Как самому изготовить датчики человеческого присутствия для экономии электроэнергии?

Электрическая схема для сборки своими руками

Конечно, может показаться, что электронная схема датчика движения слишком сложна для самостоятельного повторения. Это не так, если использовать отдельные модули, в целях создания своего собственного устройства для обнаружения перемещения объектов. За основу приведенных примеров, взят детектор тепла HC-SR501, приобрести который можно или в магазине радиодеталей, или заказать доставку его на специализированных сайтах.

Настройка и выходы устройства

Прежде чем собирать общую конструкцию датчика движения, необходимо настроить сам HC-SR501, что делается органами управления, расположенными на его боковой стороне.

Два потенциометра на плате устанавливают:

  • SENSITIVITY — указывает на расстояние обнаружения от 3 до 7 метров, то есть устанавливает чувствительность прибора.
  • TIME — длительность периода, когда на выходе OUT будет держаться сигнал HIGH при обнаружении движения.  Значение задается в пределах от 3 секунд до 5 минут.

Перемычка выбирает один из двух режимов работы сенсора:

  • L — сенсор будет давать высокий уровень сигнала при обнаружении движения на выход OUT, ровно то время, которое установлено потенциометром TIME.
  • H — детектор извещает о перемещении в пределах его сферы действия, только пока оно происходит.
  • Что касается служебных контактов, — они обозначены на плате, как: GND — земля, VCC — питание от +4.5 В до +20 В, OUT — сигнальный выход.

Сразу обратим внимание на начало работы детектора. Ему после включения требуется некоторое время, обычно до минуты, на внутреннюю калибровку и подготовку к функционированию

Кроме того, между моментами обнаружения движения должно пройти не менее 6 секунд. Все эти периоды датчик не работает.

Наиболее простая схема

Теперь рассмотрим схему простого датчика движения. Для усиления сигнала от сенсора используется любой NPN биполярный транзистор. Он активирует релейный модуль, который зажигает лампу. То есть, когда датчик определит движение в своем сенсорном пространстве, он включит свет.

Вот другой вариант конструкции, без использования релейного модуля и с защитой транзистора.

С использованием Arduino

В том случае, если нужно получить больше функций от инфракрасного датчика движения, достаточно оснастить приведенную схему контроллером, в роли которого может выступить ардуино. Мощности такого микрокомпьютера хватит для миллиона применений, вплоть до интеграции системы в комплекс устройств «умный дом».

Резисторы ограничивают течение тока на диоды, их номинал — 0.125 W, 320 Om. Сами же световые сигнализаторы предназначены для индикации текущего статуса детектора. Зеленый включается на заданное в скетче время при обнаружении движения, потом гаснет. Вместо него, можно использовать реле, с целью активации мощного оборудования. Желтый показывает готовность устройства, красный — инициализацию или сброс. Для настройки схемы необходимо переключатель на плате детектора переставить в режим «L», а время работы задать минимальным. Конечно же, для функционирования самого Arduino необходим скетч, представленный ниже.

Завершающий этап

После того, как вы смонтировали компактное устройство, его следует подвесить с внутренней стороны двери, максимально близко к дверной ручке и дверному замку. Также изделие можно разместить и в других местах. Главное, чтобы контролируемая зона была достаточной. В ходе монтажа необходимо следить за тем, чтобы длина проводников и выводов элементов была минимальна. Это позволит избежать помех, в результате наличия которых прибор может начать работать не адекватно. Следуя приведенной инструкции и схеме, собрать своими руками датчик присутствия можно относительно просто. Главное – это смонтировать все составляющие в нужном порядке.

Датчик движения, Обзор + схема включения. QDDZ-GY001Датчик движения, Обзор + схема включения. QDDZ-GY001

Выгода и срок эксплуатации

Регулировка (настройка)

После монтажа, датчик движения для включения света необходимо настроить. Для настройки почти всех параметров на корпусе есть небольшие поворотные регуляторы. Их можно поворачивать, вставив в прорезь ноготь, но лучше использовать маленькую отвертку. Опишем регулировку датчика движения типа ДД со встроенным датчиком освещенности, так как они чаще всего ставятся в частных домах для автоматизации уличного освещения.

