Схема инфракрасного датчика: СХЕМА ИК ДАТЧИКА – Схема инфракрасного датчика для пересечения: пошаговая сборка и проверка

Содержание

СХЕМА ИК ДАТЧИКА

   Схема ИК датчика разрабатывалась для установки включения освещения, при подходе к входным воротам. Схему можно применить в составе охранной сигнализации, включения освещения и т.д. Датчик работает на отражение ИК луча, так-же и на пересечение, режим работы выбирается переключением перемычки S5 (BARRIER). При попадании объекта в зону ИК датчика включается реле. Время задержки включенного состояния, выбирается перемычками S1-S4. Отсчет времени ведется после того, как перестанет срабатывать датчик присутствия. При установки фотодиода ФД-1, датчик срабатывает только в тёмное время суток. За 10 сек. до выключения, звучит звуковой сигнал. Зуммер установлен с внутренним генератором. Если ночной режим не надо — можно элементы R3-R4-ФД1-Т1 не устанавливать.


   В управление ик диодом, транзистор Т2 можно не устанавливать, он служит для повышения мощности ИК сигнала. В архиве прилагаются две прошивки с зуммером за десять секунд перед выключением, и без зуммера, других отличий нет. При изготовлении ИК датчика (в режиме отражения) инфракрасный излучатель и ИК-приёмник надо изолировать друг от друга, если будет засветка — трудно настроить. Рисунок печатной платы показан тут, а сам файл LAY находится в архиве.

Рисунок печатной платы ИК датчика

Описание работы устройства

   На выводе RB3 (pin 9) каждые 0,5 сек присутствуют пачки импульсов (10 штук) промодулированные частотой 36 кГц для работы TSOP. Эти импульсы должны подаваться на инфракрасный светодиод (от ДУ). Фотоприемник (подключается к выводу RB1, pin 7) принимает сигнал, считает импульсы.

   Кнопка PRESENS только для отладки в Proteus. Ее просто не устанавливать, никаких перемычек не надо. Если кнопка BARRIER разомкнута, выбран режим на отражение. При этом, если количество принятых импульсов совпало с переданным, то включается свет (RA0, pin 17). Если кнопка BARRIER замкнута, выбран режим барьер. Свет в этом случае включается, если количество принятых импульсов равно 0.

   Время включенного света выставляется джамперами на выводах МК (pin 4-7). Отсчет времени ведется после того, как перестанет срабатывать датчик присутствия. Время рассчитывается по следующей формуле:

           Delay = (1 + RB4 + RB5 × 2 + RB6 × 4 + RB7 × 8) × 10, сек.

   Таким образом, минимальное время (все джамперы замкнуты на общий провод, RB4, RB5, RB6, RB7 = 0) составляет 10 сек. С дискретностью 10 сек установкой перемычек можно получить максимальное время (1 + 1 + 1×2 + 1×4 + 1×8) × 10 = 160 сек.

Микроконтроллер PIC для ИК ДАТЧИКА

   Если установлен датчик день/ночь (Day), то при замкнутых контактах датчика устройство блокируется.

датчик - фоторезистор, фотодиод, фототранзистор и прочее фото


   Датчик день/ночь должен иметь сопротивление не менее 50 кОм ночью и не более 10 кОм днем. Или где-то в таких пределах, определите экспериментально. Лучше конечно дискретный, включено-выключено. К датчику не будет лишним тоже прицепить конденсатор, можно побольше.

Схема и конструкция несложного инфракрасного датчика на микроконтроллере PIC16F628A.

   Если датчик (фоторезистор, фотодиод, фототранзистор и прочее фото) меняет свое сопротивление в указанных мною пределах, то его можно просто подключать к МК. Но лучше с транзистором — так надежнее. R6 не нужен, используется внутренний подтягивающий резистор МК. А R4 и R5 нужно подобрать для питания +5V и в зависимости от фотодатчика, а также от конкретных условий установки. Если проще, то настроить чувствительность. Авторы схемы: Александрович-SOIR (Soir&C.E.A)

   Форум по микроконтроллерам

   Обсудить статью СХЕМА ИК ДАТЧИКА


Схема инфракрасного датчика для пересечения: пошаговая сборка и проверка

Среди конструкций инфракрасных датчиков широко распространены приборы, работающие по схеме пересечения луча (другое название – датчики с перекрестным ходом). Схема инфракрасного датчика для пересечения луча универсальна, эффективна, доступна для изготовления своими руками.

