Самодельные устройства с использованием датчиков движения. Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

Под датчиком движения чаще всего подразумевается миниатюрное бытовое устройство, предназначение которого зажечь лампочку освещения без участия человека.

Срабатывает датчик строго на движение. Интервал между фиксацией человека в зоне действия фотоэлемента и включением освещения составляет в среднем от нескольких секунд до десяти минут.

Датчик вовсе не обязательно приобретать в магазине. Такие детекторы легко изготавливаются. Многие мастерят эти приборы самостоятельно или же делают ремонт датчика движения своими руками.
Для работы понадобится :

• (например, используемый для зарядки батарей – у него подходящее напряжение на выходе, 5 вольт);
• фотоэлемент (подходит любой);
• (в котором должен быть переход p-n-p);
• реле;
• подстроечное сопротивление.

Как изготовить инфракрасный датчик движения своими руками?

Прежде всего катод фотоэлемента подключается к питанию со стороны положительного полюса. Сопротивление к аноду (предварительно рассчитывается по закону Ома).

Порядок монтирования схемы датчика движения своими руками .

Подключается подстроечное сопротивление со значением 10 кОм. Дальше детали припаиваются:

• один вывод к «минусу» блока питания, второй к свободному концу сопротивления;
• база транзистора к свободному контакту подстроечного сопротивления;
• коллектор к блоку (его положительному полюсу).

Затем в цепь включается реле (на 5 Вольт), его свободный конец припаивается к «минусу» блока питания.

Оставшиеся свободными контакты реле можно направить на нагрузку.

В цепь монтируется переключатель с самовозвратом. Для излучения вполне подойдёт лазерная указка, подключенная к блоку питания постоянно.

Принцип работы основан на включении реле (его «подтягивании» через контакты) и обеспечении собственного питания сразу после срабатывания .

Чтобы не перегрузить контакты, можно прикрепить добавочное реле в виде нагрузки (если нужна большая мощность).

Сборка самодельного датчика движения для охранной сигнализации

Есть ещё одна интересная схема сборки. Подходит она для датчика сигнализации.
Для работы понадобится :

• корпус старого бытового прибора;
• элементная база управления;
• провода.

Перед тем, оценить зону действия, которую он будет охватывать, не допускать загрязнений на корпусе и детально изучить прилагаемую схему монтажа.

Вариантов установки существует несколько: отдельный датчик, вместе с выключателем, или же сразу несколько детекторов в одной схеме. Подробнее об этом можно прочитать .

Порядок действий :

На базе транзистора монтируется автодин: через конденсатор С2 и ФНЧ (С1, L3) импульс попадает на контакт сигнализации, выполняющий роль фильтра.

Резистор R11 выступает в роли регулятора чувствительности схемы.

Компараторами являются стабилитрон (VD3) и реле(K1). Сетевое напряжение 11 вольт, поэтому рекомендуется стабилизатор, повышающий сигналы.

1. наверху платы полируется и покрывается ацетоном во избежание окисления.
2. Катушки L1 и L2 обматываются тонким проводом. Подойдёт ПЭЛ-0,23. Всего нужно сделать двенадцать витков.
3. Винтом к центральному отверстию крепится втулка. Диаметр винта 3 миллиметра.
4. Схема должна легко помещаться в подготовленную коробку. В коробке делается отверстие для крепления. Если нужно углы внутри коробки растачиваются.
5. Отверстия для также можно просверлить, но чаще этого не требуется – они просвечивают сквозь материал корпуса.
6. К детектору подключается или светильник.

На заметку. Винты, втулка и пластины могут быть из любых материалов. Главное, чтобы все отверстия подходили по размеру.

Если собрать устройтсво своими руками не получается, а его необходимо получить как можно быстрее, не отчаивайтесь. В магазине электротехники можно приобрести неплохие датчики движения по цене всего 500 рублей за штуку. Или же через Интернет — китайские детекторы можно заказать на аукционах по стоимости чуть более одного доллара с доставкой.

Область применения приборов самая широкая. Кроме коридора и кладовой удобно установить такое регулируемое освещение на крыльце дома, частной стоянке (может послужить своеобразной сигнализацией, оповещающей о чужаках), лестничной площадке, в подвальном помещении, любой комнате офиса (где работники находятся непродолжительное время).

