Датчик движения своими руками в домашних условиях: Датчик движения своими руками — схема и установка в домашних условиях

Датчик движения своими руками в домашних условиях: Датчик движения своими руками — схема и установка в домашних условиях

Posted on

Содержание

Датчик движения своими руками — схема и установка в домашних условиях

Самостоятельно собранная схема подобного электронного устройства с датчиком движения, безусловно найдет свое применение в различных электронных устройствах.

Но при этом, уже перед началом реализации нужно четко представлять все стороны реализации данного проекта.

Положительные:

  1. Собранный самостоятельно датчик движения является во многом результатом труда, проб и ошибок, при этом, независимо первая ли это самоделка радиолюбителя или почти промышленное производство, самостоятельная сборка данного устройства принесет удовлетворение.
  2. Не нуждается в дополнительном обслуживании и приглашении специалистов для настройки.
  3. Прибор рассчитывается и устанавливается конкретно под местные условия, а соответственно при установке его как компонента охранной сигнализации, секретность будет многократно выше (разве что об этом не узнает сосед).
  4. Правильная сборка позволит многократно сократить расходы.
  5. Следующие приборы будут собираться легче и проще, в том числе и в модернизированных версиях.

Теперь об отрицательных сторонах:

  1. Однократное, удачное включение прибора, не является гарантией его работоспособности.
  2. Несмотря на успехи, не нужно забывать и о надежности – тонны припоя, потраченные на соединение элементов схемы, не способны её сделать надежной в случае конструкторской ошибки еще на стадии проектирования.
  3. Подбор нужных элементов займет куда большее время, чем поход в ближайший магазин или фирму по установке сигнализации.
  4. Размерность и компактность подобного датчика, не говоря о таких свойствах, как эстетичность корпуса и возможность его работы в разных условиях, например, под дождем или в снегу, требуют дополнительного времени, для того, чтобы окончательно убедиться в работоспособности схемы.

Область применения

Самоделки в виде датчиков движения чаще всего конструируются:

  1. В несложных системах сигнализации для гаражей, дач или домов.
  2. Для облегчения и создания дополнительного комфорта – для включения наружного и внутреннего освещения.
  3. Для контроля движения транспорта или людей через зоны невидимости.

Наверное, самостоятельно собранный датчик движения, включающий и выключающий освещение является наиболее распространенным вариантом использования этого устройства.

Ввиду очевидного экономического эффекта от его использования, такой прибор просто необходим для установки в пространстве около жилого дома, на гаражной стоянке, при использовании технологии «умный дом», в качестве обязательной опции включения освещения, во время открытия входной двери.

Такое применение этого электронного устройства позволит избежать дополнительных затрат на электроэнергию, существенно продлит срок службы ламп, создаст дополнительные комфортные условия жильцам.

Принцип работы

Принцип действия

Вне зависимости от того, какие датчики устанавливаются, все датчики движения управляющие освещением, работают в соответствии с заложенным принципом работы – замыкании контактов и включении освещения после изменения положения предметов в зоне действия сенсоров устройства.

Различные электронные компоненты имеют различные принципы построения, но у всех их имеется общее сходство замыкание контактов и включение освещения осуществляется после начала движения.

В период пребывания в зоне работы сенсора, осуществляется срабатывание электроники, после, устройство продолжает работать еще некоторое время и уже после того, как предмет, человек или животное вышли из зоны действия датчика. Но такое дополнение технически решается отдельно от основной схемы сенсора.

Как сделать (лазерный/с фотоэлементом)?

Сборка датчика

Несмотря на громкое название, лазерный датчик движения – самое техническое решение данного устройства и вполне доступно для сборки в домашних условиях.

Условно, перед началом работ, необходимо четко понимать логическую схему:

  1. Сама система состоит из двух взаимосвязанных устройств – датчика, излучающего определенный световой луч, и сенсора на который этот луч направлен.
  2. Принцип такой пары сенсоров прост – электроника работает при постоянном воздействии света на фотоэлемент, при прерывании светового воздействия фотоэлемент срабатывает, замыкая или размыкая схему, вследствие чего и происходит включение или выключение источника освещения.

Такая схема функциональна в местах, где необходимым условием является пересечение условной линии между двумя сенсорами.