Угол наклона

Для тех датчиков, которые крепятся на стенах, сначала надо выставить угол наклона. Они закреплены на поворотных кронштейнах, при помощи которых и изменяется их положение. Его надо выбрать так, чтобы контролируемая область была самой большой. Точные рекомендации дать не получится, так как зависит это от угла вертикального обзора модели и от того, на какой высоте вы его повесили.

Регулировка датчика движения начинается с выбора угла наклона

Оптимальная высота установки датчика движения — около 2.4 метра. В этом случае даже те модели, которые могут охватывать всего 15-20° по вертикали контролируют достаточное пространство. Настройка угла наклона — это очень приблизительное название того, чем вам придется заниматься. Будете понемногу менять угол наклона, проверять, как срабатывает в таком положении датчик с разных возможных точек входа. Несложно, но муторно.

Чувствительность

На корпусе эта регулировка подписана SEN (от английского sensitive — чувствительность). Положение можно менять от минимального (min/low) до максимального (max/hight).

В основном, регулировки выглядят так

Это — одна из самых сложных настроек, так как от нее зависит будет ли срабатывать датчик на мелких животных (кошек и собак). Если собака большая, избежать ложных срабатываний не удастся. Со средними и мелкими животными это вполне возможно. Порядок настройки такой: выставляете на минимум, проверяете, как срабатывает на вас и на обитателей меньшего роста. Если необходимо, понемногу чувствительность увеличиваете.

Время задержки

У разных моделей диапазон задержки выключения разный — от 3 секунд до 15 минут. Вставлять его надо все также — поворотом регулировочного колеса. Подписано обычно Time (в переводе с английского «время»).

Время свечения или время задержки — выбираете как вам больше нравится

Тут все относительно легко — зная минимум и максимум вашей модели, примерно выбираете положение. После включения фонаря замираете и засекаете время, по истечении которого он отключится. Далее меняете положение регулятора в нужную сторону.

Уровень освещенности

Эта регулировка относится к фотореле, которое, как мы договорились, встроено в наш датчик движения для включения света. Если встроенного фотореле нет, ее просто не будет. Эта регулировка подписывается LUX, крайние положения подписаны min и max.

Находится они могут на лицевой или тыльной стороне корпуса

При подключении регулятор выставляете в максимальное положение. А вечером, при том уровне освещенности, когда вы считаете должен уже включаться свет, поворачиваете регулятор медленно к положению min до тез пор, пока лампа/фонарь включатся.

Вот теперь можно считать, что реле движения настроено.

Датчик движения на 220 вольт для включения света. Настройка времени горения, установка (DIY № 005)Датчик движения на 220 вольт для включения света. Настройка времени горения, установка (DIY № 005)

Для автоматического освещения санузла можно использовать разные типы устройств. Среди наиболее простых и популярных — датчики присутствия, движения, концевые выключатели. Концевики коммутируют цепь при закрывании или открывании двери по принципу — первое открытие-закрытие — свет включается, второе — выключается. Но, при неплотном закрывании или повторном открывании двери правильный цикл сбивается. Поэтому, мы рассмотрим возможные варианты более практичного вида автоматического освещения — с помощью датчиков.