Полезное видео

Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.

Типы датчиков движения

Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.

Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).

Контактные

Самый простой вариант датчика движения - использовать или . Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.

Инфракрасные

Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:

1. стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.

2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.

В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.

Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.

Правильнее будет сказать - многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.

Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.

Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.

Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.

Как собрать ИК-датчик движения своими руками?

Самый распространенный вариант - это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.

Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать , микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.

На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).

Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней - микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний - время задержки сигнала, а нижний - чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.

Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.

Если вам нужно реализовать какие-то другие функции - можно использовать его в паре с микроконтроллером, например . Ниже представлена схема подключения и программный код.

Ультразвуковые

Излучатель работает на высоких частотах - от 20 кГц до 60 кГц. Отсюда выходит одна неприятность - животные, например собаки, чувствительны к этим частотам, более того они используются для их отпугивания и дрессировки. Такие датчики могут раздражать их и с этим возникают проблемы.

Ультразвуковой датчик движения работает на эффекте Допплера. Излучаемая волна, отражаясь от подвижного объекта, возвращается и принимается приёмником, при этом длина волны (частота) незначительно изменяется. Это детектируется, и датчик выдает сигнал, который используют для управления реле или симмистором и коммутации нагрузки.

Датчик неплохо отрабатывает движения, однако если движения очень медленные - он может не срабатывать. Преимуществом является то, что они не чувствительны к изменениям условий окружающей среды.

Лазерные или фотодатчики

В них есть излучатель (например ИК-светодиод) и приемник (фотодиод аналогичного спектра). Это простой датчик, возможна реализация в двух исполнениях:

1. Излучатель и фотодиод монтируются в проходе (контролируемой зоне) напротив друг друга. Когда вы проходите через него вы заслоняете излучение и оно не достигает приемника, тогда срабатывает датчик и включается реле. Это можно использовать и в системах сигнализации.

2. Излучатель и фотодиод стоят рядом друг с другом, когда вы находитесь в зоне действия датчика излучение отражается от вас и попадает на фотодиод. Это называется также датчиком препятствия, с успехом применяется в робототехнике.

Микроволновый

Состоит также из передатчика и приемника. Первый генерирует сигнал высокой частоты, второй их принимает. Когда вы проходите рядом изменяется частота. Приемник настроен таким образом, что при изменении частоты сигнал усиливается и передается на исполнительный орган, например реле, и происходит включение нагрузки.

Микроволновые датчики движения очень чувствительны, позволяют «увидеть» объект даже за дверью или за стеклом, однако это вызывает и проблемы ложного срабатывания, когда объект находится вне поля предполагаемой видимости.

Это достаточно дорогостоящие датчики, но они реагируют даже на самые незначительные движения.

Подобным образом работают и емкостные приборы. Такая схема изображена ниже.

Как подключить датчик движения?

Можно придумать бесчисленное множество вариантов и схем подключения датчика движения в зависимости от ваших потребностей, иногда нужно чтобы система срабатывала при движении в разных местах, например уличное освещение по пути от дома до ворот и наоборот, в других случаях необходимо принудительное включение или отключение света и т.д. Мы рассмотрим несколько вариантов.

Обычно у датчика движения есть три провода или три клеммы для подсоединения:

1. Приходящая фаза.

2. Фаза, отходящая для питания нагрузки.

Если вам не хватает мощности датчика - используйте промежуточное реле и . Для этого вместо лампочки в нижеуказанных схемах подключаются выводы катушки.

На фото ниже изображены клеммы к которым подсоединяются питающие провода.

Заключение

Использование датчиков движения, как бы это ни звучало, это шаг . Во-первых, это поможет экономить электроэнергию и ресурс ламп. Во-вторых, это избавит от необходимости каждый раз щелкать выключатель. Для освещения на улице при правильной настройки можно сделать так, чтобы свет включался, когда вы подходите к воротам дома.

Если расстояние от ворот до дома 7-10 - можно обойтись и одним датчиком, тогда не придется прокладывать кабель на второй датчик или собирать схему с проходным выключателем.

Как уже было сказано чаще всего встречаются ИК-датчики, их достаточно для простых задач, если вам нужна большая чувствительность или точность - присмотритесь к датчикам других типов.

