Σπιτικοί αισθητήρες κίνησης για να ανάβουν τα φώτα
Ο αισθητήρας κίνησης μπορεί να αγοραστεί στο κατάστημα. Αλλά αν έχετε λίγο ελεύθερο χρόνο, λίγη ικανότητα και γνώση, μπορείτε να φτιάξετε έναν τέτοιο αισθητήρα μόνοι σας. Αυτό θα σας εξοικονομήσει κάποια χρήματα και θα εξασφαλίσει ότι θα έχετε μια ευχάριστη στιγμή τεχνικής δημιουργικότητας.
Τι είδους αισθητήρα μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας
Υπάρχουν διάφοροι τύποι ανιχνευτών κίνησης και κάθε τύπος μπορεί, κατ' αρχήν, να κατασκευαστεί από εσάς. Ωστόσο, οι αισθητήρες υπερήχων και ραδιοσυχνοτήτων είναι δύσκολο να κατασκευαστούν και απαιτούν ειδικές δεξιότητες και συσκευές για τη ρύθμιση. Ως εκ τούτου, οι χωρητικοί αισθητήρες και οι αισθητήρες υπερύθρων είναι ευκολότεροι στην κατασκευή.
Εργαλεία και υλικά
Η κατασκευή ενός ανιχνευτή κίνησης απαιτεί
- κολλητήρι και αναλώσιμα,
- καλώδια σύνδεσης,
- μικρά εργαλεία υδραυλικών εγκαταστάσεων,
- πολύμετρο.
Θα χρειαστείτε επίσης ένα breadboard για να κατασκευάσετε τον αισθητήρα. Και είναι καλή ιδέα να έχετε έναν παλμογράφο για να ελέγχετε την απόδοση της συσκευής που βασίζεται στον ταλαντωτή RF.
Χωρητικός αισθητήρας
Αυτοί οι αισθητήρες ανταποκρίνονται σε μεταβολές της ηλεκτρικής χωρητικότητας. Στο διαδίκτυο, στο σπίτι και ακόμη και στην τεχνική τεκμηρίωση χρησιμοποιείται συχνά ο παραπλανητικός όρος "ογκομετρικός αισθητήρας". Η αντίληψη αυτή προέκυψε λόγω της λανθασμένης συσχέτισης μεταξύ γεωμετρικής χωρητικότητας και όγκου. Στην πραγματικότητα, ο αισθητήρας ανταποκρίνεται στην ηλεκτρική χωρητικότητα του χώρου. Ο όγκος, ως γεωμετρική παράμετρος, δεν παίζει κανένα ρόλο εδώ.
Ο αισθητήρας κίνησης μπορεί εύκολα να κατασκευαστεί με το χέρι. Ένα απλό χωρητικό ρελέ μπορεί να συναρμολογηθεί σε ένα μόνο τσιπ. Για την κατασκευή του αισθητήρα χρησιμοποιείται ένας σκανδαλιστής Schmitt K561TL1. Η κεραία είναι ένα σύρμα ή μια ακίδα μήκους μερικών δεκάδων εκατοστών ή άλλη αγώγιμη δομή παρόμοιων διαστάσεων (μεταλλικό πλέγμα κ.λπ.). Όταν πλησιάζει ένα άτομο, η χωρητικότητα μεταξύ του ακροδέκτη και του δαπέδου αυξάνεται και η τάση στους ακροδέκτες 1,2 του τσιπ αυξάνεται. Όταν επιτευχθεί το κατώφλι, η σκανδάλη "ενεργοποιείται", το τρανζίστορ ανοίγει μέσω του ρυθμιστικού στοιχείου D1/2 και παρέχει ισχύ στο φορτίο. Μπορεί να είναι ρελέ χαμηλής τάσης.
Το μειονέκτημα αυτών των υποτυπωδών αισθητήρων είναι η έλλειψη ευαισθησίας. Για να λειτουργήσει η κεραία, απαιτείται να βρίσκεται κάποιος σε απόσταση μερικών δεκάδων ή και μερικών εκατοστών από την κεραία. Τα κυκλώματα με γεννήτρια HF είναι πιο ευαίσθητα, αλλά και πιο περίπλοκα. Τα εξαρτήματα περιέλιξης μπορεί επίσης να αποτελούν πρόβλημα. Στις περισσότερες περιπτώσεις αυτά πρέπει να γίνονται με το χέρι.