Недорогое решение для совмещенного санузла в квартире

В таком случае наиболее оптимальное решение — автоматическое освещение с датчиком присутствия

Важно, чтобы сенсор постоянно Вас «видел». Кроме того у него должна быть широкая зона чувствительности, охватывающая все помещение, включая ванну/душевую кабинку, умывальник и унитаз

Как сделать простой и полноценный датчик движения своими рукамиКак сделать простой и полноценный датчик движения своими руками

Датчики движенияДатчики движения

Как сделать свет на датчике движенияКак сделать свет на датчике движения

Датчик освещённости своими руками


Иногда возникают такие ситуации, когда нужно каждый день с рассветом включать свет в помещении и выключать с закатом, т.е. имитировать световой день внутри какого-либо закрытого помещения. Потребоваться это может, например, при выращивании растений или содержании животных, где необходимо точное соблюдение режима день/ночь. В зависимости от времени года время заката и восхода постоянно меняется, а значит, применение суточных таймеров на включение освещения не справится с задачей должным образом. На помощь приходит датчик освещённости, или, проще говоря, фотореле. Это устройство регистрирует интенсивность попадающего на него солнечного света. Когда света будет много, т.е. взойдёт солнце, на выходе установится лог. 1. Когда день подойдёт к концу, солнце уйдёт за горизонт, на выходе будет лог. 0, лампы освещения выключатся до следующего утра. Вообще, область применения датчика освещённости весьма широка и ограничивается лишь фантазией собравшего его человека. Нередко такие датчики используются для подсветки шкафа при открытии дверцы.

Схема датчика освещённости


Ключевое звено схемы – фоторезистор (R4). Чем больше света на него попадает, тем сильнее уменьшается его сопротивление. Можно применить любой фоторезистор, какие получится найти, ведь это достаточно дефицитная деталь. Импортные фоторезисторы компактные, но стоят порой весьма существенно. Примеры импортных фоторезисторов — VT93N1, GL5516. Можно применить также отечественные, например, ФСД-1, СФ2-1. Они стоят куда меньше, но также будут неплохо работать в этой схеме. Если достать фоторезистор не удалось, а сделать датчик освещённости очень хочется, то можно поступить следующим образом. Взять старый, желательно германиевый транзистор в круглом металлическом корпусе и спилить его верхушку, оголив тем самым кристалл транзистора. На фото ниже показан как раз такой транзистор со спиленной крышкой.

Очень важно при этом не повредить сам кристалл, отрывая крышку. Подойдут практически любые транзисторы в таком круглом корпусе, особенно хорошо будут работать советские германиевые, например, МП16, МП101, МП14, П29, П27

Т.к. теперь кристалл такого «модифицированного» транзистора открыт, сопротивление перехода К-Э будет зависеть от интенсивности света, попадающего на кристалл. Вместо фоторезистора впаиваются коллектор и эмиттер транзистора, вывод базы просто откусывается. В схеме используется операционный усилитель, можно применить любой одинарный, подходящий по цоколёвке. Например, широкодоступные TL071, TL081. Транзистор в схеме – любой маломощный структуры NPN, подходят BC547, КТ3102, КТ503. Он коммутирует нагрузку, которой может служить как реле, так и небольшой отрезок светодиодной ленты, например. Мощную нагрузку желательно подключать с использованием реле, диод D1 стоит в схеме для гашения импульсов самоиндукции обмотки реле. Нагрузка подключается к выходу, обозначенному OUT. Напряжение питания схемы – 12 вольт. Номинал подстроечного резистора в этой схеме зависит от выбора фоторезистора. Если фоторезистор имеет среднее сопротивление, например, 50 кОм – то подстроечный должен иметь в два-три раза большее сопротивление, т.е. 100-150 кОм. Мой фоторезистор СФД-1 имеет сопротивление более 2 МОм, поэтому и подстроечный я взял на 5 МОм. Существуют и более низкоомные фоторезисторы.

Сборка датчика освещённости

Итак, перейдём от слов к делу – в первую очередь нужно изготовить печатную плату. Для этого существует ЛУТ метод, которым я и пользуюсь. Файл с печатной платой к статье прилагается, отзеркаливать перед печатью не нужно. Скачать плату: Плата рассчитана на установку отечественного фоторезистора ФСД-1 и подстроечного резистора типа CA14NV. Несколько фотографий процесса:


В последнюю очередь впаиваются самые крупные детали – фотодиод и подстроечный резистор, провода для удобства можно вывести через клеммники. После завершения пайки обязательно нужно удалить с платы флюс, проверить правильность монтажа, прозвонить соседние дорожки на замыкание. Только после этого можно подавать на плату питание.