Скорее всего, при изготовлении самодельного сенсора движения понадобятся следующие инструменты и расходные материалы:

  1. Корпус для размещения электронной схемы.
  2. Набор элементов или же готовая элементная схема советского периода блока управления.
  3. Паяльник с припоем или что еще лучше паяльная станция.
  4. Провода различного сечения, резисторы разного номинала.
  5. Крепеж.
  6. Отвертка, плоскогубцы, изолента, кембрик.

Описание схемы

Схема фотоприемника

Датчик с фотоэлементом в предлагаемой схеме будет использоваться для включения освещения. Фотореле, на основе которого конструируется сенсор, будет играть роль включателя, при прохождении между источником света и фотоэлементом.

Здесь нужно уточнить некоторые элементы схемы:

  1. VT1 – фототранзистор.
  2. R1 – резистор, играющий одновременно две роли в схеме: устанавливает рабочую точку и нагружает коллектор. В каждом отдельном случае, номинал резистора придется подбирать путем проб и ошибок.
  3. C1 – конденсатор.
  4. DA1 – операционный усилитель с обратной связью.
  5. R2 – резистор, на котором реализована обратная связь ОУ.

Схема будет работать таким образом:

  1. При попадании светового луча на фототранзистор, VT1 элемент работает как при подаче малого напряжения на базу транзистора.
  2. После этого, фототранзистор открывается и происходит зарядка конденсатора C1.
  3. В момент, когда свет перестает поступать на фоторезистор VT1, конденсатор начинает разряжаться, при этом, напряжение падает, и операционный усилитель DA1 срабатывает и включает другие устройства, будь то освещение или звуковой извещатель.

В качестве источника света для фотоэлемента, можно использовать как обычный лазер на расстоянии несколько десятков метров, так и инфракрасный светодиод для уменьшения заметности линии сигнализации.

Пошаговое руководство

Самостоятельная сборка подобного прибора проводится согласно принципиальному алгоритму:

  1. Собирается источник питания, производится регулировка, контролируется выдающий ток.
  2. На минус блока питания устанавливается резистор.
  3. Далее, диод при помощи катода.
  4. На анод выводится резистор подстройки.
  5. Транзисторный эмиттер соединяется с отрицательным проводом блока питания.
  6. С базовой схемой соединяется резистор.

В результате такой манипуляции должна получиться вот такая конструкция: резистор к минусу, контактор, соединенный с реле, а реле с сигнализатором (лампа или ревун)

Датчик движения для сигнализации

Использование подобной конструкции в качестве сигнализации требует, кроме правильно собранной схемы, еще и гарантированный источник питания. В связи с этим, необходимо позаботиться, кроме основного, и о резервном источнике питания. В качестве сигнализатора можно использовать ревун или сирену. В дополнение к звуковому сигналу можно использовать световую сигнальную лампу.

Советы

Приступая к разработке проекта сигнализации с использованием датчиков движения с использованием старой советской элементной базы, рекомендуется найти старые советские журналы для радиолюбителей или конструкторов.

В стране множество оборонных конструкторских бюро и массы энтузиастов радиодела. В журналах для самодельщиков довольно часто описывались такие схемы с использованием простых радиодеталей, во многом, которые были разработаны настоящими профессионалами.

Неплохой идеей будет использование в качестве датчиков готовые сенсоры с возможностью подключения как осветительных приборов, так и звуковых.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Как сделать датчик движения своими руками, различные варианты

На сегодняшний день практически каждый знает, что такое датчик движения для освещения. Данный аппарат, хорошо себя зарекомендовал, и в служебных помещения, и в частном секторе. Стоимость не всегда является доступной. В этой статье мы подробно опишем как своими руками, сделать самодельный датчик для освещения, по простой схеме.

Основная информация о датчике движения

Рассмотрим немного информации о датчике движения для освещения и сфера его применения.
Датчик движения — устройство, основной функцией которого является распознание движения в зоне его действия. Имеется три вида датчика – пассивный, активный и смешанный.

Принцип действия активного датчика, основан на излучении ультразвуковых и электромагнитных волн. Пассивный, имеет инфракрасный датчик, который распознает тепло человека. Смешанные датчики движения имеют оба прибора контроля.

Принцип работы устройства

Активные датчики посредством регистрации и сравнения данных, полученных во время излучения, оповещают о движении, если в данных произошел сдвиг.

Плюсы ультразвуковых датчиков:

  1. Низкая стоимость.
  2. Не поддаются влиянию погодным условиям.
  3. Распознают движение независимо материалу.