Датчиком движения называется электронное инфракрасное устройство, обнаруживающее перемещение живых существ и включающее питание освещения и других электронных устройств. Чаще всего такие датчики монтируют для освещения, но могут применяться для других целей, например, включения звуковой сигнализации.

Датчик движения функционирует по принципу электрического выключателя. Обычный мы включаем и выключаем механически рукой, а датчик движения включается автоматически, реагируя на движение, и выключается автоматически при прекращении движения.

Датчик движения используют совместно с освещением, а также на включение звуковой сигнализации, на открытие дверей, как например, двери супермаркета, и т.п.

Типы датчиков движения

По месту расположения:

• Периметрические, используются на улице.
• Периферийные.
• Внутренние.

По принципу действия:

• Ультразвуковые – реакция на волны звука повышенной частоты.
• Микроволновые – реагируют на радиоволны высокой частоты.
• Инфракрасные – используют излучение теплоты.
• Активные – оснащены приемником и передатчиком.
• Пассивные – без передатчика.

По виду срабатывания:

• Тепловые – срабатывают при изменении температуры.
• Звуковые – действуют на колебания воздуха.
• Колебательные – срабатывают на действие магнитного поля.

По конструкции:

• 1-позиционные – оснащены передатчиком и приемником в одном корпусе.
• 2-позиционные – приемник и передатчик в разных корпусах.
• Многопозиционные – оснащены несколькими блоками.

По типу монтажа:

• Многофункциональные.
• Комнатные.
• Наружные.
• Накладные (настенные).
• Потолочные (для подвесного потолка).
• Врезные (для офисов).

Принцип действия

Принцип работы не вызывает трудностей для понимания, и является простым. Детектор обнаруживает объект, выдает сигнал на реле, которое замыкает цепь, лампочка загорается.

Подключение датчиков движения на примере

Чтобы лучше понять, как работает датчик движения, проведем опыт с подключением к лампочке. Для этого нам понадобится:

• Датчик движения.
• Электрическая вилка.
• Отвертка индикаторная для поиска фазы.
• Электрический патрон.
• Лампочка.
• Винтовой зажим.
• Провод.
• Зачистной инструмент.

Сначала сделаем подключение лампочки напрямую в розетку, а потом в разрыв цепи подключим датчик движения для того, чтобы понять работу датчика.

Берем электрический провод и подключаем концы к вилке. Для зачистки провода используем специальный зачистной инструмент, которым удобно пользоваться. С противоположной стороны устанавливаем патрон. Вкручиваем лампочку.

С помощью индикаторной отвертки определяем, где в розетке фаза. Вставляем вилку в розетку и убеждаемся, что лампочка горит. Теперь нужно в разрыв провода установить датчик движения. Отключаем электропитание и разрезаем обе жилы. Зачищаем концы проводов.

Теперь наша задача установить датчик в разрыв питающего провода. Нужно подвести к датчику согласно инструкции, ноль для его питания, и фазу пропустить через датчик на лампочку. Фаза зайдет в коричневый провод, выйдет из красного провода и зайдет на лампочку. Соединяем по этой схеме. Берем винтовой зажим и соединяем.

На самом датчике есть два реостата. Один реостат отвечает за время суток. Его можно использовать не только на освещение, но и на включение других устройств. На левом регуляторе слева от него нарисовано солнце, а справа нарисована луна. То есть, для того, чтобы использовать датчик в светлое время суток, переключатель ставим в режим, где обозначено солнце. Если мы датчик будем использовать ночью для освещения, то датчик переключаем в режим темного времени суток.

Для нашего опыта проверки включим в режим светлого времени суток, так как делаем проверку при свете. Второй датчик отвечает за время отключения. Мы можем установить его на минимум, и он будет выключаться через 5 секунд, либо установить на максимум, то есть, увеличить время с момента прекращения движения. Теперь включаем вилку в розетку, согласно ранее установленной полярности. Производим движение рукой, датчик включает лампу. Теперь не совершаем никаких движений, проходит несколько секунд, датчик выключается. Подключение датчиков движения происходит подобным образом.

Схемы подключения

Подключение датчиков движения осуществляется по обычной схеме замыкания и размыкания цепи лампочек. Если необходимо постоянное освещение, но при этом ничего не двигается, то в схему включают параллельно датчику движения обычный выключатель. При включении выключателя свет будет гореть за счет обходной цепи. При отключении выключателя контроль освещения перейдет к датчику движения.

Подключение датчиков движения (несколько)

Чаще всего бывает, что форма помещения не позволяет охватить все его пространство одним датчиком, например, за поворотом в коридоре. В этом случае располагают несколько датчиков, и подключают их по параллельной схеме. В результате срабатывания любого датчика, цепь замыкается, и напряжение подается к приборам освещения. При таком способе соединения нельзя забывать о том, что лампы освещения и датчики необходимо подключать от одной фазы. В противном случае произойдет короткое замыкание.

Датчики движения располагают таким образом, чтобы угол обзора образовался наибольшей величины по направлению на предполагаемую область движения объектов. При этом окна, двери и интерьер помещения не должны экранировать и мешать работе датчика.

Датчики движения имеют свойство допустимой длительной величины мощности от 500 до 1000 ватт. Поэтому они имеют ограничение по использованию с высокой нагрузкой.

При необходимости включения многих мощных приборов освещения, подключение датчиков движения производится через .

При приобретении датчика, в его комплекте смотрите инструкцию по установке и настройке. Обычно на корпусе указывают схему устройства. Под крышкой датчика есть колодка для подключения, и видны три контакта по цветам. Провода подключают с помощью зажимов. Если кабель многожильный, то используют втулочные наконечники.

Особенности подключения

Электрический ток поступает на датчик по двум проводникам: коричневый – фаза, и синий – ноль. Из датчика фаза идет на один контакт лампочки. Другой конец лампы подключается к клемме ноля.

При возникновении движения в контрольном месте датчик срабатывает и замыкает контакты реле, которое подает фазу на светильник.

В клеммной колодке есть винтовые зажимы, поэтому провода подключают с наконечниками. Провод фазы рекомендуется подключать по схеме, указанной в инструкции.

Подключение датчиков движения сопровождается некоторыми особенностями:

• После соединения проводки закрывают крышку и переходят к подключению проводов в распредкоробке.
• В коробку подводится 9 проводов: 2 – от лампы, 3 – от датчика, 2 — от выключателя, 2 – ноль и фаза.
• Провода на датчике: коричневый (белый) – фаза, синий (зеленый) – ноль, красный – подключение к сети.
• Соединение проводов производят следующим образом: провод фазы (коричневый) соединяют с коричневым (белым) проводом фазы датчика и проводом от выключателя. Провод нуля питающего кабеля соединяют с нулем датчика и нулем лампы освещения.
• Остались три провода – красный от датчика, коричневый от лампы и второй провод от выключателя. Их соединяют.

Датчик подключен к освещению. После подачи питания датчик показывает свою реакцию на движение, тем самым замыкая цепь освещения.

Инструкция по монтажу

Мы разобрались со схемой подключения и принципом действия. Теперь остался важный и последний этап работы — разобраться с монтажом датчика движения.

Чтобы самостоятельно осуществить монтаж и подключение датчиков движения к питающей сети, необходимо следовать по определенному порядку:

• Выбрать схему подключения (один датчик, либо несколько, с выключателем или без него и т.д.).
• Определить самое подходящее место и направление для монтажа датчика движения. Обычно датчик закрепляют на потолке, либо в углу помещения. При уличном монтаже нужно смотреть по обстановке. Основным параметром является угол обзора датчика. Необходимо выбрать самое подходящее место для расположения корпуса датчика таким образом, чтобы не было мертвых зон (места, которые датчик не охватывает своим действием). Для этого рекомендуется применить опоры фонарей или несущую стену здания.
• В распределительном щите отключить электричество для того, чтобы обеспечить безопасность при подключении проводов.
• По выбранному варианту схемы выполнить подключение трех проводов к контактам корпуса датчика и в корпусе прибора освещения. При этом не нужно забывать о соблюдении маркировки по цветам проводов и обозначениях разъемов, во избежание путаницы. При неправильном подключении ноля и фазы вы подвергаете себя опасности, а также навредите электропроводке, поэтому при подключении нужно работать аккуратно и осторожно.
• На корпусе датчика нужно настроить регуляторы, выбрать их оптимальные настройки. На корпусе датчика могут быть несколько распространенных регуляторов: Lux – уровень света для срабатывания, Time – задержка по времени выключения освещения, Sens – чувствительность сенсора датчика, Mic – уровень шума для срабатывания датчика. Эти настройки в каждом случае индивидуальны.