Принцип функционирования

Рассматриваемый тип детекторов движения предназначен для обнаружения местонахождения движущегося объекта, не имеющего точной траектории перемещения.

Прибор действует так. Излучатель посылает ненаправленный инфракрасный сигнал, который не распознается объектом слежения, попадает на приемник, размещенный в противоположной стороне контролируемого объема и, отражаясь от него, вновь направляется к излучателю.

Для точного контроля координат местонахождения контролируемого объекта на пути его возможного перемещения устанавливают второй аналогичный комплект аппаратуры, действующий по тому же принципу. Таким образом, захват производится по двум векторам, которые в плане напоминают букву «Х» (почему детекторы и получили такое название). Описанный датчик пересечения луча своими руками сделать под силу любому пользователю, будь то фотолюбитель, фермер или просто домашний мастер.

инфракрасный датчик пересечения cхема

Преимуществами инфракрасных датчиков, которые работают по схеме пересечения луча, являются:

  • Быстрота фиксации движения: если луч «натыкается на препятствие, непреодолеваемое в инфракрасном диапазоне волн (рука или нога человека, животное), приемник мгновенно это устанавливает;
  • Точность показаний, что обусловлено сравнительно узким диапазоном волны инфракрасного сигнала;
  • Дешевизна компонентов, из которых возможно изготовить детектор.

Важно! Такие самодельные датчики абсолютно безопасны для окружающих, поскольку требуют для питания напряжения, не превышающего 5 В.

Собираем набор комплектующих элементов

Установка датчиков данного типа предпочтительнее для закрытых помещений; в открытых пространствах свойства атмосферы могут меняться, и это скажется на точности срабатывания аппаратуры.

инфракрасный датчик пересечения

Чтобы изготовить схему самодельного инфракрасного датчика для пересечения, потребуется:

  • Питающая батарейка или аккумулятор с рабочим напряжением не менее 3,5 В.
  •  Низковольтный транзистор с открытым коллектором.
  •  Корректирующий резистор, который обеспечит приём цифрового сигнала.
  •  Микроконтроллер (есть конструкции с подтягивающим сопротивлением, в этом случае корректирующий резистор не потребуется).
  •  Исполнительное устройство: фото- или светодиод.

Совет: для решения более сложных задач – например, не просто фиксирования перемещения, а и использования этого факта для включения какого-то своего прибора или аппаратуры — понадобится соответствующее реле. Устройство датчика перекрестного хода предусматривает соединительные провода разного цвета, экранированные от внешних помех.

Исходные требования и ограничения

Перед разработкой самодельного устройства необходимо верно задать исходные параметры комплекта датчиков перекрёстного хода:

  •  Минимальное и максимальное расстояния до контролируемого объекта (по техническим соображениям этот размер не может быть меньше 250 мм).
  •  Угол захвата инфракрасного луча (от 100 и более).
  •  Номинальное напряжение питания (с ростом напряжения контролируемое расстояние увеличивается).
  •  Обязательность логического элемента: если он имеется, то комплект сможет работать по схеме «И-ИЛИ».
  •  Время срабатывания (не менее 2 мс).

Важно! Ограничения при сборке заключаются в том, что описываемые детекторы нельзя размещать в зонах активного солнечного излучения, а приёмники инфракрасного сигнала потребуют периодической очистки от пыли.

В то же время вода и прочие прозрачные жидкости не являются препятствием для действия прибора.

Датчик инфракрасный

Необходимо правильно выбрать типоразмер контроллера. Функциональнее те модели, которые позволяют обеспечить работу инфракрасного датчика в следующих режимах:

  • Блокировка сигналов с одновременной активацией выхода;
  • Фиксация луча с одновременной активацией выхода;
  • Фиксация луча с логической задержкой.

Все варианты датчиков должны монтироваться на ПВХ-пластине или трубке для облегчения конструирования нестандартных кронштейнов. При нестационарном креплении (например, на штативе фотоаппарата) это поможет снизить общий вес конструкции.

инфракрасный датчик пересечения с проводом

Последовательность сборки

Оптическая часть схемы состоит из двух инфракрасных светодиодов и двух оптических излучателей типа IS471FE, имеющих встроенные светодиодные модуляторы и синхронные детекторы. Выходы от излучателя подключаются к 8-контактному микроконтроллеру, который обрабатывает входные сигналы и управляет реле, а также имеет видимый светодиод, который показывает режим работы.

Контроллер имеет простой пользовательский интерфейс, состоящий из кнопочного переключателя и светодиода.