Минусы ультразвуковых приборов:

  • Ограничение в дальности действия
  • Они рассчитаны на достаточно резкие движения.
  • Животные чувствительны к ультрачастотам.

Чаще всего такие приборы применяют в охранных системах для автомобиля.

Плюсы радиочастотных датчиков движения:

  • Их размеры невелики.
  • Имеются модели с большим радиусом действия.
  • Очень точны.

Минусы радиочастотных приборов:

  • Их стоимость довольно высока.
  • Из-за высокого порога чувствительности бывают ложные фиксирования движения.
  • Высокая мощность прибора может плохо влиять на организм человека или животного при долгом нахождении в поле действия.

Их применяют в охранных системах

Пассивные приборы имеют инфракрасные датчики, которые следят за температурой в радиусе своего действия. При изменении температурных данных прибор срабатывает. Именно такой прибор используется чаще, для освещения в жилом помещении.

Устройство датчика ИК

Плюсы инфракрасного датчика

  1. Они безопасны для людей и животных.
  2. Их легко можно настроить.
  3. Они отлично работают, и в помещении, и на улице.
  4. Цена является удовлетворительной.

Минусы инфракрасного датчика

  • Такой прибор работает лишь в определенных температурных рамках.
  • Он не улавливает предметы, покрытые материалом с защитой от инфракрасного излучения.
  • Прибор работает со сбоями при тепловых потоках обогревателей и теплого ветра.

Все что необходимо для изготовления

Необходимоые инструменты и элементы для сборки:

  • Вольтомметр
  • Паяльник
  • Провода
  • Водопроводная прокладка
  • Шуруп
  • Лазерная указка
  • Транзисторы
  • Фотодиод ФД 265
  • Реле РЭС 55А
  • Резисторы
  • Блок питания

Схема сборки

Произведения сборки, работы поэтапно

Схема датчика движения, для освещения, очень проста. Для тех кто занимался с ремонтом электро-приборов сделать его не будет тяжело.

Этапы работ:

  1. Для начала работы следует подготовить блок питания. Следует срезать с него разъем. Затем при помощи вольтметра найти плюс.
  2. Потом следует припаять резистор 10 ком.
  3. Фотодиод катодом нужно припаять к резистору, который, припаянный к плюсу.
  4. Посредством припаивания, присоединяем к построечному резистору фотодиод анодом. К минусу резистора следует припаять эмиттер транзистора. С базой VT 1, которая, припаянная и к R1, соединяют нужный коллектор.
  5. Затем следует соединить эмиттер VT 2с минусом, контакт реле нужно соединить с коллектором VT 2. С плюсом блока питания нужно спаять другой контакт реле.
  6. Самым распространённым является использование лазерной указки, ее и используем. Для экономии к тому же блоку питания паяем еще два дополнительных провода.
  7. Вставляем шнур в водопроводную прокладку все это, шляпкой внутрь нужно вставить в указку — так чтобы шляпка уперлась в имеющуюся внутри пружину.
  8. Один провод от питания должен быть подключен к шурупу, а другой следует просунуть между прокладкой и корпусом указки.

Перед включением следует еще раз сверится со схемой. Если со схемой все сходится,тогда проверяем работу прибора.

Как подключить прибор и настроить чувствительность

Для того чтобы прибор работал исправно и справлялся с поставленной задачей, нужно ответственно отнестись к его установке. Лучшим местом для монтажа является дверной проем. Для более эстетичного вида, прибор можно поместить в пластмассовую коробочку, проделав отверстие для фотодиода.

Монтирует датчик на высоте около метра, от пола. Указку следует установить параллельно полу и так чтобы луч попадал на фотодиод, тогда чувствительность при работе прибора будет не нарушена, не потребуется прибегать к его ремонту.

По окончании монтажа можно скрыть провода, так они не будут портить внешний вид, и путаться под ногами. Задуматься об установке прибора желательно во время ремонта в помещении, тогда будет проще скрыть провода подключения к освещению. При ремонте легче продумать расположение прибора.

Чтобы чувствительность была хорошей нужно проследить за правильностью установки указки. Если она установлена правильно тогда и чувствительность будет в норме, и прибор не будет работать со сбоями и не нужно будет его подвергать ремонту.

При установке следует помнить, что при загрязнении фотодиода или препятствию луча указки, может, нарушит работоспособность прибора.

Подведем итог

Такой прибор широко используется при установке охранной системы с использованием не только светового, но и звукового сопровождения. Данный прибор легло подключить к освещению и сделать автовключение света в жилом помещении.