Настройка датчика

При первом включении светодиод на плате либо будет светится, либо будет полностью погашен. Аккуратно вращаем подстроечный резистор – в каком-то его положении светодиод сменит своё состояние. Нужно установить подстроечный резистор на эту грань между двумя положениями, и закрывая или наоборот засвечивая фоторезистор добиться нужного порога срабатывания.


Наглядно работа датчика освещённости показана на видео. Над фоторезистором создаётся тень, интенсивность света уменьшается, светодиод погасает. Успешной сборки!

Схема подключения

Прежде чем начать монтаж электрических соединений, отключите питание от общей сети в квартире

Обратите внимание, что датчики обычно питаются от трехжильного кабеля

  • Начните монтаж со снятия пластины блока управления для доступа к клеммной колодке. Обязательно сохраните шайбы и сальники.
  • Затем отсоедините кабельный ввод и кабельный зажим от корпуса.
  • Возьмите кабель питания и зачистите наконечники на несколько миллиметров.
  • Соедините каждый цветной провод с соответствующей клеммой. Помните: красный провод необходимо подцепить к фазе, синий – к нейтральному, зеленый или желтый для заземления.
  • Наконец, затяните крепления кабельного ввода и закройте корпус.

Диапазон, угол обзора

Инфракрасные датчики имеют диапазон реагирования от 10 до 15 метров, а в новых версиях – могут достигать 25-30 метров. Угол обзора инфракрасного объектива обычно составляет от 85 до 110 градусов. Уменьшая угол обзора (например, для коридора), расстояние обнаружения движения может быть значительно увеличено – до 30-40 метров. Для большинства инфракрасных устройств перемещение платы (PCB) с помощью пиросенсора вверх или вниз может изменить положение пиросенсора относительно линзы Френеля. Тем самым регулируется зона покрытия в соответствии с размером комнаты. Кроме того, чувствительность PIR обычно можно контролировать с помощью миниатюрных (DIP) перемычек.

Инфракрасный радар часто оснащен потенциометром для регулировки диапазона микроволнового датчика. Это позволяет обеспечить необходимое покрытие микроволнового излучения. Установка сигнализации требует немного опыта. При недостатке опыта и знаний неверное расположение детектора вызовет много ложных срабатываний либо отсутствие сигнала, когда он будет необходим. Если датчик через реле управляет работой электрического устройства (например, видеорегистратора, светодиодной ленты, лампы или телефона), необходимо правильно поставить защиту. С другой стороны, при использовании датчиков следует помнить, что в случае оптического загрязнения может снизиться как чувствительность, так и дальность обнаружения движения. Если разница температур между движущимся объектом и окружающей средой невелика (например, летом), датчик может среагировать позже и уменьшить диапазон обнаружения.

Сумеречные выключатели

Говоря о датчиках, обнаруживающих движение и присутствие, также стоит упомянуть сумеречные выключатели. Простые устройства этого типа имеют небольшие корпусы, и текущая нагрузка составляет до 12 А. Благодаря сумеречным выключателям вы можете автоматически управлять внешним освещением с учетом интенсивности окружающего света. Многие автоматические выключатели работают независимо или могут сочетаться с другими системами управления. Чувствительность освещения можно регулировать в диапазоне от 1 до 80 лк.

Полезным свойством является определение задержки при включении и выключении освещения на уровне 1 минуты. В результате предотвращается кратковременное переключение и отключение, например, из-за временного освещения датчика. Дисплей информирует о функциях, выполняемых устройством. В процессе управления используется ряд специальных алгоритмов, которые обеспечивают устойчивость устройства к внезапным, временным изменениям освещения, исключая при этом внезапные действия, вызванные, например, вспышками света.