При включении питания, если лучи пересечения правильно выравнены и постоянны, светодиод горит непрерывно в течение секунды, затем гаснет, указывая на то, что устройство готово к работе в непрерывном режиме. В этом режиме реле замкнется, а светодиод будет гореть до прерывания обоих инфракрасных лучей.

Однократное нажатие кнопки выбора режима выводит контроллер из непрерывного режима и переводит его в импульсный режим. Светодиод будет мигать, указывая на то, что реле замыкается, например, раз в секунду. Повторное нажатие кнопки увеличивает скорость замыкания, на что указывает частота мигания светодиода. Удерживание кнопки в течение 2…3 с приводит к сбросу настроек схемы и переводу ее в непрерывный режим.

Оптимальные условия работы датчика обеспечит пятичиповая схема типа 10F206 с 8-контактными DIP-адаптерами, которая находится в компактном корпусе SOT23. Корпус можно изготовить и самостоятельно, разместив на нем реле, питающий аккумулятор/батарею, транзистор обратного хода и резистор.

инфракрасный датчик пересечения в желтом корпусе

ИК датчик препятствий с определением направления

Недавно начал заниматься сборкой самоходного робота, контролируемого ИК пультом и был вынужден самостоятельно разработать зональный инфракрасный датчик, который может распознавать положение объектов или их движение перед датчиком, происходящее слева направо или наоборот.

Схема ИК датчика с определением направления

Схема основана на 2 ИК диодах, ИК датчике 36 кГц, МК Tiny13 и нескольких светодиодах. Эти светодиоды используются для регулярной индикации состояния устройства — так что вы можете легко откалибровать его — тут есть такие возможности.

Датчик может обнаружить объект в 3-х различных положениях: ВЛЕВО, СРЕДНИЙ, ВПРАВО

Можно настроить расстояние детектирования в диапазоне от 2 см до 1,5 м потенциометром, который можно увидеть на схеме и на плате. Всякий раз, когда обнаруживается какое-либо изменение в состоянии объекта в поле зрения, сигнал INTERRUPT (IRQ) генерируется на внешние устройства. Благодаря этому процессу в процедуре обработки достаточно, чтобы прочитать состояние входов L и R и знать, что происходит. Возможные ситуации:

LR (левый/правый)

  1. 0 0 — нет объекта в поле зрения
  2. 1 0 — объект находится слева
  3. 0 1 — объект находится справа
  4. 1 1 — объект находится посередине.

Лучше всего ситуация показана на анимированном изображении.

Несмотря на то, что ИК-диоды работают на несущей частоте 36 кГц, это не мешает работе пульта (тем более этот датчик будет проверять переднюю часть, а у робота второй ИК-приемник для управления сзади).

Прерывание IRQ генерируется не только тогда, когда что-то появляется в зоне видимости датчика, но и когда оно исчезает из поля зрения. Это значительно облегчает работу процессора. Можно сказать что после чтения прерывания в такой процедуре — состояние просмотра датчика — также можно сразу ввести команды для управления двигателями ведущих колес или другими вещами.

Сама программа не сложна — она состоит из генерации несущей 36 кГц с помощью Timer0 и подачи ее попеременно к обоим ИК-диодам — после чего приём и анализ того что происходит.

Также введена буферизация нескольких показаний и только сравнение несколько из тех же самых сигналов запускают сигнал прерывания — он ведь должен быть устойчивым к различным типам помех, включая другие пульты дистанционного управления например телевизора (даже когда один синий LED быстро мигает несколько раз — красный светодиод, сигнализирующий о исходящем сигнале прерывания, срабатывает только один раз). Благодаря этому датчик не будет беспокоить главный процессор нестабильными состояниями когда объект находится на краю чувствительности.

Алгоритм работы программы

  1. Отправляем пакет, то есть несущую на короткое время на левый ИК-диод.
  2. Ждем короткий промежуток времени несколько миллисекунд.
  3. Проверка получает ли ИК-приемник какие-либо отражения.
  4. Если датчик их видит — значит на дороге слева какой-то объект.
  5. Затем делаем те же шаги, но с правым ИК-диодом.

Для суммирования и усреднения времени выполнения всего алгоритма, исправления ошибок и небольшого обобщения — пакеты отправляются в среднем каждые несколько десятков миллисекунд с каждого ИК-диода.

Помехи вообще не проявляются, когда речь идет о каком-либо искусственном освещении, конечно если не приблизить датчик ближе 20 см к люминесцентной лампе, тогда фактически светодиоды иногда будут мигать — хотя прерывание включится только один или два раза. Основной целью создания этого датчика было свести к минимуму влияние таких факторов, и это удалось.

