Schemata von Bewegungssensoren und das Prinzip ihrer Arbeit, Verbindungsschemata

Ein Bewegungssensor wird am häufigsten verwendet, um die Beleuchtung einzuschalten, wenn Sie gehen oder sich in der Nähe befinden. Damit können Sie Strom sparen und sich die Mühe sparen, einen Schalter zu betätigen. Dieses Gerät wird auch in Alarmsystemen verwendet, um unerwünschte Eingriffe zu erkennen. Darüber hinaus befinden sie sich in Produktionslinien und werden dort für die automatisierte Ausführung technologischer Aufgaben benötigt. Bewegungssensoren werden manchmal als Präsenzmelder bezeichnet.

Arten von Bewegungssensoren

Bewegungssensoren unterscheiden nach dem Wirkprinzip, ihre Arbeit, Betriebsgenauigkeit und Verwendungsmerkmale hängen davon ab. Jeder von ihnen hat Stärken und Schwächen. Der Endpreis eines solchen Sensors hängt auch von der Konstruktion und Art des verwendeten Elements ab.

Der Bewegungssensor kann in einem Gehäuse und in verschiedenen Gebäuden hergestellt werden (die Steuereinheit ist vom Sensor getrennt).

Kontakt

Die einfachste Option für einen Bewegungssensor ist die Verwendung Endschalter oder Reed-Schalter. Reed-Schalter (abgedichteter Kontakt) ist ein Schalter, der auslöst, wenn ein Magnetfeld auftritt. Die Arbeit besteht im Wesentlichen darin, einen Endschalter mit normalerweise geöffneten Kontakten oder einen Reedschalter an der Tür zu installieren. Wenn Sie sie öffnen und in den Raum gehen, werden die Kontakte geschlossen, das Relais eingeschaltet und das Licht eingeschaltet. Eine solche Schaltung ist unten gezeigt.

Infrarot

Sie werden durch Wärmestrahlung ausgelöst, reagieren auf Temperaturänderungen. Wenn Sie das Sichtfeld eines solchen Sensors betreten, wird es durch Wärmestrahlung Ihres Körpers ausgelöst. Der Nachteil dieser Bestimmungsmethode sind falsch positive Ergebnisse. Wärmestrahlung ist in allem vorhanden, was sich in der Umgebung befindet. Hier einige Beispiele:

1. IR-Bewegungssensor Es steht in einem Raum mit einer elektrischen Heizung, die regelmäßig per Timer oder Thermostat ein- und ausgeschaltet wird. Beim Einschalten der Heizung sind Fehlalarme möglich. Sie können versuchen, dies zu vermeiden, indem Sie die Empfindlichkeit lange und sorgfältig einstellen und versuchen, sie so auszurichten, dass sich keine Heizung in direkter Sichtlinie befindet.

2. Bei der Installation auf der Straße ist das Auslösen durch Böen mit warmem Wind möglich.

Im Allgemeinen funktionieren diese Sensoren einwandfrei, und dies ist die billigste Option. Ein PIR-Sensor wird als empfindliches Element verwendet und erzeugt ein elektrisches Feld proportional zur Wärmestrahlung.

Der Sensor selbst hat jedoch keine breite Ausrichtung, eine Fresnellinse ist darauf installiert.

Es ist richtiger zu sagen - Mehrsegmentobjektiv oder Mehrfachobjektiv. Achten Sie auf das Fenster eines solchen Sensors, es ist in Abschnitte unterteilt und dies sind Linsensegmente. Sie fokussieren die einfallende Strahlung in einen schmalen Strahl und lenken sie auf den empfindlichen Bereich des Sensors. Infolgedessen fallen Strahlungsstrahlen von verschiedenen Seiten auf das kleine Empfangsfenster des pyroelektrischen Sensors.

Um die Effizienz der Bewegungserkennung zu erhöhen, können Doppel- oder Vierfachsensoren oder mehrere separate Sensoren installiert werden. Somit erweitert sich das Sichtfeld des Geräts.

Auf der Grundlage des Vorstehenden sollte beachtet werden, dass der Sensor kein Licht von der Lampe empfangen sollte und keine Glühlampen in seinem Sichtfeld vorhanden sein sollten. Er ist auch eine starke Infrarotstrahlungsquelle. Dann ist der Betrieb des gesamten Systems instabil und unvorhergesehen. Infrarotstrahlung dringt nicht gut durch das Glas, daher funktioniert es nicht, wenn Sie vor ein Fenster oder eine Glastür gehen.

Dies ist der am häufigsten verwendete Sensortyp. Sie können ihn kaufen oder selbst zusammenbauen, um das Design im Detail zu berücksichtigen.

Wie montiere ich einen IR-Bewegungssensor mit eigenen Händen?

Die häufigste Option ist der HC-SR501. Es kann im Radioteileladen im Ali-Express gekauft werden, der häufig in Arduino-Kits geliefert wird. Es kann sowohl in Verbindung mit einem Mikrocontroller als auch unabhängig verwendet werden. Es ist eine Leiterplatte mit einer Mikroschaltung, einer Umreifung und einem PIR-Sensor. Letzteres ist mit einer Linse abgedeckt, auf der Platine befinden sich zwei Potentiometer, von denen eines die Empfindlichkeit reguliert und beim zweiten Mal ein Signal am Ausgang des Sensors anliegt. Bei der Bewegungserkennung am Ausgang erscheint ein Signal und die eingestellte Zeit wird gehalten.

Es wird mit einer Spannung von 5 bis 20 Volt betrieben, arbeitet in einer Entfernung von 3 bis 7 Metern und das Ausgangssignal hält 5 bis 300 Sekunden. Sie können diesen Zeitraum verlängern, wenn Sie verwenden One-Shot auf NE555Mikrocontroller oder Zeitverzögerungsrelais. Der Betrachtungswinkel beträgt ca. 120 Grad.

Das Foto zeigt die Sensoreinheit (links), das Objektiv (unten rechts) und die Rückseite der Platine (oben rechts).

Betrachten Sie die Tafel genauer. Auf seiner Vorderseite befindet sich ein Sensorelement. Auf der Rückseite befindet sich eine Mikroschaltung, deren Kabelbaum, auf der rechten Seite befinden sich zwei Abstimmwiderstände, wobei der obere die Verzögerungszeit des Signals und der untere die Empfindlichkeit ist. Im unteren rechten Teil des Jumpers werden die Modi H und L umgeschaltet. Im Modus L gibt der Sensor nur ein Ausgangssignal aus. Dies ist die vom Potentiometer eingestellte Zeitspanne. Modus H gibt ein Signal aus, während Sie sich im Bereich der Sensorabdeckung befinden. Wenn Sie das Signal verlassen, verschwindet es nach der vom oberen Potentiometer eingestellten Zeit.

Wenn Sie den Sensor ohne Mikrocontroller verwenden möchten, bauen Sie diese Schaltung zusammen, alle Elemente sind signiert. Die Schaltung wird durch einen Löschkondensator gespeist, die Versorgungsspannung wird mit einer Zenerdiode auf 12V begrenzt. Wenn am Ausgang des Sensors ein positives Signal des Relais P erscheint, wird es über einen NPN-Transistor (z. B. BC547, mje13001-9, KT815, KT817 und andere) eingeschaltet. Sie können ein Auto-Relais oder ein anderes mit einer 12-V-Spule verwenden.

Wenn Sie einige andere Funktionen implementieren müssen, können Sie diese beispielsweise zusammen mit einem Mikrocontroller verwenden Arduino Board. Unten finden Sie den Anschlussplan und den Programmcode.

Ultraschall

Der Emitter arbeitet mit hohen Frequenzen - von 20 kHz bis 60 kHz. Ein Problem kommt von hier - Tiere wie Hunde reagieren empfindlich auf diese Frequenzen, außerdem werden sie verwendet, um sie abzuschrecken und zu trainieren. Solche Sensoren können sie stören und es treten Probleme damit auf.

Der Ultraschall-Bewegungssensor arbeitet mit dem Doppler-Effekt. Die von einem sich bewegenden Objekt reflektierte emittierte Welle wird vom Empfänger zurückgesendet und empfangen, während die Wellenlänge (Frequenz) geringfügig variiert. Dies wird erkannt und der Sensor erzeugt ein Signal, mit dem das Relais oder der Simistor gesteuert und die Last geschaltet werden.

Der Sensor funktioniert gut, aber wenn die Bewegungen sehr langsam sind, funktioniert er möglicherweise nicht. Der Vorteil ist, dass sie nicht empfindlich auf Änderungen der Umgebungsbedingungen reagieren.

Laser- oder Fotosensoren

Sie haben einen Sender (zum Beispiel eine IR-LED) und einen Empfänger (eine Fotodiode mit einem ähnlichen Spektrum). Dies ist ein einfacher Sensor, der in zwei Versionen implementiert werden kann:

1. Der Emitter und die Fotodiode sind im gegenüberliegenden Durchgang (gesteuerter Bereich) montiert. Wenn Sie es passieren, verdecken Sie die Strahlung und sie erreicht den Empfänger nicht. Dann wird der Sensor ausgelöst und das Relais eingeschaltet. Dies kann in Alarmsystemen verwendet werden.

2. Der Emitter und die Fotodiode befinden sich nebeneinander. Wenn Sie sich in der Sensorabdeckung befinden, wird die Strahlung von Ihnen reflektiert und trifft auf die Fotodiode. Dies wird auch als Hindernisdetektor bezeichnet und wird erfolgreich in der Robotik eingesetzt.

Mikrowelle

Es besteht auch aus einem Sender und einem Empfänger. Der erste erzeugt ein Hochfrequenzsignal, der zweite empfängt sie. Wenn Sie in der Nähe der Frequenz passieren, ändert sich.Der Empfänger ist so konfiguriert, dass bei einer Frequenzänderung das Signal verstärkt und an die Exekutive wie ein Relais übertragen und die Last eingeschaltet wird.

Mikrowellen-Bewegungssensoren sind sehr empfindlich. Sie ermöglichen es Ihnen, ein Objekt sogar hinter einer Tür oder hinter einem Glas zu "sehen". Dies führt jedoch auch zu Problemen bei der Fehlauslösung, wenn sich das Objekt außerhalb des beabsichtigten Sichtfelds befindet.

Dies sind recht teure Sensoren, die jedoch auch auf kleinste Bewegungen reagieren.

Kapazitive Geräte funktionieren ähnlich. Eine solche Schaltung ist unten gezeigt.

Wie schließe ich einen Bewegungssensor an?

Abhängig von Ihren Anforderungen können Sie unzählige Optionen und Schemata zum Anschließen eines Bewegungssensors finden. Manchmal muss das System funktionieren, wenn Sie sich an verschiedenen Orten bewegen, z. B. Straßenbeleuchtung auf dem Weg von zu Hause zum Tor und umgekehrt. In anderen Fällen muss das Licht ein- oder ausgeschaltet werden. .d. Wir werden verschiedene Optionen in Betracht ziehen.

In der Regel verfügt ein Bewegungssensor über drei Drähte oder drei Klemmen zum Anschluss:

1. Die kommende Phase.

2. Die ausgehende Phase zur Stromversorgung der Last.

3. Null.

Wenn Sie nicht genügend Sensorleistung haben, verwenden Sie ein Zwischenrelais und 220V Magnetstarter mit Spule. Zu diesem Zweck werden anstelle einer Glühbirne die Spulenleitungen in den folgenden Schemata angeschlossen.

Schema Nummer 1. Die Lampe schaltet sich nur über den Bewegungssensor ein.

Schema Nummer 2. Die Lampe wird vom Bewegungssensor oder vom Schalter eingeschaltet (erzwungenes Einschalten).

Schema Nummer 3. Der Bewegungssensor ist deaktiviert. So funktioniert es nicht, wenn Sie es beispielsweise tagsüber nicht benötigen.

Schema Nr. 4 - Einschalten der Lampe von zwei Sensoren an verschiedenen Orten.

Das Foto unten zeigt die Klemmen, an die die Stromkabel angeschlossen sind.

Fazit

Die Verwendung von Bewegungssensoren, egal wie sie sich anhören, ist ein Schritt zu Smart Home. Erstens hilft es, Energie und Lampenleben zu retten. Zweitens müssen Sie nicht jedes Mal auf den Schalter klicken. Um die Straße mit den richtigen Einstellungen zu beleuchten, können Sie sicherstellen, dass das Licht eingeschaltet wird, wenn Sie sich dem Tor des Hauses nähern.

Wenn der Abstand vom Tor zum Haus 7-10 beträgt, können Sie mit einem Sensor arbeiten, dann müssen Sie nicht das Kabel zum zweiten Sensor verlegen oder einen Stromkreis mit einem Durchgangsschalter zusammenbauen.

Wie bereits erwähnt, sind IR-Sensoren am häufigsten. Sie reichen für einfache Aufgaben aus. Wenn Sie mehr Empfindlichkeit oder Genauigkeit benötigen, schauen Sie sich andere Sensortypen an.