Защита от насекомых при монтаже

Вывод кабеля устанавливается монтажниками через отверстие в корпусе. Если отверстие слишком большое, и установщик не позаботится о герметизации образовавшегося воздушного зазора, насекомые могут внедриться в корпус инфракрасного прибора, что будет вызывать ложную тревогу. Владелец системы охранной сигнализации также должен обеспечить защиту от насекомых. Паутина недопустима. Ее вредоносный эффект заключается не только от проникновения пауков, но и от появления грязи на паутине, которая сама может привести к срабатыванию тревоги.

Различия датчика движения и датчика присутствия

Задаваясь вопросом, на чем остановить свой выбор, нужно рассмотреть особенности каждого вида датчиков.

Наличие зоны высокой чувствительности

Датчик присутствия имеет зону высокой чувствительности, которая способна распознавать мельчайшие движения. Датчик движения, в свою очередь, как правило не имеет зону высокой чувствительности и поэтому фиксирует более крупные движения.

В отличии от других производителей, датчики движения B.E.G. имеют зону присутствия, которая имеет регулировки чувствительности.

Такие различия нужно учитывать, ведь при отсутствии движения свет может отключаться. Для бодрствующего человека полная неподвижность – редкое явление. Тем не менее, подобные ситуации случаются при неправильной настройке датчиков.

Используя специальную временную настройку можно задать время задержки на отключение. Отсчет её начинается с момента регистрации последних движений, в зоне действия датчика. Правильная настройка позволяет избавиться от несвоевременных отключений световых приборов.

Распознавание мельчайших движений

Датчик движения, способен распознавать крупные движения и имеет уличное исполнение. Он способен управлять освещением в зависимости от наличия движения в его зоне и от естественного света.

Более сложным устройством с одной стороны и многофункциональным с другой, является датчик присутствия. При его использовании, в помещения с большим количеством естественного света, возможно не только управлять искусственным освещением по сценарию включения и выключения в зависимости от присутствия и количества естественного света, а так же, регулировать яркость ламп по разным протоколам. Это означает, что свет включится или выключится при наступлении определенного порога освещенности в помещении.

Где используют датчики движения и датчики присутствия

В связи с разными возможностями, датчик движения целесообразно применять для управления освещением в проходных помещениях и помещениях с малым количеством естественного света или без него, а датчики присутствия в помещениях где люди постоянного присутствуют.

Решаемые задачи

Безусловно, все датчики в независимости движения или присутствия, имеют сенсор освещенности, который измеряет текущую освещенность при регистрации движения, различие состоит только в том, что датчики движения измеряют освещенность при обнаружении первого движения, а датчики присутствия каждое движение, поэтому они способны выключать освещение при установке в офисе.

Датчик присутствия, способен выполнять более сложные и комплексные задачи, управлять освещением и дополнительными нагрузками, с разными временными задержками. Например, по основному каналу управлять освещением в кабинете, а с помощью дополнительного канала включить кондиционер. В тоже время при достаточной освещенности, освещение может выключится, а кондиционер будет продолжать свою работу, так как дополнительный канал не имеет привязки к сенсору освещенности.

Практическое применение

Представленные устройства, могут быть установлены как самостоятельные элементы управления или в качестве оконечных устройств в системах управления (например, в комплексных системах автоматизации зданий «умный» дом).

Дизайнерские серии датчиков, чаще всего применяются в помещениях частного сектора, уличные серии датчиков предназначены для управления освещением дворов и подъездов, в складских, офисных и производственных помещениях применяются профессиональные серии датчиков которые, способны решать самые сложные задачи.

Инновационные технологии и технологические разработки в области управления освещением делают жизнь современного человека более комфортной, облегчая многие задачи. Использование систем управления или локальных решений в отдельных помещениях или во всем здании, дает ряд неоспоримых преимуществ, среди которых удобство использования, безопасность и экономичность. опубликовано econet.ru 

Производители

Theben AG

Немецкая компания существует с 1921 года. Поставляет высококачественные датчики, которые вписываются в интерьер любого помещения. Занимается разработкой инновационных продуктов.

OMRON

Это крупная японская корпорация, извечный мировой производитель электроники. Компании равняются на этого лидера в производстве средств автоматизации.

PD 360/8 Basic

Современный датчик присутствия с полным охватом территории (360 градусов). Он монтируется легко на потолок и стал поистине универсальным.

ESYLUX

Фирма занимается прямыми поставками осветительного оборудования и датчиков. Специализируется на изготовлении универсальных и практичных приборов, которые будут удобны любому россиянину вне зависимости от его финансового состояния.

Интересно почитать

Комплексное применение

Наилучшим методом повышения чувствительности тепловых детекторов движения будет использование их в комплексе с аналогичными, но работающими на других физических принципах:

  • Улавливающие оптические волны (изменение освещения).
  • Звуковые — во время перемещения все объекты производят слышимые ухом колебания воздуха.
  • Эхолоцирующие — это когда оборудование создает направленный волновой импульс (невидимый глазами людей) и принимает отраженный от объектов сигнал на сенсоры. По его изменению и делается вывод о перемещениях чего-либо в контролируемом поле.

У каждого из перечисленных детекторов есть плюсы и минусы, зависящие от их методов обнаружения. Но, работая в комплексе, они создают для общей системы практически полную гамму чувств по определению перемещений в сенсорном поле. Грубо говоря, она могут видеть, слышать и ощущать движения человека.

Этапы переделки кладовки в гардеробное помещение

Для успешного выполнения работ по реконструкции необходимо выполнять переделку в определенной последовательности. Итак, порядок действий

предусматривает следующие этапы:

  • разработку проекта. Рекомендуется в масштабе сделать эскиз, на котором будут показаны все необходимые полки, штанги и ящики. На этапе проектирования также следует определиться, возникнет ли необходимость укрепления стен, ремонта потолка или переделки пола;
  • приведение помещения в соответствующее состояние. На этом этапе из кладовки убираются все прежние конструкции, после чего поверхностям стен и потолка придается товарный вид. Далее планируется поверхность пола и укладывается покрытие – линолеум, ламинат или другое;
  • монтаж вентиляционной системы и подключение источников освещения с учетом расположения встроенных шкафов, стеллажей и полок. По окончании работ проверяется эффективность работы вентиляции и качество освещения.

После завершения косметического ремонта остается собрать каркасную конструкцию для обустройства стеллажей, закрепить полки, штанги и все необходимое, что предусматривалось в проекте.

Существует множество вариантов планировки гардеробного помещения

Важно обеспечить удобство пользования гардеробом, чтобы всегда можно было найти нужную вещь или требуемый аксессуар

Область применения

Датчик присутствия является весьма универсальным изобретением, к сферам эксплуатации которого можно отнести:

  1. Жилые помещения. Данный прибор зачастую используется в такой системе как «умный дом», позволяя осуществлять контроль над расходами электрической энергии.
  2. Охранные системы.
  3. Робототехника.
  4. Разнообразные производственные процессы.
  5. Системы видеонаблюдения.
  6. Для контроля над расходом электрической энергии.

Кроме того, датчики присутствия имеют широкое распространение в таких общественных местах как административные и офисные здания, школы, институты, детские сады, гостиницы, спортивные залы, торговые помещения, туалеты и т. д.

Данное устройство также имеет дополнительный функционал. Некоторые датчики способны регулировать деятельность осветительных приборов, исходя из уровня освещения, что позволяет контролировать естественную освещенность. Другие приборы обладают возможностью осуществлять диммирование, т. е. управлять уровнем света в помещении. Для обеспечения аварийного освещения, а также при использовании в ночное время суток приборы снижают яркость света при задержке отключения.

Стоит отметить, что данное устройство крайне эффективно при организации охранной системы. Так, например, в качестве сигнализации используется такая разновидность прибора, как датчик объема. Он реагирует абсолютно на все движения в пространстве, даже самые незначительные. Однако стоимость некоторых датчиков присутствия весьма высока, что подталкивает некоторых к самостоятельному изготовлению такого прибора.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий