Схеми за свързване на сензори за движение
С други думи, устройство, което контролира движението, трябва да работи, когато човек е в наблюдаваното пространство, когато се движи или замръзва, но поне само движи пръстите си. В същото време устройствата за контрол на присъствието се задействат, когато хората напълно напуснат стаята или в нея остане напълно замръзнал човек, който не прави никакви движения.
И двете групи от тези сензори могат да работят въз основа на:
улавяне на звукови вибрации с чувствителни акустични системи;
възприемане на топлинно излъчване, причинено от човешкото тяло от инфрачервени приемниципасивно действие ;
припокриващи се инфрачервени лъчи, невидими за човешкото око, насочени от излъчвателя към приемникапо активния метод.
Има и други начини за откриване на движещ се човек, но те, както и акустичният метод, се използват рядко. И в домакинските устройства най-често се използват сензори за движение, работещи с електромагнитни колебания на вълни, разположени в инфрачервения спектър. Те са описани в тази статия.
IR сензорните приемници имат общ принцип на работа.
Сензорите за движение и сензорите за присъствие улавят инфрачервеното лъчение, което се разпространява във всички посоки от всякакви обекти, намиращи се в зрителното поле. Топлинните лъчи, както в конвенционалната оптична система, например камера, попадат върху сегментирана леща, която работи на принципа на Френел.
Това стъкло или от разновидностиоптична пластмаса, дизайнът е създаден с голям брой концентрични сектори / сегменти, всеки от които образува тесен сноп от паралелни топлинни лъчи върху IR сензора.
Нарича се още с термина "PIR сензор", тъй като има пироелектричен ефект - създава електрическо поле, пропорционално на получения топлинен поток. Полученият сигнал се обработва от електронни устройства.
За повечето дизайни на сензори пиродетекторът работи с аналогови стойности. Пример еСензор за движение HC-SR501.
Има малки размери, работи на базата на микросхема, има три клеми за свързване на захранващи и товарни проводници и два регулиращи потенциометъра. При задействане той произвежда управляващ електрически сигнал с напрежение от 3,3 волта и ток от няколко милиампера.
Наскоро бяха въведени блокове, които извършват двойно преобразуване и обработка на команди въз основа на цифрови сигнали.
Това позволява използването на микропроцесорни устройства и компютърни технологии за по-нататъшно преобразуване на сигнала и формиране на различни алгоритми за управление на автоматични устройства.
Както аналоговите електронни, така и цифровите сензори са свързани към захранвания и имат изходни устройства, които превключват товара в първичната мрежа.
Един от принципите е заложен в алгоритъма за работа на електрониката:
престой пътувания.
Когато човек се появи в полето на действие на сензора, с присъствието си той прави промени в топлинния баланс на околната среда и всичките му движения се записват през лещата на Френел като обектив на камера. Електронните блокове се задействат и подават електрически сигнал към контролния контакт.
Този сигнал трябва да бъде усилен и предаден на мощен контакт за превключване на товара.
Сензорът за движение HC-SR501, разгледан по-горе, не може да изпълнява тези функции сам. За да ги приложите, можете да сглобите прост транзисторен ключ на биполярни транзистори.
Изводите VCC и GND на датчика за движение и ключа се захранват от =4,5÷20 волта от допълнителен източник, а управляващият сигнал от извода OUT на датчика се подава към едноименния извод на усилвателя. Подходящото натоварване на напрежението е свързано към изходната верига.
В повечето готови модули за осветителни вериги със сензори за движение са вградени неговият усилвател и захранващ контакт, превключващ веригата на натоварване. Конструкциите на такива блокове, захранвани от мрежа от ≈220 волта, имат три клеми за свързване на проводници директно върху кутията, две от които захранват (фаза L и нула N), а третата L', заедно с нула N, се използва за превключване на лампи.
Активни сензори за движение
Устройствата, които работят на принципа на управление на канала между IR излъчвател и приемник, имат приблизително същия алгоритъм, настроен на обща честота, като дистанционно управление на телевизор или безжична компютърна мишка с техните приемници. Те могат да имат автономно захранване, независимо от стационарната електрическа мрежа.
В този случай се изпълнява едно от оформленията на модулите на директния или ротационен метод за формиране на път с помощта на огледала.
Схеми на свързване на сензора
Схема на електрическото окабеляване за лесно свързване е показана на снимката.
При тази връзка режимът на работа на лампата напълно съответства на алгоритъма, заложен от електронната схема, и се регулира от потенциометрикорекции.
При прости конструкции на сензори са инсталирани два регулатора:
1. LUX - нивото на осветеност, при достигане на което сензорът се задейства (например, няма нужда да използвате електрическа светлина при слънчево време). За регулиране първоначално се задава най-високата му стойност;
2. ВРЕМЕ - продължителността на таймера, или с други думи, продължителността на времето, през което лампата ще свети след засичане на движение. Обикновено се задава минимална стойност, тъй като при всяко ново движение сензорът постоянно се рестартира.
