plastikbecher dar. Jede Linse sammelt den IR-Fluss von ihrem Raumbereich und sendet ihn an das PIR-Element.

Das Design des optischen Systems ist so, dass die Selektivität für alle Linsen gleich ist. Um sich vor der Hitze der Elemente zu schützen, wird Insekten in der Vorrichtung eine versiegelte Kammer installiert. Selten verwendete Spiegeloptik. Dies erhöht die Reichweite des Geräts und den Preis des Geräts erheblich.

Pyrosensitives Element

Die Rolle des Sensors im IR-Sensor spielt der pyroelektrische Wandler an empfindlichen Halbleiterelementen. Es besteht aus zwei Sensoren. Auf jedem von ihnen von zwei benachbarten Strahlen empfängt ein Strahl der Strahlung. Mit dem gleichen einheitlichen Hintergrund ist der Sensor still. Wenn eine Unwucht vorliegt, erscheint eine zusätzliche Wärmequelle in einer Zone und in einer anderen Zone wird der Sensor ausgelöst.

Um die Zuverlässigkeit zu verbessern und falsch-positive Ergebnisse zu reduzieren, wurden kürzlich viermalige PIR-Elemente verwendet. Dies erhöht die Empfindlichkeit und Störfestigkeit des Geräts. Aber es verringerte die Distanz der selbstbewussten Erkennung des Eindringlings. Um dies zu lösen, müssen wir eine Präzisionsoptik verwenden.

Signalverarbeitungseinheit

Die Hauptaufgabe der Einheit ist die zuverlässige Identifizierung einer Person gegen Hintergrundgeräusche.

Sie sind sehr vielfältig:

1. Sonnenstrahlung;
2. künstliche IR-Quellen;
3. Klimaanlagen und Kühlschränke;
4. Tiere;
5. Luftkonvektion;
6. elektromagnetische Interferenz;
7. Vibration.

Die Verarbeitungseinheit für die Analyse verwendet die Amplitude, Form und Dauer des Ausgangssignals des pyroelektrischen Wandlers. Der Einfluss des Eindringlings verursacht ein symmetrisches bipolares Signal. Interferenz erzeugt unsymmetrische Werte auf dem Verarbeitungsmodul. In der einfachsten Version wird die Amplitude des Signals mit dem Schwellenwert verglichen.

Wenn der Schwellenwert überschritten wird, meldet der Detektor dies, indem er ein spezifisches Signal an das Steuerpult gibt. Bei komplexeren Sensoren wird die Dauer des Überschreitens der Schwelle, die Anzahl dieser Überschreitungen gemessen. Um die Störfestigkeit des Gerätes zu erhöhen, wird eine automatische thermische Kompensation verwendet. Es bietet konstante Empfindlichkeit über den gesamten Temperaturbereich.

Die Signalverarbeitung wird von analogen und digitalen Geräten durchgeführt. In den neuesten Geräten wurden digitale Signalverarbeitungsalgorithmen eingesetzt, die es ermöglichten, die Selektivität des Geräts zu verbessern.

Die Wirksamkeit der Verwendung eines Infrarotdetektors in Einbruchalarm

Von der Richtigkeit der Wahl des Sensortyps hängt die Lage des Schutzobjekts in vielerlei Hinsicht von seiner Wirksamkeit ab. Passive IR-Bewegungsmelder für Straßen- und Innenanwendungen reagieren auf Bewegungen warmer Objekte im Vergleich zum Hintergrund bei bestimmten Fahrgeschwindigkeiten. Bei geringer Bewegungsgeschwindigkeit sind Änderungen der Infrarotstrahlung in benachbarten Sektoren so unbedeutend, dass sie als Hintergrunddrift wahrgenommen werden und nicht auf eine Verletzung der Schutzzone reagieren.

Wenn der Eindringling einen Schutzanzug mit ausgezeichneter Wärmeisolierung trägt, reagiert der IR-Bewegungsmelder nicht, es gibt kein Ungleichgewicht in der Strahlung in benachbarten Bereichen. Eine Person wird mit der Hintergrundstrahlung verschmelzen.

Der Eindringling bewegt sich mit geringer Geschwindigkeit an den Strahlen des Bewegungsmelders vorbei. In diesem Fall bleibt er oft stumm.

Flussänderungen reichen nicht aus, um das Gerät auszulösen. Besonders charakteristisch für Detektoren mit der Funktion des Schutzes vor Tieren. Sie verringern die Empfindlichkeit, um eine Reaktion auf das Auftreten von Haustieren zu vermeiden.

Es ist wichtig, den Infrarotsensor korrekt zu installieren. Es ist erforderlich für die Konfiguration des Gebäudes, ein Gerät vom "Shutter" -Typ zu verwenden, es sollte getan werden. Der Hersteller empfiehlt, das Gerät in einer bestimmten Höhe zu montieren, dies ist zu beachten.

Um die Effizienz von Infrarotsensoren zu verbessern, werden sie in Verbindung mit Sensoren verwendet, die nach anderen Prinzipien arbeiten.

Normalerweise wird zusätzlich ein Funkwellendetektor mit einer hohen Empfindlichkeit angebracht, der den Prozentsatz von Falsch-Positiven verringert und die Zuverlässigkeit des Alarms verbessert. Beim Schutz der Fenster vor dem Eindringen wird zusätzlich ein Ultraschalldetektor installiert, der auf das Brechen des Glases reagiert.

Fazit

Allmählich werden IR-Sensoren komplexer, ihre Empfindlichkeit erhöht sich und die Selektivität verbessert sich. Sensoren sind weit verbreitet in Smart-Home-Systemen, Videoüberwachung, Zugangskontrolle. Das Teilen mit verschiedenen Geräten hat die Verbrauchereigenschaften von Sensoren erhöht. Sie sind für ein langes Leben bestimmt.

