Czujniki ruchu domowej roboty do włączania świateł
Czujnik ruchu można kupić w sklepie. Ale jeśli masz trochę wolnego czasu, trochę umiejętności i wiedzy, możesz sam wykonać taki czujnik. Pozwoli to zaoszczędzić trochę pieniędzy i zapewni przyjemną zabawę z twórczością techniczną.
Jaki czujnik można wykonać samodzielnie
Istnieje kilka typów czujników ruchu, a każdy z nich można w zasadzie wykonać samodzielnie. Jednak czujniki ultradźwiękowe i o częstotliwości radiowej są trudne w produkcji i wymagają specjalnych umiejętności oraz urządzeń do regulacji. Dlatego czujniki pojemnościowe i podczerwone są łatwiejsze w produkcji.
Narzędzia i materiały
Budowa czujnika ruchu wymaga
- lutownica i materiały eksploatacyjne;
- przewody łączące;
- małe narzędzia hydrauliczne;
- multimetr.
Do wykonania czujnika potrzebna będzie także płytka drukowana. Warto też zaopatrzyć się w oscyloskop, aby sprawdzić działanie urządzenia wykorzystującego oscylator RF.
Czujnik pojemnościowy
Czujniki te reagują na zmiany pojemności elektrycznej. W Internecie, w domu, a nawet w dokumentacji technicznej często używa się mylącego terminu "czujnik objętościowy". Pojęcie to powstało z powodu błędnego skojarzenia pojemności geometrycznej z objętością. W rzeczywistości czujnik reaguje na pojemność elektryczną przestrzeni. Objętość, jako parametr geometryczny, nie odgrywa tu żadnej roli.
Czujnik ruchu można łatwo wykonać własnoręcznie. Prosty przekaźnik pojemnościowy można zmontować na jednym układzie scalonym. Do budowy czujnika użyto wyzwalacza Schmitta K561TL1. Antena to drut lub szpilka o długości kilkudziesięciu centymetrów albo inna struktura przewodząca o podobnych wymiarach (siatka metalowa itp.). Gdy zbliża się osoba, zwiększa się pojemność między stykiem a podłogą i wzrasta napięcie na stykach 1,2 układu scalonego. Po osiągnięciu wartości progowej następuje wyzwolenie wyzwalacza, tranzystor otwiera się przez element buforowy D1/2 i zasila obciążenie. Może to być przekaźnik niskonapięciowy.
Wadą tych prymitywnych czujników jest brak czułości. Aby urządzenie działało, człowiek musi znajdować się w odległości kilkudziesięciu, a nawet kilku centymetrów od anteny. Obwody z oscylatorami HF są bardziej czułe, ale i bardziej skomplikowane. Problemem mogą być również części nawojowe. W większości przypadków muszą być one wykonane ręcznie.
Zaletą tego układu jest możliwość wykorzystania prefabrykowanego transformatora z odbiornika tranzystorowego CT1-A. Jest on częścią obwodu oscylatora (indukcyjnego "trójpunktowego") na tranzystorze VT1. Użyj rezystora R1 do regulacji głębokości sprzężenia zwrotnego, aby uzyskać efekt oscylacji. Oscylacje w generatorze są przekształcane w uzwojeniu III, prostowanym przez diodę VD1. Wyprostowane napięcie otwiera tranzystor VT2, który dostarcza dodatni potencjał do elektrody sterującej tyrystora. Tyrystor, po otwarciu, włącza przekaźnik K1, którego styki można wykorzystać do podłączenia alarmu.
Antena to kawałek drutu o długości około 0,5 metra. Gdy zbliża się człowiek (na odległość 1,5-2 metrów), pojemność wprowadzona przez jego ciało do obwodu oscylatora zakłóca oscylacje. Napięcie na uzwojeniu III zaniknie, tranzystor zamknie się, tyrystor wyłączy się, a przekaźnik wyłączy się spod napięcia.
Montaż czujki
W celu zmontowania czujki można wykonać płytkę drukowaną. Na przykład przy użyciu metody LUT. Technologia nie jest skomplikowana i jest łatwa do opanowania. Jeśli jednak jest to zadanie jednorazowe, nie ma sensu tracić czasu na eksperymenty. Najlepiej jest użyć płytki drukowanej.
Jest to płytka z metalizowanymi otworami o standardowej podziałce, do których można przylutować elementy elektroniczne. Połączenie z obwodem wykonuje się przez przylutowanie przewodów do odpowiednich punktów.
Można też użyć płytki drukowanej, ale wtedy niezawodność połączeń jest znacznie mniejsza. Tę metodę lepiej pozostawić do eksperymentowania i doskonalenia sztuki tworzenia obwodów.
Sprawdzanie poprawności działania elementów elektronicznych
Przede wszystkim należy sprawdzić wybrane części. Jeżeli nie były używane, nie ma na nich śladów lutowania ani uszkodzeń mechanicznych, dalsze testowanie nie ma większego sensu. Istnieje 99% szans, że elementy są nieuszkodzone.. Jeśli tak nie jest, warto sprawdzić komponenty:
- rezystory są sprawdzane za pomocą multimetru - powinien on pokazywać rezystancję nominalną (uwzględniając klasę dokładności rezystora);
- Elementy uzwojenia powinny być sprawdzone, aby upewnić się, że nie są przerwane;
- Kondensatory o małej pojemności można sprawdzić za pomocą testera tylko pod kątem braku zwarcia;
- Kondensatory o dużej pojemności można sprawdzić za pomocą multimetru strzałkowego w trybie testu rezystancji - strzałka powinna przesuwać się w prawo, a następnie powoli wracać do zera (w lewo);
- Diody można sprawdzić za pomocą testera w trybie sprawdzania diod - w jednej pozycji rezystancja powinna być nieskończona, w drugiej pozycji multimetr pokaże jakąś wartość (w zależności od typu diody);
- Tranzystory bipolarne są badane w tym samym trybie co dwie diody - między bazą a kolektorem oraz między bazą a emiterem.
Ważne! Tranzystory polowe ze złączem p-n (KP305 itp.) testuje się w ten sam sposób (bramka-źródło, bramka-stop), ale między drenem a źródłem multimetr pokaże pewną rezystancję (dla bipolarnych - nieskończoność).
Mikroobwodów nie można sprawdzić za pomocą multimetru.
Oznaczanie i przycinanie płyty
Następnie należy rozmieścić wszystkie elementy na płytce, aby zoptymalizować przyszłe połączenia. W tym celu należy umieścić je w jednym rogu lub blisko jednego boku. Następnie należy narysować linie, usunąć elementy i odciąć nadmiar. Nie trzeba tego robić, ale płytka będzie zajmować więcej miejsca i będzie wymagać większej obudowy (która będzie potrzebna, jeśli czujka ma być zainstalowana na zewnątrz).
Krawędzie płyty trzeba będzie spiłować. Nie ma to wpływu na wydajność, ale wygląda lepiej.
Następnie elementy są wkładane z powrotem, wlutowywane w otwory i łączone przewodami zgodnie ze schematem.
Film pokazuje, jak za pomocą modułu arduino wykonać czujnik ruchu do włączania światła.
Czujnik podczerwieni i arduino
Możliwe jest wykonanie dobrego czujnika ruchu na platformie Arduino. Elektroniczny "konstruktor" zawiera moduł czujnika PIR HC-SR501. Zawiera on czujnik podczerwieni, który zdalnie reaguje na zmiany temperatury, oraz sterownik.
Moduł jest w pełni kompatybilny z płytą główną i jest z nią połączony trzema przewodami.
| Wyjście modułu podczerwieni | GND | VCC | OUT |
| Wyjście z płytki Arduino Uno | GND | +5 V | 2 |
Aby system działał, należy wczytać do Arduino poniższy szkic:
Najpierw należy ustawić stałe, które określają przypisanie pinów do płytki głównej:
const int IRPin=2
Stała IRPin oznacza numer pinów dla wejścia z czujnika, przypisano jej wartość 2.
const int OUTpin=3
Stała OUTpin oznacza numer styku wyjścia do przekaźnika wykonawczego, przypisana jest jej wartość 3.
Sekcja void setup() jest ustawiona:
- Serial.begin(9600) - szybkość komunikacji z komputerem;
- pinMode(IRPin, INPUT) - pin 2 jest przypisany jako wejście;
- pinMode(OUTpin, OUTPUT) - pin 3 jest przypisany do wyjścia.
W części pętli void stała val Stała jest przypisywana do wartości wejściowej z czujnika (zero lub jeden). Następnie, w zależności od wartości stałej, na wyjściu 3 pojawia się poziom wysoki lub niski.
Kontrola działania i ustawienie czujnika
Przed pierwszym włączeniem zmontowanego czujnika należy dokładnie sprawdzić jego montaż. Jeśli nie zostaną wykryte żadne usterki, można podłączyć napięcie. W ciągu kilku sekund po włączeniu zasilania należy sprawdzić, czy nie występuje miejscowe przegrzanie lub dym. Jeśli "test smogowy" zostanie zaliczony, można sprawdzić, czy czujniki działają prawidłowo. Wyzwalacze Schmitta i czujniki Arduino nie wymagają żadnej regulacji. Należy jedynie zasymulować obecność obiektu w pobliżu czujnika (podniesienie ręki) i sprawdzić zmianę sygnału na wyjściu. Czujka oparta na generatorze HF wymaga ustawienia momentu początku oscylacji za pomocą potencjometru P1. Początek oscylacji można sprawdzić za pomocą oscyloskopu lub przez kliknięcie przekaźnika.
Podłączanie obciążenia
Jeśli czujnik jest sprawny, można do niego podłączyć obciążenie. Może to być wejście innego urządzenia elektronicznego (brzęczyka), ale często czujka jest wymagana do sterowania oświetleniem. Problem polega na tym, że obciążalność wyjścia czujnika domowej roboty nie pozwala na bezpośrednie podłączenie nawet lampek o małej mocy. Dlatego też bezwzględnie konieczne jest zastosowanie przełącznika pośredniego w postaci przekaźnika.
Przed podłączeniem rozrusznika należy upewnić się, że styki przekaźnika wyjściowego czujnika mogą przełączać napięcie 220 V. W przeciwnym razie konieczne będzie zainstalowanie dodatkowego przekaźnika.
Wyjście Arduino ma tak małą moc, że nie można nim bezpośrednio sterować przekaźnikiem ani rozrusznikiem. Potrzebny będzie dodatkowy przekaźnik z przełącznikiem tranzystorowym.
Jeśli wszystkie czynności montażowe i regulacyjne przebiegły pomyślnie, można zainstalować czujnik na stałe, wykonać ostateczne połączenie i cieszyć się sprawnie działającą automatyką.