Обикновено тези два параметъра за настройка са достатъчни, за да регулирате управлението на домакинските лампи. Сложните охранителни сензори за движение имат още два потенциометъра:
1. SENS - чувствителност или обхват. Използва се за намаляване на контролната зона в случаите, когато не е възможно тя да бъде ограничена чрез промяна на ориентацията на датчика за движение;
2. MIC - нивото на акустичния шум на вградения микрофон, при което се задейства сензора. Но в домашни условия тази функция не е необходима - сензорът ще се задейства от външни звуци на преминаващи коли, детски възклицания ...
Схема за свързване на осветително тяло към два сензора
Този метод се използва на места, където е необходимо да се контролира осветлението от две отдалечени точки с ограничена видимост за един сензор.
Едноименните клеми са свързани паралелно един към друг и извеждат към захранващата мрежа и осветителното устройство. Когато изходният контакт на който и да е сензор се задейства, лампата светва.
Схема на свързване чрез превключвател
Този метод се използва, когато се добавя към съществуваща лампа спревключвател на сензор за движение. Когато ключът е включен, веригата работи напълно, както е конфигурирана от електрониката. И когато контактът е отворен, фазата се отстранява от захранването и сензорът за движение е деактивиран.
Практиката показва, че сред собствениците на апартаменти, когато напускат помещенията, е запазен навикът за автоматично изключване на светлината с превключвател. След това, когато човек влезе в стаята, сензорът за движение е деактивиран. За да се изключат подобни ситуации, контактите на превключвателя се шунтират, което прави прехода към предишната верига.
В тази схема включеният ключ напълно заобикаля изходния контакт на датчика за движение. Използва се, когато човек е във фиксирана позиция за дълго време, а скоростта на затвора на таймера е малка и трябва да правите допълнителни разсейващи движения, за да включите лампата.
Схема за свързване на мощни товари с електромагнитни устройства
Блок сензор за движение с контакти с ниска мощност може да се използва за управление на светлината на много мощни осветителни тела. За това се използва междинно устройство - магнитен стартер, реле или контактор с подходящи номинални стойности. Неговата намотка е свързана към маломощния контакт на сензора, а захранващият контакт превключва натоварването на осветителната система.
В тази схема, както във всички останали, е необходимо точно да се изчислят превключваните мощности и да се изберат захранващи контакти за тях. След пускане в експлоатация токовете на натоварване трябва да бъдат измерени и отново сравнени с мощността на контактите. За надеждна дългосрочна работа на системата е необходимо да се създаде резерв на мощност.
Такава верига с електромагнитни устройства може да работи надеждно и дълго време. Но има два съществени недостатъка:
1. издигнатниво на шум и възникващи електромагнитни смущения, съпътстващи процеса на движение на котвата по време на превключване;
2. постоянно износване на контактната система поради разряди, възникващи при прекъсване на веригата, което изисква периодична профилактика.
Симисторните и тринисторните схеми са лишени от тези недостатъци.
Схема на свързване на полупроводници с голямо натоварване
В този случай няма всички видове шум и смущения. Но за работата на полупроводниково устройство е необходимо управляващият сигнал на сензора за движение да се преобразува в хармоник, който съвпада по честота с мрежовото напрежение. За да направите това, се създава специална съвпадаща верига, която произвежда променлив ток към управляващия електрод на триака.
Когато съвпадащата верига работи, триакът е отворен. и лампите светят. При липса на управляващ сигнал триакът се затваря и управляваното от него осветление се изключва.
Недостатъкът на тази схема е сложността на дизайна на съвпадащия сигнал на електронното устройство.
Избор на място за инсталиране и ориентация на сензорите
В зависимост от конструкцията си, сензорът за движение може да има различен ъгъл на видимост, за да контролира пространството от няколко градуса до кръгъл изглед, който обикновено се използва за монтаж на таван.
Тези ъгли са разпределени в хоризонтална и вертикална равнина, определят зоната на наблюдение и са посочени в документацията.
Сензорите, предназначени за стенен монтаж, обикновено имат видимост от около 110÷120 или 180 градуса хоризонтално и 15÷20 вертикално.
Извън това пространство сензорите не засичат никакви движения. Ето защо, когато инсталирате сензор за движение, е важно не само да ги изберете споредхарактеристики на гледане, но също така и да се коригира след инсталирането, за да се коригира посоката. Дизайните с подвижно тяло за наблюдение улесняват настройката, докато за други устройства е необходимо да се обмисли и извърши първоначалната инсталация много внимателно.
Таванните сензори обикновено имат хоризонтално зрително поле от 360 градуса, което се простира в конус отгоре надолу. Неговата зона на контрол е много по-голяма, но може да има и сляпо пространство в ъглите на стаите.
Влияние на чужди тела върху работата на сензорите
При инсталиране и конфигуриране на сензор за движение е важно да се вземат предвид условията за тяхното поставяне, да се оцени влиянието върху тяхната надеждност на близки обекти и различни източници на енергия. Топлинни нагреватели, люлеещи се клони на дървета, преминаващи коли, асансьори, които се качват/спускат и други предмети могат да накарат устройствата да предизвикват чести фалшиви аларми.
Когато няма начин да се отървете от тях, тогава чувствителността на устройството се огрубява с потенциометър или зоната на смущение се екранира.