Das Schema des Infrarot-Interceptors für die Automatisierung (K561Le5, HL536AA3P)

Gegenwärtig sind die Zähler von Elektrogeschäften, wenn sie nicht vergraben sind, ausreichend mit verschiedenen automatischen Lichtschaltern mit Infrarotbewegungssensoren geladen. Es scheint, warum etwas tun, wenn Sie billig kaufen können. Diese ganze Vielfalt von Leistungsschaltern funktioniert jedoch nur bei der Bewegung einer Person oder eines anderen Lebewesens mit ausreichenden Abmessungen, und außerdem hat sie eine sehr große Reaktionszone.

Wenn Sie auf Tote reagieren müssen, zum Beispiel auf Boxen, Autos, oder Sie müssen nur den Moment der Passage einer Person durch die Tür überwachen, sind diese Sensoren nicht geeignet. Hier sind Sensoren, die auf den Infrarotstrahlschnittpunkt ansprechen, besser geeignet.

In der Literatur und im Internet gibt es viele Beschreibungen von Sensoren auf der Kreuzung oder Reflexion des Strahls, die auf dem LM567-Chip basieren. Natürlich ist dies eine gute Wahl - alles ist einfach und wenig Detail, aber egal wie ich LM567 kaufen wollte, ist mir nicht gelungen. Gleichzeitig sind Teile für Unterhaltungselektronik in der Regel leicht zugänglich.

Dies gilt auch für die Details für Fernsteuerungssysteme, insbesondere IR-LEDs und IR-integrierte Photodetektoren.

Schematische Darstellung

Die Abbildung zeigt das Schema des auf Reflexion arbeitenden IR-Sensors. Wenn der Strahl die Infrarot-LED HL1 und den Photodetektor F1 schneidet, werden die Kontakte des Ausgangsrelais für eine Zeit geschlossen, die für 1-2 Minuten länger ist als der kontinuierlich gekreuzte Strahlzustand.

Der Photodetektor und die LED sollten einander und angeordnet sein, zugewandt ist, so dass der Ansatz zwischen diesen Personen oder sie zwischen einem Objekt Bewegen einer gedachten Linie zwischen der LED kreuzt und dem Photodetektor, und blockiert den Durchgang des Infrarotlicht von der LED zu dem Photodetektor.

Die IR-Strahlung der LED wird mit einer Frequenz von etwa 36-38 kHz moduliert, die von einem Multivibrator an den Elementen D1.3 und D1.4 des D1-Chips erzeugt wird. Der interne Verstärker des Photodetektors F1 ist auf diese Frequenz abgestimmt, und wenn IR-Licht mit dieser Modulation empfangen wird, wird ein niedriger logischer Pegel an seinem Ausgang eingestellt.

Wenn eine optische Kopplung zwischen HL1 und F1 nicht gebrochen ist, wird der Transistor VT2 geschlossen ist, wird der Kondensator geladen und der SOC bei Pin 3 D1.1 wird logisch niedrig bzw. sein, die Schlüsseltransistoren VT3 und VT4 geschlossen ist, wird die Spule des Relais K1 kein Strom fließt.

Wenn das IR-Licht, das zu F1 kommt, blockiert ist, wird sein Ausgang auf einen hohen Logikpegel gesetzt. Der Transistor VT2 öffnet und entlädt durch den direkten Widerstand der Diode VD1 den Kondensator C3. Ausgang 3 D1.1 ist jetzt eine hohe logische Ebene. Der Schlüssel am VTZ-VT4 öffnet und versorgt die Wicklung des Relais K1 mit Strom. Relais mit ihren Kontakten enthalten die Last (nicht im Diagramm dargestellt).

Nachdem die optische Verbindung wiederhergestellt ist (die Person ist gegangen, hat sich das Objekt weiterbewegt), erscheint am Ausgang F1 ein niedriger Logikpegel.

Transistor VT2 ist geschlossen, aber die Spannung an den Klemmen 1 und 2 nicht D1.1 erhöht sofort auf einen hohen logischen Pegel, und erhöht sich allmählich, weil es langsam Aufladen des Kondensators C3 über die Widerstände R7 und R8. Die Spannung in C3 erreicht erst nach 60-100 Sekunden einen hohen Logikpegel. Erst danach wird der Ausgang D1.1 auf einen niedrigen Logikpegel gesetzt und das Relais K1 wird ausgeschaltet.

Anstelle von F1 können Sie fast jeden integrierten IR-Fotoempfänger für ein Fernsteuerungssystem für Unterhaltungselektronik verwenden. HL1-beliebige IR-LED für Fernbedienungen.

Relais K1 mit Wicklung bei 5V. An der Stelle des Relais K1 kann jedes Relais mit einer Wicklung von 5 V verwendet werden. Die Stromquelle ist ein Batterieladegerät für ein Mobiltelefon.

Einrichten

Zuerst müssen Sie den IR-Sensor konfigurieren. Durch die Wahl des Widerstandswertes R2 benötigte IR-Kanal über die Frequenzen zu koppeln, so dass, wenn Licht von HL1 F1 tritt am Ausgang der letzten logischen Null klar war (nicht-Einheit oder Impulse). Die zweite Stufe ist die Einstellung der Relaishaltezeit, nachdem der Strahl den Strahl passiert hat.

Dies geschieht durch Auswahl des Widerstands R8. Dieser Sensor kann auch im Sicherheitssystem verwendet werden, um den Durchgang durch eine Türöffnung oder einen Korridor zu steuern.

Platov A. RK-02-2016.

Literatur: 1. Platov A. "Kitchen automatische Kontrolle Beleuchtung." RC-6, 2006.