• Подать питание в распределительном щите и протестировать работу датчика движения. Если необходимо, то изменить расположение датчика, или перенастроить чувствительность и другие настройки.

При подключении датчика на садовом участке, лучше расположить его дальше от кустов, деревьев и других объектов, создающих помехи.

Для эффективной защиты имущества, находящегося в доме или квартире придумано и реализовано много разных систем безопасности. В основном, наиболее часто устанавливаются различного рода сигнализации, поддерживающие широкий спектр различных датчиков – это позволяет максимально эффективно контролировать все происходящее на объекте. Одним из устройств, которыми комплектуются современные системы охраны, является лазерный датчик движения, который способен уловить малейшее перемещение в охраняемой зоне. Отличительной особенностью таких устройств является не только их высокая чувствительность к перемещениям, а также и то, что лазерный датчик своими руками сделать достаточно просто. И, что главное, для этого не потребуются какие-либо дорогостоящие детали.

Область применения

Учитывая высокую эффективность детектирования движения с помощью такого типа датчиков, они устанавливаются на следующих объектах:

• в финансовых компаниях и банковских учреждениях;
• в офисных помещениях;
• в коттеджах;
• в квартирах.

Учитывая большую стоимость сигнализации на основе лазерных датчиков их «заводские версии» применяют в первых двух случаях. Для частных коттеджей и квартир лазерный детектор движения можно сделать и собственноручно.

Принцип работы

Функционирование лазерного датчика основано на использовании излучателя и приемника лазерного луча. Первый из них генерирует световой поток, который попадает на установленный напротив излучателя фотоэлемент.

Когда на фотоприемник луч лазера не попадает, его сопротивление очень большое, а при облучении световым лучом начинает формироваться поток фотоэлектронов, что приводит к увеличению проводимости и уменьшению электросопротивления фотоэлемента.

Пока чувствительный элемент облучается лучом, электрическая схема сигнализации является замкнутой и контакты релейной системы, управляющей внешними устройствами, остаются в исходном положении. Как только луч прерывается, происходит резкое увеличение сопротивления фотоэлемента – это обеспечивает размыкание электрической цепи и переключение релейной системы, что приводит к срабатыванию внешних исполнительных механизмов.

Принцип функционирования одинаков, что в «заводских» лазерных датчиках, что в тех, которые были созданы своими руками.

Конструкция

Для того чтобы самостоятельно сделать датчик движения на основе применения лазерного излучения потребуются базовые знания электроники, умение паять и недорогой набор комплектующих. Чтобы создать лазерный датчик в домашних условиях потребуется следующий набор:

• лазерный излучатель;
• фотоприемник;
• релейный узел;
• блок питания излучателя;
• монтажные детали;
• проводники;
• набор для пайки;
• набор инструментария.

В качестве излучателя можно выбрать лазерную указку, брелок, лазер, входящий в состав детских игрушек. Роль детектора излучения может эффективно выполнять обычный фоторезистор, сопротивление которого меняется при его облучении световым лучом. Наличие релейного механизма позволит управлять работой внешних устройств в момент, когда срабатывает датчик.

Создание датчика на основе указки является наиболее простой схемой, которую каждый в силах реализовать своими руками.

Инструкция по сбору лазерного датчика

Лазерный датчик движения состоит из двух основных элементов – излучателя и приемника генерируемого луча света. В роли излучателя, как уже говорилось выше, будет использована обычная лазерная указка. Поскольку она питается от нескольких батареек с небольшой емкостью, то изначально следует переработать ее систему питания. Чтобы получить требуемый номинал напряжения можно использовать низковольтный блок с включением его через реостат или после модернизации его функциональной части посредством установки дополнительного регулирующего резистора на выходе. Применение такого типа системы питания позволит получать непрерывный луч, генерирование которого будет происходить до тех пор, пока будет напряжение в сети, к которой подключен блок питания.