Схема ИК датчика без контроллера

А далее схема аналогичного датчика на TTL микросхемах, это для тех кто не любит микроконтроллеров и прошивок.

Еще одна приятная особенность этого датчика — возможность корректировать положение ИК-диодов, то есть если они установлены под прямым углом — будет самый широкий диапазон расстояний, если речь идет о видимости датчика по бокам — при увеличении минимального расстояния, с которого объект может быть обнаружен посередине, то есть в области нескольких сантиметров в центре перед датчиком ничего не обнаружено — объект должен быть слегка отодвинут. Но если слегка наклоним их внутрь, то сможем резко изменить условия работы и обнаружить даже тонкие объекты.

Если датчик не обнаруживает никаких отражений после ожидания — это означает что в пределах видимости препятствий нет и можно ехать вперед.

Схема инфракрасного датчика движения — как правильно подключить инфракрасный датчик движения

Как подключить инфракрасный датчик движения?

Весь технический прогресс направлен на то, чтобы сделать жизнь человека более комфортной. Датчики движения – не исключение. Реагируя на присутствие человека, эти небольшие приборы получили широкое распространение не так давно. Еще 5–10 лет назад такие специальные устройства использовались только для охраны крупных производственных объектов.

Сейчас же датчики используют в качестве функционального дополнения к общей сети электричества дома или квартиры. Такое решение позволяет отлично экономить электроэнергию, используя ее только при необходимости. С покупкой такого устройства особых проблем не возникает, но схема подключения инфракрасного датчика движения может загнать в тупик. Поэтому перед тем, как самостоятельно подключать датчик, стоит тщательно продумать все моменты.

Все, что нужно знать о датчике движения

Датчики движения реагируют на перемещение объектов, которые испускают тепло, что заметно в инфракрасном спектре. Радиус обнаружения в каждой модели разнится, так что этот момент нужно уточнить на этапе покупки. Основным компонентом любого датчика является фотоэлемент, который непосредственно обеспечивает распознавание тепла и движения, обнаруживая тепловые лучи.

Устройство состоит из:

  • пластикового корпуса
  • фотоэлемента, покрытого фокусирующей линзой
  • электронных элементов

Примечательно то, что при построении схемы подключения этого устройства необходимо учитывать окружающие объекты.

Чтобы распознавание движения не было затруднено, стоит помнить:

  • электроприборы излучают тепло
  • нельзя ставить датчик напротив источника света
  • магниты могут искажать работу устройств

Наиболее важной характеристикой любого датчика движения является угол обхвата. Соответственно, чем он больше, тем разнообразнее может быть схема подключения. От этого же напрямую зависит, сможет ли датчик покрыть весь объем помещения, где он размещен.

Схема подключения датчика движения

Первое, что стоит сделать перед тем, как подключать датчик, внимательно ознакомиться с инструкцией. Это обязательно по той причине, что по своей конструкции каждое устройство отличается, а значит, отдельные моменты подключения могут не совпадать. Стоит тщательно изучить схему расположения клеммных элементов, при этом имея четкое представление о функциях каждой клеммы.

Особое внимание стоит уделить соблюдению фазировки при подключении датчика движения.

Схема действий тут проста:

  • ознакомиться с расположением фазы, нуля и заземления (информация содержится в инструкции)
  • проверить то же самое в устанавливаемом помещении

Здесь следует быть максимально точным, ведь ошибка может привести к короткому замыканию и, как следствие, пожару.

Дальше – проще. Подключение датчика движения – действие само по себе несложное, в чем-то похожее на работу со стандартным выключателем. В обоих этих случаях схема подключения представляет собой разрыв электрической цепи, где устанавливаемое устройство смыкает или размыкает цепь. При необходимости постоянной работы источника света вне зависимости от движения, в состав схемы можно включить еще и стандартный выключатель, подсоединив его параллельно к самому датчику. В итоге получится, что:

  • когда свет выключен – контроль у датчика
  • когда включен – у выключателя

 

Несколько датчиков движения: схема подключения

Вследствие особенностей конкретного помещения, одного датчика может не хватить для покрытия всей площади. К примеру, изгибы или другие интерьерные элементы. В таком случае подключить сразу несколько датчиков – не проблема. Схема для подобных ситуаций предполагает параллельное друг к другу подключение  устройств.