Το πλεονέκτημα αυτού του κυκλώματος είναι η δυνατότητα χρήσης ενός προκατασκευασμένου μετασχηματιστή από το δέκτη τρανζίστορ CT1-A. Αποτελεί μέρος ενός κυκλώματος ταλαντωτή (επαγωγικό "τριών σημείων") στο τρανζίστορ VT1. Χρησιμοποιήστε την αντίσταση R1 για να ρυθμίσετε το βάθος της ανάδρασης, επιτυγχάνοντας την εμφάνιση ταλαντώσεων. Οι ταλαντώσεις της γεννήτριας μετασχηματίζονται στο τύλιγμα III, ανορθώνονται από τη δίοδο VD1. Η ανορθωμένη τάση ανοίγει το τρανζίστορ VT2, το οποίο παρέχει θετικό δυναμικό στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ. Το θυρίστορ, όταν ανοίξει, ενεργοποιεί το ρελέ Κ1, οι επαφές του οποίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση του συναγερμού.
Η κεραία είναι ένα κομμάτι σύρμα μήκους περίπου 0,5 μέτρων. Όταν πλησιάζει ένα άτομο (σε απόσταση 1,5-2 μέτρων), η χωρητικότητα που εισάγεται από το σώμα του ατόμου στο κύκλωμα του ταλαντωτή θα διαταράξει τις ταλαντώσεις. Η τάση στο τύλιγμα III θα εξαφανιστεί, το τρανζίστορ θα κλείσει, το θυρίστορ θα απενεργοποιηθεί και το ρελέ θα απενεργοποιηθεί.
Συναρμολόγηση του ανιχνευτή
Για τη συναρμολόγηση του ανιχνευτή μπορεί να κατασκευαστεί μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο LUT. Η τεχνολογία δεν είναι περίπλοκη και είναι εύκολο να την κατακτήσετε. Αλλά αν πρόκειται για μια εφάπαξ εργασία, δεν υπάρχει λόγος να σπαταλάτε χρόνο με πειράματα. Το καλύτερο που έχετε να κάνετε είναι να χρησιμοποιήσετε ένα breadboard.
Πρόκειται για μια πλακέτα με μεταλλικές οπές σε τυποποιημένο βήμα, στις οποίες μπορούν να συγκολληθούν ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Η σύνδεση στο κύκλωμα γίνεται με συγκόλληση των αγωγών στα κατάλληλα σημεία.
Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα breadboard, αλλά η αξιοπιστία των συνδέσεων είναι πολύ χαμηλότερη. Αυτή η μέθοδος ενδείκνυται καλύτερα για πειραματισμό και τελειοποίηση της τέχνης του κυκλώματος.
Έλεγχος ηλεκτρονικών εξαρτημάτων για την ορθή λειτουργία
Πρώτα απ' όλα πρέπει να επιθεωρήσετε τα επιλεγμένα μέρη. Εάν δεν έχουν χρησιμοποιηθεί, δεν υπάρχουν ίχνη συγκόλλησης και δεν υπάρχουν μηχανικές ζημιές, τότε δεν υπάρχει λόγος για περαιτέρω δοκιμές. Υπάρχει 99 τοις εκατό πιθανότητα τα εξαρτήματα να μην έχουν υποστεί ζημιά.. Εάν αυτό δεν συμβαίνει, καλό είναι να ελέγξετε τα εξαρτήματα:
- οι αντιστάσεις ελέγχονται με πολύμετρο - θα πρέπει να δείχνουν την ονομαστική αντίσταση (λαμβάνοντας υπόψη την κατηγορία ακρίβειας της αντίστασης),
- Τα εξαρτήματα περιέλιξης θα πρέπει να ελέγχονται για να βεβαιωθείτε ότι δεν έχουν διακοπεί,
- Οι πυκνωτές μικρής χωρητικότητας μπορούν να ελεγχθούν με έναν ελεγκτή μόνο για την απουσία βραχυκυκλώματος,
- Οι πυκνωτές υψηλής χωρητικότητας μπορούν να ελεγχθούν με ένα πολύμετρο βέλους στη λειτουργία δοκιμής αντίστασης - το βέλος θα πρέπει να σπάσει προς τα δεξιά και στη συνέχεια να επιστρέψει αργά στο μηδέν (προς τα αριστερά),
- Οι δίοδοι μπορούν να ελεγχθούν με ένα τεστάρ στη λειτουργία ελέγχου διόδων - σε μια θέση η αντίσταση πρέπει να είναι άπειρη, ενώ στην άλλη θέση το πολύμετρο θα δείχνει κάποια τιμή (ανάλογα με τον τύπο της διόδου),
- Τα διπολικά τρανζίστορ δοκιμάζονται με τον ίδιο τρόπο όπως δύο δίοδοι - μεταξύ βάσης και συλλέκτη και μεταξύ βάσης και εκπομπού.
Σημαντικό! Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου με επαφή p-n (KP305 κ.λπ.) δοκιμάζονται με τον ίδιο τρόπο (πύλη-πηγή, πύλη-στόχος), αλλά μεταξύ της αποστράγγισης και της πηγής το πολύμετρο θα δείξει κάποια αντίσταση (για διπολικά - άπειρο).
Τα μικροκυκλώματα δεν μπορούν να ελεγχθούν με πολύμετρο.
Σημάδεμα και κοπή της σανίδας
Στη συνέχεια πρέπει να τοποθετήσετε όλα τα εξαρτήματα στην πλακέτα για να βελτιστοποιήσετε τις μελλοντικές συνδέσεις. Για να το κάνετε αυτό, τοποθετήστε τα σε μια γωνία ή κοντά σε μια πλευρά. Στη συνέχεια, σχεδιάστε τις γραμμές, αφαιρέστε τα στοιχεία και κόψτε την περίσσεια. Δεν χρειάζεται να το κάνετε αυτό, αλλά η πλακέτα θα καταλαμβάνει περισσότερο χώρο και θα απαιτεί μεγαλύτερο περίβλημα (το οποίο θα χρειαστεί αν ο ανιχνευτής πρόκειται να εγκατασταθεί σε εξωτερικό χώρο).
Οι άκρες της σανίδας θα πρέπει να λειανθούν. Αυτό δεν θα επηρεάσει την απόδοση, αλλά φαίνεται καλύτερα.
Στη συνέχεια, τα εξαρτήματα εισάγονται πίσω, συγκολλούνται στις οπές και συνδέονται με καλώδια σύμφωνα με το σχήμα.
Το βίντεο δείχνει πώς να φτιάξετε έναν αισθητήρα κίνησης για την ενεργοποίηση ενός φωτός από μια μονάδα arduino.
Αισθητήρας υπερύθρων και arduino
Είναι δυνατόν να φτιάξετε έναν καλό αισθητήρα κίνησης στην πλατφόρμα Arduino. Ο ηλεκτρονικός "κατασκευαστής" περιλαμβάνει τη μονάδα αισθητήρα PIR HC-SR501. Περιλαμβάνει έναν ανιχνευτή υπερύθρων που αντιδρά εξ αποστάσεως στις μεταβολές της θερμοκρασίας, με έναν ελεγκτή.
Η μονάδα είναι πλήρως συμβατή με την κύρια πλακέτα και συνδέεται με αυτήν με τρία καλώδια.
| Έξοδος μονάδας IR | GND | VCC | OUT |
| Έξοδος πλακέτας Arduino Uno | GND | +5 V | 2 |
Για να λειτουργήσει το σύστημα, πρέπει να φορτώσετε το ακόλουθο σκίτσο στο Arduino:
Πρώτα ορίζετε τις σταθερές που καθορίζουν την ανάθεση ακροδεκτών της κύριας πλακέτας:
const int IRPin=2
Η σταθερά IRPin αντιπροσωπεύει τον αριθμό ακροδέκτη για την είσοδο από τον αισθητήρα, και της αποδίδεται η τιμή 2.
const int OUTpin=3
Η σταθερά OUTpin υποδηλώνει τον αριθμό ακροδέκτη για την έξοδο στο εκτελεστικό ρελέ, της αποδίδεται η τιμή 3.
Το τμήμα void setup() έχει οριστεί:
- Serial.begin(9600) - ταχύτητα επικοινωνίας με τον υπολογιστή,
- pinMode(IRPin, INPUT) - ο ακροδέκτης 2 εκχωρείται ως είσοδος,
- pinMode(OUTpin, OUTPUT) - ο ακροδέκτης 3 εκχωρείται ως έξοδος.
Στο τμήμα του βρόχου void, η σταθερά val η σταθερά αντιστοιχίζεται στην τιμή εισόδου από τον αισθητήρα (μηδέν ή ένα). Στη συνέχεια, ανάλογα με την τιμή της σταθεράς, στην έξοδο 3 εμφανίζεται υψηλή ή χαμηλή στάθμη.
Έλεγχος λειτουργίας και ρύθμιση αισθητήρα
Πριν ενεργοποιήσετε τον συναρμολογημένο αισθητήρα για πρώτη φορά, πρέπει να ελέγξετε διεξοδικά τη συναρμολόγηση. Εάν δεν βρεθούν σφάλματα, μπορεί να εφαρμοστεί τάση. Εντός λίγων δευτερολέπτων μετά την ενεργοποίηση, ελέγξτε ότι δεν υπάρχει τοπική υπερθέρμανση ή καπνός. Εάν το "τεστ καυσαερίου" είναι επιτυχές, οι αισθητήρες μπορούν να ελεγχθούν για την ορθή λειτουργία τους. Οι σκανδαλιστές Schmitt και οι αισθητήρες Arduino δεν απαιτούν καμία ρύθμιση. Αρκεί να προσομοιώσετε την παρουσία του αντικειμένου κοντά στον αισθητήρα (σηκώνοντας ένα χέρι) και να ελέγξετε την αλλαγή του σήματος στην έξοδο. Ο ανιχνευτής που βασίζεται στη γεννήτρια HF απαιτεί ρύθμιση της στιγμής έναρξης της ταλάντωσης με το ποτενσιόμετρο P1. Η έναρξη των ταλαντώσεων μπορεί να ελεγχθεί με παλμογράφο ή με ένα κλικ ενός ρελέ.
Σύνδεση του φορτίου
Εάν ο αισθητήρας είναι λειτουργικός, μπορεί να συνδεθεί σε αυτόν ένα φορτίο. Αυτό μπορεί να είναι η είσοδος μιας άλλης ηλεκτρονικής συσκευής (ενός βομβητή), αλλά συχνά ο ανιχνευτής απαιτείται για τον έλεγχο του φωτισμού. Το πρόβλημα είναι ότι η χωρητικότητα φορτίου της εξόδου του αυτοσχέδιου αισθητήρα δεν επιτρέπει την απευθείας σύνδεση ακόμη και φώτων χαμηλής ισχύος. Επομένως ένας ενδιάμεσος διακόπτης με τη μορφή ρελέ είναι απολύτως απαραίτητος..
Πριν από τη σύνδεση της μίζας, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι οι επαφές ρελέ εξόδου του αισθητήρα μπορούν να διακόψουν τάση 220 βολτ. Διαφορετικά, θα πρέπει να εγκατασταθεί ένα πρόσθετο ρελέ.
Η έξοδος του Arduino είναι τόσο χαμηλής ισχύος που δεν μπορεί να οδηγήσει απευθείας ένα ρελέ ή έναν εκκινητή. Θα χρειαστείτε ένα πρόσθετο ρελέ με διακόπτη τρανζίστορ.
Εάν όλα τα βήματα συναρμολόγησης και ρύθμισης ήταν επιτυχή, μπορείτε να εγκαταστήσετε μόνιμα τον αισθητήρα, να πραγματοποιήσετε την τελική σύνδεση και να απολαύσετε έναν σαφώς λειτουργικό αυτοματισμό.