Приемник излучения будет построен на основе фоторезистора, который меняет свое сопротивления при попадании на него светового излучения. Чтобы он не реагировал на солнечный свет, который будет присутствовать в месте установки, его следует поместить в достаточно глубокий тубус темного цвета. Это исключит попадание внешнего освещения и ложных срабатываний сигнализации, в составе которой будет работать созданный своими руками лазерный детектор.

Обратите внимание!

Чтобы датчик работал корректно, важно чтобы его излучатель и приемная часть располагались строго на одной оси. Это будет гарантировать, что лазерный луч будет попадать по центру фоторезистора, обеспечивая четкое срабатывание сигнализации в момент его перекрытия.

При установке датчика в состав охранной сигнализации к нему подключается релейная система. Она обеспечивает управление работой внешних исполнительных устройств в момент перекрытия. Через реле также подключается и система питания датчика. Это сделано для того, чтобы после включения сигнализации, когда сработал лазерный датчик, она не отключилась в тот момент, когда луч снова попадет на фотоэлемент. Благодаря этой схеме при единократном прерывании лазерного луча сигнализация будет работать постоянно, пока ее не отключат со специальной кнопки.

Заключение

Собрать датчик движения на основе лазера является достаточно простой задачей. Для реализации такого проекта достаточно небольших финансовых вложений, которые позволят на выходе получить элемент сигнализации, которая в «заводском» исполнении стоит достаточно больших денег. По функциональности самодельный лазерный датчик практически не уступает тому, который сделан в производственных условиях. Отличием самодельного датчика является возможность его простой модернизации. Меняя мощность лазера, и используя отражатели в виде зеркал, можно формировать лазерные ловушки, которые будут покрывать всю площадь охраняемого объекта.

Несколько датчиков движения своими руками.

В этой статье мы начнем путь от самых легких и примитивных схем и закончим более сложными и интересными решениями, но сначала небольшое предисловие.

Если вы читаете эту статью в надежде найти в ней схемы инфракрасных датчиков движения или схемы датчиков, которые достаточно сложно собрать в домашних условиях, то это статья не для вас. Но если вы решили развить свой кругозор и ваш выбор пал на изучение принципов работы датчиков движения, то это статья подходит вам как нельзя лучше.

Самый простой датчик движения который можно придумать – это датчик с применением проволочного резистора, или, как их правильно называть, потенциометрические резистивные преобразователи. Стоит сделать небольшую оговорку, что это не совсем датчик движения, а скорее датчик перемещения и попал в статью лишь благодаря своей простоте.

Предположим, на необходимо зафиксировать линейное передвижение малогабаритного объекта из точки А в точку Б. Тут нам и понадобиться подобный датчик, поскольку применение более сложных датчиков для таких целей просто нецелесообразно.

Рисунок 1:

Как видите все весьма просто, наш объект соединен с движком, который в свою очередь перемещается по резистору, изменяя напряжение на вольтметре. Было бы не совсем справедливо с моей стороны умолчать тот факт, что конструкция, показанная выше, не совсем рабочая. Проблема в том что преобразование линейного перемещения в напряжение происходит не по линейному закону, так как обычно эти датчики подключены к какой – нибудь нагрузке (в этой схеме вместо вольтметра). Но в схеме, показанной на рисунке 2, этот недостаток устранен.

Рисунок 2:

Назначение элементов:
GB1 – источник питания.
R1 – проволочный резистор.
R2 – резистор, который шунтирует верхние плече потенциометра. Зачем? Это вы увидите на рисунке 3.
R3 – сопротивление нагрузки, в качестве нагрузки сюда можно подключить любой тип индикации, начиная с обычных лампочек и заканчивая схемами, способными воспроизводить звуковой сигнал.
V – сюда можно подключить вольтметр.

Рисунок 3:

Красной линией показана кривая преобразования движения в напряжение, если в схеме нет R2. А зеленой, почти прямой линией, показано преобразование с R2.

Теперь обсудим достоинства и недостатки таких датчиков.
+ Сравнительно простые в исполнение.
+ Достаточно точные.

Требуют небольшой отладки перед использованием. Заключается эта отладка в снятии графика как на рисунке 3 для того, что бы определить качество датчика.

Датчики движения с применением фотоэлементов.

Здесь уже предстоит более сложная, но и интересная работа. Мы пойдем по наиболее простому пути, и для сборки такого датчика придется раздобыть фототранзистор. Его можно спокойно приобрести в магазине или сделать самому, так как это достаточно не сложно. Возьмите транзистор, который имеет корпус как на рисунке 4.

Рисунок 4:

Отпилите верхнею часть корпуса так, что бы на верху образовалось своего рода окно или отделите корпус так, что бы открыть весь кристалл (рисунок 5).

Рисунок 5:

В этом случаи, если на транзистор попадет свет, он будет работать как фототранзистор, но возможно в некоторых случаях будет менее чувствительный.

Теперь нам нужно собрать две достаточно простые схемы. Одна схема будет представлять собой источник света, а другая будет схемой фотоприемника. Начнем с конца.

Рисунок 6:

Назначение элементов:
VT1 – фототранзистор
R1 – резистор, выполняющий две функции: устанавливает рабочую точку и играет роль коллекторной нагрузки. К сожалению его номинал подбирается опытным путем, поэтому наберитесь терпения.
C1 – конденсатор, его назначение будет подробнее описано ниже.
DA1 – операционный усилитель с обратной связью.
R2 – резистор, на котором реализована обратная связь ОУ. Чем больше его наминал, тем больше коэффициент усиления, но стоит помнить: чем больше Кu, тем меньше устойчивость усилителя. Ищите золотую середину.

Схема работает следующим образом . Попадание света на VT1 можно принять за подачу небольшого постоянного напряжения на базу транзистора. Тогда, после попадания луча света на VT1, он откроется, конденсатор С1 зарядится, и в момент, когда свет перестанет падать на транзистор, начнет разряжаться, при этом напряжение в точке А начнет плавно уменьшаться. Отсюда следует, что оно упадет и на выходе. Тогда зачем операционный усилитель? Ведь можно обойтись и без него. Возьмем и сделаем выход не после ОУ, а из точки А. Можно и так, но операционный усилитель усиливает сигнал, снятый в точке А, что бы этот датчик можно было соединить с различными устройствами.

По сути дела, это обычный фотодатчик, можете подумать вы, и я буду вынужден согласиться, но только с одной оговоркой. До тех пор, пока мы не затемним транзистор (окно, пропиленное в крышке VT, надо закрыть темным пропускающим свет материалом, что бы уменьшить влияние обычного освещения) и не поставим напротив него источник света. Тогда у нас появиться оптическая связь, и до тех пор, пока кто то не перекроет луч света, напряжение на выходе второй части датчика не будет меняться. Но как только оптическая связь разорвана, напряжение на выходе почти мгновенно станет равно нулю благодаря операционному усилителю.

Что использовать в качестве излучателя решайте сами, можете поставить простой светодиод, но тогда расстояние до фотоприемника придется сильно сократить. Или поставить обычный красный лазер, сильно выиграв в расстоянии. Хотите, что бы датчик был незаметен? Поставьте ИК диоды.

Так же не забывайте, что на излучатель можно поставить линзу, которая будет фокусировать излучение.

Я не буду приводить схемы излучателя, так как вам достаточно вбить в поисковике фразу: ” Как включить светодиод” и вы получите миллионы схем.

Нам так же необходимо анализировать информацию, полученную с датчика. Для этого добавим к схеме один новый элемент – реле.

Все очень просто: обмотку реле соединяем с нашим входом, на один из контактов подаем напряжение, у меня это 12В. Другой заземляем, а на третий подключаем, например, радиоприемник, как на рисунке 7.

Рисунок 7:

Тогда, пока на датчик падает свет, цепь питания приемника соединена с корпусом и радио молчит, но когда свет не достигает VT1, реле срабатывает и замыкает цепь питания с 12В, рисунок 8.

Рисунок 8:

И тогда наш радиоприемник заработает, таким образом подав вам звуковой сигнал. Вместо радиоприемника может быть все что вам захочется, была бы фантазия.

Важно так же уточнить: если вы решите собрать эту схему и не знакомы с реле, ознакомьтесь с принципом работы и основными параметрами, это знание сильно облегчит настройку датчика.

Перед завершением статьи, пару слов о плюсах и минусах.
+ Простая схема.
+ Возможность анализировать состояния датчика, не переводя аналоговый сигнал в цифровой.
- Сложная система калибровки.