Таким образом и создают систему умный дом. Достаточно экономным вариантом является такое приспособление. Оно поможет вам значительно уменьшить затраты электроэнергии.

Различные схемы подключения

Очень часто его используют в ванных комнатах, на кухне, в прихожих, и в подвалах частного дома. В ванной комнате и туалете прибор соединяют не только с освещением, но и с вентиляцией, что гораздо упрощает вентиляцию помещения.

Не имея специального образования, каждый сможет сделать датчик движения своими руками для освещения. Этот самодельный прибор не заберет много времени и финансов, при его создании. Ведь схема достаточно проста, а все манипуляции каждый с легкостью сможет повторить.

Изготовление сенсорных датчиков движений в домашних условиях

Различные виды детекторов, позволяющих осуществлять функции контроля над коммуникациями и системами безопасности в зданиях и частных домах, позволяют значительно облегчить управление всем комплексом в целом. За счет встроенных алгоритмов устройства работают автономно, и вмешательство человека становится минимальным. Одними из важных элементов таких схем являются датчики движения. С помощью этих устройств можно защитить территорию от нежелательного проникновения и сэкономить на электроэнергии. Датчики будут автоматически включать и выключать освещение в доме и на улице, коммутировать питание других электроприборов.

Самодельные датчики движения

Большинство из подобных детекторов можно изготовить самостоятельно, главное – понять принцип работы этих детекторов. Датчик движения своими руками может представлять сложное устройство или, наоборот, быть собранным из нескольких деталей.

Кольцевой выключатель

К самым простым датчикам движения можно отнести самовозвратные точки (кольцевые выключатели). Такое оборудование применяется при включении света в холодильнике. Для работы схемы используется:

  • геркон или герметизированный контакт, представляет собой колбу, внутри которой запаяны 2 ферромагнитных контакта;
  • магнит.

Во время приближения магнита к геркону контакты замыкаются, а при удалении – размыкаются. При разомкнутых контактах напряжение подается на лампу в холодильнике, и свет загорается. При замкнутых контактах лампочка обесточивается.

Такой самодельный датчик движения можно просто подключить к существующей охранной сигнализации или к звуковому извещателю. За счет этого при размыкании контактов, то есть открытии двери, система подаст звуковой сигнал. Схема применяется на дверях охраняемых объектов, но не подходит для открытых территорий.

Датчики движения с герконами

Для осуществления контроля на больших пространствах используются более сложные устройства, которые могут реагировать на различные изменения в окружающей среде. К подобным элементам относят:

  • фото,- и звуковые реле;
  • датчики поля;
  • пироприемники.

Световой датчик движения

Довольно часто датчик движения необходим, чтобы засекать какой-либо объект при перемещении через определенную линию, например, на входе в комнату. Для создания такого датчика необходимы 2 устройства: источник света и фотоприемник. При прохождении человека в области лучей связь между источником и приемником будет пропадать, датчик сработает и выдаст звуковой сигнал.

Вся схема данного устройства основана на фотоэлементе – транзисторе. Причем такой фототранзистор также можно сделать своими руками. Для этого нужно взять транзистор, по виду напоминающий шляпку с полями на трех ножках, например, П417А. Нужно отпилить верхнюю часть элемента таким образом, чтобы образовалось отверстие, или просто откройте весь кристалл. Теперь при попадании света элемент станет работать как фототранзистор, правда чувствительность его будет немного меньше обычного. Можно не тратить время на эту операцию, а сразу взять готовый фотоэлемент.

Сначала собираем фотоприемник. В работе устройства используются следующие элементы:

  • VT1 – фототранзистор;
  • R1 – резистор;
  • C1 – конденсатор;
  • DA1 – операционный усилитель с обратной связью;
  • R2 – резистор с обратной связью на операционный усилитель;
  • R1 – выполняет функции нагрузки и коллектора. С помощью этого элемента устанавливают рабочую точку. Подбор необходимого значения идет опытным путем.

Схема датчика с фотоприемником

При выборе характеристик R2 следует помнить, что чем больше коэффициент усиления, тем меньше устойчивость усилителя. С другой стороны, чем выше номинал резистора, тем больше коэффициент усиления. Оптимально использовать номинал в 100 кОм.

Самоделки работают следующим образом:

  • при попадании света на транзисторе возникает небольшое рабочее напряжение, и элемент открывается;
  • конденсатор заряжается;
  • если свет уходит, конденсатор начинает разряжаться;
  • в точке А напряжение снижается, что уменьшает напряжение и на выходе;
  • операционный усилитель необходим, чтобы усилить сигнал от точки А для дальнейшей его передачи к другим устройствам.

В качестве источника света на небольших расстояниях можно использовать фотодиод. Красный лазер позволит значительно выиграть в расстоянии. Лазерный датчик движения можно использовать на больших территориях. Но если нужно сделать так, чтобы датчик был незаметен, используйте инфракрасный диод.

Внимание! При подборе лазерного диода проверьте, чтобы его характеристики соответствовали правилам безопасности. Некоторые подобные элементы оказывают пагубное влияние на глаза.

Сам фотодатчик необходимо затемнить и закрыть темным пропускающим материалом. Это позволит снизить влияние обычного освещения. Источник света ставим напротив датчика. За счет этого образуется оптическая связь, то есть пока объект не закроет источник света (пересечет черту), напряжение в фототранзисторе будет постоянным. При разрыве оптической связи напряжение на выходе снижается до нуля за счет операционного усилителя.

Для анализа данных, приходящих с датчика, к схеме следует подключить реле. Обмотку соединяем с входом, на 1 контакт подаем напряжение 12 В, другой конец заземляем, а третий – подключаем к радиоприемнику. Если на фотоэлемент падает свет, цепь питания соединена с фотоприемником, радио не работает. Если оптическая связь разорвана, напряжение падает, и источник питания замыкается на радиоприемнике. Это приводит к включению радио. Вместо радиоприемника можно использовать другие извещатели.

Датчики движения с емкостным реле

Емкостное реле реагирует на возникновение объектов в заданном радиусе. Основными элементами такого оборудования являются антенна и микроволновый генератор.

Принципиальная схема микроволнового датчика движения

Многие из нас замечали, что звук у радио при сильном приближении к нему человека меняется, в работе появляются непонятные шумы, или волна станции сбивается. Точно по такому же принципу функционируют микроволновые датчики движения.

Роль высокочастотного генератора радиоприемника в схеме одновременно выполняет транзистор VT1. Детекторный диод необходим для выпрямления напряжения, которое задает смещение на базе транзистора VT2. У трансформатора Т1 обмотки настроены на разные частоты. Если на антенну не воздействует внешние объекты, на детекторе VD1 нет напряжения, так как амплитуды сигналов компенсируют друг друга. Если частоты меняются, амплитуды начинают складываться и детектироваться на диоде. За счет этого VT2 открывается. Для того чтобы точно задать значение для отключения и включения, используется компаратор – тиристор VS1. Этот тиристор управляется силовым реле напряжением в 12 Вольт.

Важно! Не следует располагать датчики вблизи вентиляторов и больших бытовых приборов. Все это оборудование может создавать помехи в режиме работы любого датчика.

Платформы для конструирования

Для создания более сложных и функциональных устройств можно использовать готовые платы для радиоконструирования, к примеру, Arduino. Так называется аппаратная вычислительная платформа с собственным процессором и памятью. Arduino выполняет сразу несколько важных задач:

  • считывает и обрабатывает сигнал с инфракрасного датчика;
  • реагирует на движение;
  • проводит оповещение.

Для создания датчика потребуются сама платформа, PIR-датчик, макетная плата и провода. Можно подключать датчик сразу напрямую к Arduino, но так сложнее обеспечить плотное прилегание. Поэтому удобнее воспользоваться бредбоардом.

Все инфракрасные датчики имеют одинаковое строение. Главным параметром, по которому можно отличить один сенсор от другого, является чувствительность, а, значит, и используемая оптика. Оптимальным PIR датчиком сегодня является устройство с линзами Френеля. Эти линзы могут концентрировать излучение, повышая порог чувствительности.

Датчик движения на Arduino

Главной задачей платформы является отправка данных по USB Serial при обнаружении движения через определенные промежутки времени. Отладка оборудования осуществляется за счет программного обеспечения Python и PySerial.

Такой датчик движения для включения света можно запрограммировать на создание определенного уровня освещенности. Это оборудование можно использовать для обустройства системы сигнализации в гараже, тогда детектор будет подключаться к звуковому модулю.

Видео

Оцените статью:

Как сделать датчик движения самостоятельно: инфракрасный и микроволновый