categorie: Domotica, Risparmio energetico
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Schemi di sensori di movimento e principio del loro lavoro, schemi elettrici
Un sensore di movimento viene spesso utilizzato per accendere l'illuminazione quando si cammina o ci si trova vicino. Con esso, puoi risparmiare elettricità e risparmiarti la difficoltà di premere un interruttore. Questo dispositivo viene utilizzato anche nei sistemi di allarme per rilevare intrusioni indesiderate. Inoltre, possono essere trovati sulle linee di produzione, sono necessari lì per l'esecuzione automatizzata di qualsiasi attività tecnologica. I sensori di movimento sono talvolta chiamati sensori di presenza.
Tipi di sensori di movimento
I sensori di movimento si distinguono in base al principio di azione, il loro lavoro, la precisione del funzionamento e le caratteristiche d'uso dipendono da questo. Ognuno di essi ha punti di forza e di debolezza. Il prezzo finale di tale sensore dipende anche dal design e dal tipo di elemento utilizzato.
Il sensore di movimento può essere realizzato in un alloggiamento e in diversi edifici (l'unità di controllo è separata dal sensore).
contatto
L'opzione più semplice per un sensore di movimento è usare finecorsa o interruttore reed. L'interruttore Reed (contatto sigillato) è un interruttore che scatta quando appare un campo magnetico. L'essenza del lavoro è installare un finecorsa con contatti normalmente aperti o un interruttore reed sulla porta, quando lo apri e vai nella stanza, i contatti si chiuderanno, accenderanno il relè e accenderanno la luce. Tale circuito è mostrato di seguito.
infrarosso
Sono innescati dalle radiazioni termiche, reagiscono alle variazioni di temperatura. Quando si entra nel campo visivo di tale sensore, viene attivato dalla radiazione termica del proprio corpo. Lo svantaggio di questo metodo di determinazione sono i falsi positivi. Le radiazioni termiche sono inerenti a tutto ciò che c'è intorno. Ecco alcuni esempi:
1. Sensore di movimento IR Si trova in una stanza con una stufa elettrica, che viene periodicamente accesa e spenta da timer o termostato. Quando il riscaldatore è acceso, sono possibili falsi allarmi. Puoi provare a evitarlo con una regolazione della sensibilità lunga e rigorosa, nonché un tentativo di dirigerlo in modo che non ci sia riscaldamento nella linea di mira diretta.
2. Durante l'installazione su strada, è possibile l'attivazione da raffiche di vento caldo.
In generale, questi sensori funzionano bene e questa è l'opzione più economica. Un sensore PIR viene utilizzato come elemento sensibile; crea un campo elettrico proporzionale alla radiazione termica.
Ma il sensore stesso non ha un ampio orientamento, su di esso è installata una lente di Fresnel.
Sarà più corretto dirlo: obiettivo multi-segmento o multi-obiettivo. Presta attenzione alla finestra di tale sensore, è divisa in sezioni e questi sono segmenti di lenti, focalizzano la radiazione incidente in un fascio stretto e la indirizzano verso l'area sensibile del sensore. Di conseguenza, i raggi di radiazione provenienti da diversi lati cadono sulla piccola finestra di ricezione del sensore piroelettrico.
Per aumentare l'efficienza del rilevamento del movimento, è possibile installare sensori doppi o quadrupli o diversi sensori separati. Pertanto, il campo visivo del dispositivo si espande.
Sulla base di quanto precede, va notato che il sensore non dovrebbe ricevere luce dalla lampada e non ci dovrebbero essere lampade a incandescenza nel suo campo visivo, è anche una forte fonte di radiazione infrarossa, quindi il funzionamento del sistema nel suo insieme sarà instabile e imprevisto. La radiazione infrarossa non passa bene attraverso il vetro, quindi non funzionerà se si esce da una finestra o da una porta a vetri.
Questo è il tipo di sensore più comune, puoi acquistarlo o assemblarlo tu stesso sulla base di, quindi consideriamo il suo design in dettaglio.
Come assemblare un sensore di movimento IR con le proprie mani?
L'opzione più comune è HC-SR501. Può essere acquistato presso il negozio di ricambi radio, su ali-express, spesso fornito in kit Arduino. Può essere utilizzato sia in combinazione con un microcontrollore, sia indipendentemente. È un circuito stampato con un microcircuito, una reggia e un sensore PIR. Quest'ultimo è coperto da una lente, ci sono due potenziometri sulla scheda, uno regola la sensibilità e la seconda volta è presente un segnale all'uscita del sensore. Quando si rileva un movimento in uscita, appare un segnale e il tempo impostato viene mantenuto.
È alimentato da una tensione da 5 a 20 volt, funziona a una distanza da 3 a 7 metri e il segnale di uscita dura da 5 a 300 secondi, è possibile prolungare questo periodo se si utilizza one-shot su NE555microcontrollore o relè di ritardo. L'angolo di visione è di circa 120 gradi.
La foto mostra il gruppo sensore (a sinistra), l'obiettivo (in basso a destra), il retro della scheda (in alto a destra).
Considera la scheda in modo più dettagliato. Sul lato frontale è presente un elemento sensibile. Sul retro c'è un microcircuito, la sua imbracatura, sulla destra ci sono due resistori di sintonia, dove quello superiore è il tempo di ritardo del segnale e quello inferiore è la sensibilità. Nella parte in basso a destra del jumper per cambiare le modalità H e L. Nella modalità L, il sensore fornisce un segnale di uscita solo che è il periodo di tempo impostato dal potenziometro. La modalità H emette un segnale mentre ci si trova nell'area di copertura del sensore e quando si lascia il segnale, questo scomparirà dopo il tempo impostato dal potenziometro superiore.
Se si desidera utilizzare il sensore senza microcontrollori, quindi assemblare questo circuito, tutti gli elementi sono firmati. Il circuito viene alimentato attraverso un condensatore di spegnimento, la tensione di alimentazione è limitata a 12V utilizzando un diodo zener. Quando un segnale positivo del relè P appare all'uscita del sensore, viene attivato attraverso un transistor NPN (ad esempio, BC547, mje13001-9, KT815, KT817 e altri). È possibile utilizzare un relè per auto o qualsiasi altro con una bobina da 12V.
Se è necessario implementare alcune altre funzioni, ad esempio è possibile utilizzarlo insieme a un microcontrollore Scheda Arduino. Di seguito è riportato lo schema di connessione e il codice del programma.
ultrasuono
L'emettitore funziona ad alte frequenze - da 20 kHz a 60 kHz. Un problema viene da qui: gli animali, come i cani, sono sensibili a queste frequenze, inoltre, vengono utilizzati per spaventarli e addestrarli. Tali sensori possono infastidirli e sorgono problemi con questo.
Il sensore di movimento ad ultrasuoni opera sull'effetto Doppler. L'onda emessa, riflessa da un oggetto in movimento, viene restituita e ricevuta dal ricevitore, mentre la lunghezza d'onda (frequenza) varia leggermente. Questo viene rilevato e il sensore genera un segnale che viene utilizzato per controllare il relè o il simistor e commutare il carico.
Il sensore funziona bene, ma se i movimenti sono molto lenti, potrebbe non funzionare. Il vantaggio è che non sono sensibili ai cambiamenti delle condizioni ambientali.
Sensori laser o fotografici
Hanno un emettitore (ad esempio un LED IR) e un ricevitore (un fotodiodo di uno spettro simile). Questo è un sensore semplice, può essere implementato in due versioni:
1. L'emettitore e il fotodiodo sono montati nel passaggio (area controllata) uno di fronte all'altro. Quando lo attraversi, oscuri la radiazione e non raggiunge il ricevitore, quindi il sensore viene attivato e il relè viene attivato. Questo può essere utilizzato nei sistemi di allarme.
2. L'emettitore e il fotodiodo sono uno accanto all'altro, quando ci si trova nella copertura del sensore, la radiazione viene riflessa da te e colpisce il fotodiodo. Questo è anche chiamato un rilevatore di ostacoli, viene utilizzato con successo in robotica.
microonda
Comprende anche un trasmettitore e un ricevitore. Il primo genera un segnale ad alta frequenza, il secondo li riceve. Quando passi vicino alla frequenza cambia.Il ricevitore è configurato in modo tale che quando la frequenza cambia, il segnale viene amplificato e trasmesso al corpo esecutivo, come un relè, e il carico viene acceso.
I sensori di movimento a microonde sono molto sensibili, ti consentono di "vedere" un oggetto anche dietro una porta o dietro un vetro, ma ciò causa anche problemi di falsi trigger quando l'oggetto si trova al di fuori del campo di visibilità previsto.
Questi sono sensori piuttosto costosi, ma rispondono anche ai più piccoli movimenti.
I dispositivi capacitivi funzionano in modo simile. Tale circuito è mostrato di seguito.
Come collegare un sensore di movimento?
Puoi trovare innumerevoli opzioni e schemi per il collegamento di un sensore di movimento in base alle tue esigenze, a volte è necessario che il sistema funzioni quando ci si sposta in luoghi diversi, ad esempio l'illuminazione stradale sulla strada da casa al cancello e viceversa, in altri casi è necessario accendere o spegnere la luce, ecc. .d. Prenderemo in considerazione diverse opzioni.
In genere, un sensore di movimento ha tre fili o tre terminali per il collegamento:
1. La prossima fase.
2. La fase in uscita per alimentare il carico.
3. Zero.
Se non si dispone di potenza del sensore sufficiente, utilizzare un relè intermedio e Avviatore magnetico 220V con bobina. Per fare questo, invece di una lampadina, i conduttori della bobina sono collegati negli schemi seguenti.
Schema numero 1. La lampada si accende solo dal sensore di movimento.
Schema numero 2. La lampada si accende dal sensore di movimento o dall'interruttore (accensione forzata).
Schema numero 3. Il sensore di movimento è disabilitato. Quindi non funzionerà quando non ne avrai bisogno, ad esempio di giorno.
Schema n. 4: accensione della lampada da due sensori situati in luoghi diversi.
La foto sotto mostra i terminali a cui sono collegati i cavi di alimentazione.
conclusione
L'uso dei sensori di movimento, non importa come suoni, è un passo a casa intelligente. In primo luogo, contribuirà a risparmiare energia e durata della lampada. In secondo luogo, questo elimina la necessità di fare clic sull'interruttore ogni volta. Per illuminare la strada con le giuste impostazioni, puoi accendere la luce quando ti avvicini al cancello della casa.
Se la distanza dal cancello alla casa è 7-10, puoi farlo con un sensore, quindi non devi posare il cavo sul secondo sensore o assemblare un circuito con un interruttore di passaggio.
Come già accennato, i più comuni sono i sensori IR, sono sufficienti per compiti semplici, se hai bisogno di maggiore sensibilità o precisione, dai un'occhiata ad altri tipi di sensori.
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