Расположение фазы с нулем оказывается отдельно и без всяких прерываний подается на каждое устройство, а лишь затем идет подсоединение к освещению. В тоге замыкание цепи происходит по срабатыванию одного из датчиков движения, а на источник света подается напряжение. Само собой, что подключать надо датчики так, чтобы каждый из них покрывал максимальную площадь и вместе они обеспечивали покрытие всего помещения. Стоит избегать слепых пятен, хотя бы в ключевых точках.

Также принцип работы такой схемы подключения заключается в системе по принципу параллельных выключателей. Это означает, что, пока один из датчиков улавливает движение и замыкает цепь, второй – бездействует. Но как только человек появляется в радиусе действия второго устройства, первое заканчивает свою работу. При этом освещение буде непрерывным, даже без мигания.

Обязательно стоит помнить, что:

  • устройство направлять фотоэлементом в сторону потенциального движения
  • нужно регулярно протирать датчик, так как грязь скажется на его работе
  • необходимо учитывать все объекты в радиусе действия

Если установка датчиков, их монтаж или выбор при покупке вызывают затруднения, обращайтесь в сервис Юду. Специалисты всегда охотно помогут, выполнят работу профессионально и недорого.

Схема. ИК-датчик на отражение луча

      Во многих системах автоматики и сигнализации применяются датчики на инфракрасных лучах. Обычно это датчики движения, а так же, датчики на отражение и пересечение луча. Здесь описывается очень несложный, но эффективный датчик на отражение луча от находящегося перед ним объекта.
      Используется модулированный ИК-канал. Частота модуляции зависит от типа фотоприемника, именно здесь она равна 36 кГц.

      Датчик состоит из логического узла и выносной головки, состоящей из ИК-светодиода и ИК-фотоприемника. ИК-светодиод соединяется с логическим. Головка соединяется с платой ленточным кабелем. В головке светодиод и фотоприемник устанавливаются рядом, направленными в одну сторону, – к объекту, на наличие которого нужно реагировать, но между ними должна быть светонепроницаемая перегородка, исключающая прямое попадание света от ИК-светодиода на фотоприемник. В ждущем режиме на выходе логического узла высокий логический уровень. При появлении перед головкой в зоне контроля отражающей поверхности на выходе логического узла появляется отрицательный импульс длительностью около 20 секунд. Этот импульс можно подать на управляющий вход системы автоматики, которая должна отреагировать на наличие предмета перед датчиком или на сигнальное устройство.

      В логическом узле есть индикаторный светодиод. Он горит, когда луч от ИК-светодиода не попадает на фотоприемник, то есть, тогда когда перед датчиком отражающего объекта нет. А гаснет с появлением такового. Индикаторный светодиод помогает настроить датчик, -точно навести луч, установить его необходимую яркость (дальность), а также является индикатором работы схемы в ждущем режиме. Излучение индикаторного светодиода никак не влияет на работу датчика, поэтому его можно установить даже в головке, если это необходимо.

      Дальность (максимальное расстояние от головки датчика до отражающей поверхности) зависит от тока через ИК-светодиод. Этот ток при настройке можно изменять пятью ступенями, переставляя перемычку.
      Принципиальная схема ИК-датчика показана на рисунке. Схема ИК-датчика выполнена на одной микросхеме К561ЛА7. Эта микросхема содержит четыре элемента «2И-НЕ».
      ИК-канал модулированный, поэтому, ИК-светодиод HL1 излучает не непрерывный поток света, а вспышки, следующие с частотой 36 кГц. Модулирующие импульсы генерирует мультивибратор на элементах D1.1 и D1.2. Частота зависит от цепи R1-С1 при использовании другого фото-приемника (на другую частоту) нужно и этот мультивибратор настроить на такую частоту.

      Выходной каскад сделан по схеме, сходной с аналогичным выходным каскадом пульта дистанционного управления телевизором, – на ИК светодиоде АЛ164Б5 и полевом транзисторе КП505Г.
      Яркость вспышек светодиода устанавливается изменением максимального тока через него, посредством изменения включенного последовательно ему сопротивления.

      Это сопротивление состоит из последовательно включенных резисторов R3-R7. Его величину можно изменять перестановкой перемычки S1. Величины сопротивлений резисторов R3-R7 можно выбрать и другими, – все зависит от эффективности конкретного ИК-светодиода, чувствительности конкретного фотоприемника, и тех пределов регулировки дальности, которые требуются в конкретном случае. Заменять цепь R3-R7-S1 подстроенным или переменным резистором не рекомендую, так как из-за значительности протекающего тока контакт ползунка переменного резистора может подгорать, и установленное сопротивление будет произвольно изменяться (особенно при дальности, близкой к максимальной).

      Приемная схема ИК-датчика выполнена на двух оставшихся элементах D1 HF1 -интегральный фотоприемник, такой как во многих телевизорах В его схеме есть полосовой фильтр настроенный на частоту 36_кГц и формирователь импульсов с выходным транзисторным ключом. При приеме ИК-излучения, частота которого совпадает или близка 36 кГц, этот ключ открывается и на выходе (выв. 3) появляется логический ноль. Резистор R8 подтягивает данный ключ к единице, чтобы в отсутствие приема на выв. 3 была единица. Конденсатор С2 подавляет различные помехи.
      В ждущем состоянии сигнал от HL1 не поступает на HF1. На выходе HF1 – единица. Это значит, что луч не отражается.

      При отражении луча от поверхности появившейся перед головкой датчика начинается поступление отраженных ИК-вспышек от HL1 на HF1 В момент отражения луча уровень на выходе фотоприемника изменяется Возникший логический ноль (или импульс, если отражающий предмет переместился перед головкой датчика) запускает ждущий одновибратор на элементах D1.3 и D1.4 Этот одновибратор формирует на своем выходе (выход D1.4) отрицательный импульс, длительность которого зависит от параметров цепи C4-R12. В данном случае, длительность положительного перепада будет около 20 секунд. То есть, даже после кратковременного отражения луча на выходе D1.4 возникает логический ноль, и держится около 20 секунд. Продолжительность генерируемого импульса можно изменить в очень широких пределах, подбирая значения R12 и С4.

      Питается вся схема ИК-датчика от источника напряжением 5V. Цепь VD1-R10-C3 позволяет получить наибольшую развязку по питанию от цепи питания ИК-светодиода.
      Индикаторный светодиод HL2 подключен через ключ на транзисторе VT2. На затвор этого транзистора поступает напряжение с выхода фотоприемника. Поэтому, по свечению HL2 можно определить поступает свет от HL1 на фотоприемник SF1 или нет.
      Схема ИК-датчика смонтирована на печатной плате, рисунок и монтажная схема которой показаны на втором рисунке. Размеры платы соответствуют реальным.

      Источник питания должен быть стабилизированным. Напряжение 5V выбрано потому, что это номинальное напряжение питания фотоприемника SFH506-36.
      Детали. Микросхему К561ЛА7 можно заменить любым аналогом, например, К176ЛА7 или CD4011.
      Инфракрасный светодиод подойдет любой из тех, что применяются в пультах дистанционного управления телевизоров и другой аппаратуры. При отсутствии полевого транзистора выходной каскад можно сделать и по другой схеме, например, на транзисторе КТ972 или на двух транзисторах, например, КТ315 и КТ815, включенных по схеме Дарлингтона.

      Светодиод HL2 – любой индикаторный. В принципе, в нем нет категорической необходимости, он нужен только для визуальной проверки системы. Можно от него, а так же и от транзистора VT2 отказаться. А контролировать работу схемы мультиметром или логическим пробником по напряжению на выводе 3 HF1.
      В процессе предварительного налаживания может потребоваться настройка мультивибратора D1.1-D1.2 на паспортную частоту фотоприемника. Это можно выполнить подбором R1, контролируя частоту на выходе D1.2 по частотомеру.
      Вместо SFH506-36 можно применить SFH506-38, SFH506-32 или другие аналогичные фотоприемники от телевидео-аудиоаппаратуры.

Похожие статьи:
Передатчик с умножением частоты

Post Views: 344

Инфракрасный датчик

Схема простого инфракрасного датчика для устройств охранной сигнализации

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Сегодня мы рассмотрим радиолюбительскую схему, которую можно применить в различных охранных системах – инфракрасный датчик. Исполнить эту конструкцию может и начинающий радиолюбитель.

В различных системах охраны, системах автоматики используются датчики на инфракрасном излучении. На рисунке №1 показана схема датчика, действующего на пересечении луча.

Его можно, например, установить в проходе, чтобы включать какое-то устройство если кто-то прошел. Схема состоит из приемной и передающей частей. Главный элемент передающей части ИК диод HL1, на него ток поступает короткими импульсами. Импульсы генерирует несимметричный мультивибратор  на элементе D1.1. Благодаря цепи VD1-R1 импульсный сигнал состоит из коротких импульсов.  Эти импульсы поступают на транзистор VT1 который управляет питанием светодиода, R4 ограничивает ток через светодиод. Основная часть приемной схемы- фототранзистор FT1. Когда проход свободен, луч поступает на фототранзистор на коллекторе которого образуются такие-же импульсы, как и на коллекторе VT1. Эти импульсы инвертируются элементом D1.2 и поступают на детектор на диоде VD2. Постоянная времени цепи C4-R8 такая, что в паузах между импульсами С4 не успевает разрядиться до порога логического уровня. Поэтому, во время приема фототранзистором импульсов, на входе D1.3 присутствует напряжение высокого логического уровня, а на выходе ноль, на выходе D1.4 – единица. При проходе человек перекрывает луч, в результате С4 разряжается через R8 и напряжение на входе D1.3 падает до низкого уровня, на выходе D1.3 возникает единица, на выходе D1.4 ноль. Уровни с выходов D1.3 и D1.4 можно подать на какую-либо исполнительную схему. На оставшихся элементах микросхемы можно сделать звуковой сигнализатор, как показано на рисунке №2.



LX01, принципиальная электрическая схема, подключение, правила установки


Схемы датчиков движения

На данное время наиболее распространенным и популярным устройством для обнаружения движения является объемный, пассивный, инфракрасный детектор движения.

Принцип его действия основан на приеме теплового излучения от любого объекта пироэлектрическим инфракрасным приемником. Этот элемент работает совместно с полевым транзистором, который выступает в качестве предварительного усилителя.

Содержание:

Для того чтобы диапазон тепловой волны излучаемой человеческим телом (5 – 14 МКМ) воспринимался фотоприемником, применяют специальные светофильтры

Для минимизации ложных срабатываний в конструкцию датчика включены два таких приемника подсоединенных по встречной схеме.

В зависимости от внешней засветки и температуры генерируются  напряжения каждым датчиком в отдельности. Их сигналы вычитаются и компенсируются, при превышении пороговой величины срабатывает реакция устройства на движение.

Датчик движения LX01

Схемы датчиков движения
Для примера возьмем детектор LX01. Устройство состоит из двух боксов: монтажного и аппаратного, которые соединены подвижным кронштейном, облегчающим настройку зоны сканирования.

В аппаратном боксе находиться плата управления, к которой присоединены сенсоры: пироэлектрический, распознающий движение, светочувствительный фоторезистор для определения уровня освещенности.

Сенсоры прикрывает светопроницаемая пластмассовая шторка с выдавленными по всей площади элементами линз Френеля.

На торце расположены рифленые ручки оперативных регуляторов, связанных с подстроечными резисторами.

На монтажной коробке имеются отверстия для вывода проводов и крепления корпуса осветительного прибора.

Прибор предназначен для коммутирования электрических цепей с общей нагрузкой до 1200 Вт. К устройству можно подключать лампы накаливания и другие осветительные элементы, рассчитанные на напряжение переменного тока 200 – 230 В.

В отличие от детекторов использующихся исключительно для систем тревожной сигнализации устройство имеет дополнительные параметры, регулирующие срабатывание.

Регулятор «TIME» – регулирует время по истечении, которого прибор выключает освещение, если человек продолжает находиться в зоне действия прибора то свет будет включен повторно.

В отличии от детекторов присутствия датчики движения при повторной коммутации полностью включают и выключают осветительный прибор в быстром темпе, что, при неправильной настройке периода срабатывания, приводит к мерцанию света.

Регулятор «DAYLIGHT» – устанавливает светочувствительность прибора и позволяет точно определить порог затмения автоматического включения освещения.

Регулятор «SENS» – устанавливает чувствительность пироэлектрического сенсора детектора обнаружения. С его помощью можно регулировать радиус зоны обнаружения.

Технические параметры датчика движения LX01

  • Угол зоны сканирования 1200.
  • Максимальная дальность обнаружения 12м.
  • Питание: переменный ток от 180 до 240В при 20мА.
  • Максимальная нагрузка 1200Вт при 5А.
  • Время отключения 5сек-600сек.
  • Светочувствительность в диапазоне 10-2000Лкс.

Устройство чувствительно к низким температурам окружающей среды и поддерживает  работоспособность только до -100С. Рекомендуется установка в помещениях на высоте от 2м до 4 м.

Принципиальная электрическая схема датчика движения

В состав устройства модели LX01 входят инфракрасный сенсор определяющий движение и элементы, усиливающие и обрабатывающие сигнал.

Схемы датчиков движения 1. Светофильтующая пластина.
2. Транзистор.
3. Резистор.
4. Контакт питания на +5В.
5. Корпус.
6. Кристалл пироэлектрика.
7. Общий выход.
8. Сигнальный выход.
Схемы датчиков движения
Схемы датчиков движения

Пассивный, инфракрасный пироэлектрический сенсор это пластина прозрачного кварца, пропускающая лучи инфракрасного диапазона и керамический сенсор.

Так же в корпусе находится усилитель, который согласует высокое выходное напряжение, поступающее с сенсора.

Пироэлектрический сенсор RE-46, который используется в детекторе движения модели LX01, подсоединен к операционному усилителю LM324N. Он имеет сложную структуру, состоящую из четырех каскадов усилителей.

Функциями усилителей DA1.1 и DA1.2 является произведение коррекции поступающего сигнала с последующей передачей на третий каскад — DA1.3.

Компаратор, который к нему присоединен, производит распознание предварительно обработанного сигнала. На четвертом каскаде DA1.4 происходит регулирование времени освещения.

Следует отметить, что при  таком принципе обработки поступающих сигналов определение движущегося объекта сводится не к регистрации наличия теплового излучения, а на выявлении динамического изменения такого излучения.

Фоторезистор (R23), определяющий уровень внешнего освещения, управляется подстроечным резистором R24, а тот в свою очередь соединен с контактом базы танзистора VT1.

Если световая интенсивность увеличивается, то сопротивление  фоторезистора падает, соответственно ток у базы транзистора увеличивается. Он открывается и происходит эффект подтягивания потенциала контакта между резисторами R25 / 21 и потенциала земли.

Таким образом, запрещается поступление сигнала с каскада DD1.4 на базовую клемму транзистора VT2, который активизирует соединительное реле К1. При срабатывании реле ранее, работа фоторезистора будет заблокирована диодом VD4 на весь период активной фазы.

Устройство работает от обычной электросети 220В, 50Гц. Напряжение, поступает на устройство через плавкий предохранитель FU. Через вход  гасящего конденсатора ( на схеме — C11) и диодный мостик (VD7-10), на выходе напряжение будет составлять 18 — 22 вольта.

Далее напряжение, сглаживается и выпрямляется конденсатором С12, подается на стабилизатор DA2 78L08. Повышенное напряжение, которое возникает на выходе из стабилизатора, направляется на стабилитрон (на схеме VD6), который гасит его до 24В. При переключении контактов реле возникают  коммутационные помехи, которые гасятся последовательностью из резистора R26 и С10.

Схемы подключения

Схемы датчиков движения
Эта модель рассчитана на непосредственное подключение осветительных приборов запитанных от электросети с переменным током 220В, но ограниченна в мощности присоединяемых устройств не более 1 КВт.

Для дополнительного контроля освещения, который предусматривает, как автоматическое, так и ручное включение осветительного прибора используется следующая схема соединения датчика движения через распределительную коробку.

Возможно подключение нескольких детекторов движения для контроля одного осветительного прибора. Такие схемы используются для освежения лестниц или длинных коридоров, которые не могут в полной мере контролироваться одним детектором.

Для того чтобы увеличить максимальную нагрузку используют способ подсоединения датчика движения через промежуточное реле.

Схемы датчиков движения

В этом случае максимальная мощность потребления будет ограничиваться только параметрами нагрузочной способности используемого промежуточного реле. Таким образом, можно подключать мощные галогенные прожектора с нагрузкой в несколько киловатт.

Применяя, в качестве осветительных элементов, ртутные лампы дневного света, следует помнить, что период между включениями должен соответствовать времени остывания лампы.

      

Правила установки датчика движения

Схемы датчиков движения
На стабильность и эффективность функционирования системы тревожной сигнализации влияет место, выбранное для установки детектора движения.

При этом необходимо правильно выбрать не только общую схему, но и точку подключения в каждом помещении. Определяя ее необходимо свести к минимуму негативное влияние внешних факторов, которые могут привести к ложному срабатыванию системы сигнализации.

Следует избегать попадания в область срабатывания конвекционных и интенсивных воздушных потоков (кондиционеры и батареи отопления), а так же прямых солнечных лучей.

Кроме того, поверхность, на которую устанавливается датчик, не должна подвергаться дрожанию и вибрациям (от открывания двери или окна).

Традиционная установка детектора – в затененном углу комнаты на высоте не более 2,4-3м с направлением зоны сканирования на центр помещения.
Схемы датчиков движения
Обозначения на схеме:
1. Датчик движения
2. Сенсор разбития стекла
3. Геркон
4. Детектор дыма

      

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *