Датчик движения своими руками: схемы, необходимые инструменты и материалы

Советы разработчикам датчиков движения своими руками

Прежде чем браться за создание датчиков движения самостоятельно следует оценить свои знания в области электронных устройств и по крайней мере хорошо владеть паяльным мастерством. Не исключено, что некоторым особо талантливым людям навыки могут прийти во время выполнения поставленной задачи.

Большим подспорьем будет иметь в наличии старые советские журналы для радио-конструкторов на любительском уровне. Советская элементная база еще не ушла совсем в прошлое. В указанной научно-технической литературе хорошо описываются способы ее применения.

В этих же журналах, где авторами являлись квалифицированные, высокого профессионального уровня советские инженеры, можно найти интересные идеи как сделать датчик движения, опирающиеся на применение простейших радиодеталей.

В устройствах для упрощения работ можно использовать готовые сенсоры, которые подключаются к извещателям световых, звуковых и других сигналов.

Самостоятельная разработка и изготовление датчиков движения занятие весьма увлекательное, а главное реализуемое. Применение в работе различных контроллеров позволяет приобрести опыт программиста. В статье приведена лишь небольшая часть реализуемых самостоятельно принципов действия датчиков движения. Неутомимое стремление к совершенству «мастеров-самоделкиных» значительно расширит область датчиков движения изготовленных своими руками.

Установка и регулировка

Для подключения прибора движения для освещения не требуется специальных навыков, для этого достаточно присоединить провод проводки к сигнализатору.

Чтобы придать конструкции эстетичный вид используют распределительный корпус. Каждое устройство имеет инструкцию, в которой обозначены определенные требования касательно монтажа и подключения датчика.

Выбор места для установки

Место для монтажа прибора движения является важным моментом для его продуктивной работы и недопущения ложных срабатываний

Важно не только верно рассчитать заданную зону отслеживания, но и предохранить устройство от воздействия внешних помех, провоцирующих ложные включения

Не рекомендуется устанавливать регистратор в непосредственной близости от отопительных радиаторов, систем кондиционирования, а также тепловыми и электромагнитными установками.

Процесс установки

Монтаж устройства движения выполняется в несколько этапов:

Схема подключения датчика движения для включения света

Прежде всего, следует определиться со схемой подключения.

Выбирается наиболее подходящее место для установки, зачастую коробку крепят на потолке или в любом углу помещения. Если монтаж будет осуществляться на улице, необходимо учесть угол обзора регистратора, при этом мертвые зоны сводятся к минимуму. Чаще всего местом установки служит несущая стена здания или опора фонаря уличного освещения на расстоянии 2-6 метров от поверхности пола.

Непосредственно перед монтажом обязательно следует отключить электропитание на вводном щите.

Руководствуясь выбранной схемой, подключают провода к зажиму для крепления проводов на коробке датчика и в осветительном приборе

Во избежание перетасовки жил рекомендовано соблюдать цветовую маркировку проводов и обращать внимание на обозначения над соединительными элементами. Для крепления датчика к поверхности необходимо повернуть предохранительную крышку устройства по часовой стрелке и снять ее. В результате проведенной работы открывается доступ к крепежным отверстиям и винтам регулировки

В результате проведенной работы открывается доступ к крепежным отверстиям и винтам регулировки.

Для крепления датчика к поверхности необходимо повернуть предохранительную крышку устройства по часовой стрелке и снять ее. В результате проведенной работы открывается доступ к крепежным отверстиям и винтам регулировки.

Регулировка

Для настройки параметров регистратора движения на его коробке может располагаться 2-4 регулировочные ручки. Рядом с рычагами нанесены определенные буквенные символы, обозначающие:

LUX – настройщик освещенности, позволяющий регулировать уровень яркости света, при превышении которого устройство не будет реагировать на движение. Данный параметр исключает возможность срабатывания прибора в дневное время суток.
TIME – настройщик таймера, с помощью которого устанавливается продолжительность работы лампы после реагирования устройства. Исходный показатель – минимальная продолжительность. Отсчет времени начинается после прекращения передвижения объекта, при этом, если он возобновил движение, таймер в автоматическом режиме начинает перезапуск. Например, таймер выставлен на 2 минуты. В помещение заходит человек и остается в течение 10 минут – на протяжении этого времени в комнате будет гореть свет. После того, как человек покинул помещение, таймер приходит в действие, и освещение будет работать еще 2 минуты. Минимальное время установки таймера составляет 5 секунд, максимальное – 4 минуты.
SENS – регулятор чувствительности. Требует настройки в случае необходимости контроля определенной части помещения. Позволяет устанавливать расстояние, с которого датчик приходит в действие. Предельный показатель составляет около 12 метров.
MIC – настройка чувствительности микрофона. По сути – это прибор, реагирующий на шум. Однако, из-за низкой устойчивости к шумовым помехам используется крайне редко, так как любой внешний звуковой раздражитель может спровоцировать срабатывание устройства.

Схема и принцип работы

На рынке представлен большой выбор датчиков, реагирующих на движение и позволяющих настроить включение освещения на разных объектах. При покупке таких устройств необходимо учесть наличие нескольких видов.

Инфракрасные

Изделия чувствуют тепло, излучаемое человеческим телом. Основным элементом является сенсор с установленной на него линзой Френеля, реагирующий на приближение тепла и перемыкающий контактную группу.

Принцип действия:

излучение фокусируется в узкий луч света и направляется к датчику;
сенсор улавливает сигнал, принимает его и дает команду на срабатывание.

Такие устройства условно делятся на пассивные и активные. В первом случае реагирование происходит на изменение температурного режима, а во втором – срабатывание происходит в случае прерывания сигнала.

Особенности обеих видов — высокая чувствительность к изменению теплового фона, что требует более точной настройки от пользователя.

Недостатки:

Вероятность ошибочного срабатывания при наличии обогревателя в помещении, что требует долгой и точной настройки.
Датчик движения уличный может срабатывать от порывов теплого ветра при установке вне помещения.

Инфракрасные изделия являются одним из наиболее простых и доступных вариантов. Для корректной работы на них не должен попадать свет от лампы. Также не желательно наличие в непосредственной близости источников ИК-излучения.

Контактные

Это наиболее простой тип датчика, в котором применяется геркон — контакт, срабатывающий при возникновении магнитного поля.

При открытии дверей происходит замыкание контактной группы, после чего включается освещение.

Схема проста. К батарее подключается геркон, далее контакт подводится к реле, а после этого ко второму полюсу источника питания.

При желании можно врезать в схему выключатель между реле и батарей. Контакт реле после срабатывания подает напряжение на освещение.

Ультразвуковые

Такие датчики работают на принципе приема радиоволн, которые отражаются от приближающегося объекта. В устройстве имеется генератор и прибор, принимающий электрические колебания.

Изделие воспринимает ВЧ ультразвук в пределах 20-60 кГц

Несмотря на неспособность уха воспринимать такие колебания, при использовании прибора важно учитывать не только человеческие возможности, но и наличие в помещении животных. Собаки чувствуют такие частоты и могут раздражаться при их появлении

В основе работы лежит эффект Допплера. Волна, которая излучается генератором, отражается от объекта и попадает в приемник. При таких обстоятельствах длина волны остается неизменной. Датчик выявляет сигнал и дает команду на срабатывание реле. После этого подается сигнал на включение освещения.

Преимущество таких датчиков в том, что они не воспринимают посторонние шумы, исходящие от промышленных или бытовых объектов. Также они не реагируют на тепловое излучение, которое исходит от приборов, и не бояться изменения погодных условий.

Но во избежание ложного срабатывания не рекомендуется применять УЗ датчики в помещениях с сильными температурными перепадами или изменением влажности. Учтите, что ряд материалов пропускают ультразвук, что может привести к ложной работе.

Микроволновые

Такие датчики работают на базе эффекта Допплера. В устройстве взаимодействует генератор, излучающий микроволновые частоты и приемный механизм. Устройство, контролирующее движение, срабатывает при искажении длины волны.

По особенностям и функциональному наполнению эти узлы похожи на ультразвуковые устройства. При этом частота излучений составляет 2,2 ГГц.

Микроволновые датчики отличаются высоким уровнем чувствительности и позволяют «рассмотреть» человека даже за стеклом или дверью, что нередко приводит к ложной сработке. Эту особенность необходимо учесть в процессе настройки.

Недостаток таких датчиков в высокой цене и весьма сложной схеме.

Лазерные или фотодатчики

В таких датчиках предусмотрен ИК светодиод и приемный элемент (фотодиод, работающий в определенном спектре).

Применяется два варианта реализации:

Излучающее и принимающее устройство крепятся в контролируемой области. При прохождении человека излучение прерывается и не достает до приемника. В этом случае работает датчик и реле. Такая схема подходит для реализации системы сигнализации.
Оба элемента стоят друг возле друга. При нахождении в зоне работы датчика луч отражается и попадает на фотодиод. Такое исполнение нашло применение в робототехнике.

Подобный вариант редко применяется для управления освещением, но игнорировать его не стоит.

Как подключить проходной выключатель по схеме: одноклавишный, двухклавишный, как обычный, схемы, критерии выбора

Кратко о датчиках

Один из самых простых видов датчиков — концевой выключатель или самовозвратная кнопка (без фиксации).

Она устанавливается у двери и реагирует на ее открытие и закрытие. С помощью нехитрой схемы данный аппарат включает свет в холодильнике. Ей можно оснастить кладовку или тамбур прихожей, дверь в подъезде, дежурную светодиодную подсветку, использовать данный выключатель как сигнализацию, которая оповестит об открытии или закрытии двери. Недостатками конструкции могут являться сложности в установке, и порой непрезентабельный внешний вид.

Аппараты, на основе геркона и магнита, можно заметить на дверях и окнах охраняемых объектов. Их принцип работы очень похож на работу кнопки. Геркон может размыкать или соединять контакты при поднесении к нему обычного магнита. Таким образом, сам геркон устанавливается на дверной проем, а магнит вешается на дверь. Такая конструкция аккуратно выглядит и используется чаще, чем обычная кнопка. Недостаток устройств в узко специализированном применении. Для контроля открытых территорий, площадей, проходов они не годны.

Для открытых проходов существуют устройства, реагирующие на изменения в окружающей среде. К ним относятся фотореле, емкостные (датчики поля), тепловые (PIR), звуковые реле. Для фиксации пересечения определенного участка, контроля препятствия, наличия движения какого-либо объекта в зоне перекрытия, используют фото или звуковые эхо устройства.

Принцип работы таких датчиков основан на формировании импульса и его фиксации после отражения от объекта. При попадании в такую зону предмета, изменяется характеристика отраженного сигнала, и детектор формирует сигнал управления на выходе.

Для наглядности представлена принципиальная схема работы фотореле и звукового реле:

Детектор препятствия

Датчик пересечения

В качестве передающего устройства в оптических датчиках используются инфракрасные светодиоды, а в качестве приемника – фототранзисторы. Звуковые датчики работают в ультразвуковом диапазоне, поэтому их работа для нашего уха кажется бесшумной, однако каждый из них содержит маленький излучатель и улавливатель.

К примеру, замечательно снабдить детектором движения зеркало с подсветкой. Включение освещения будет происходить только в тот момент, когда человек будет находиться непосредственно возле него. Не желаете сделать такую подсветку зеркала самостоятельно?

Это интересно: Что значит световой поток и сила света для светильников и ламп: разбираем в общих чертах

Как сделать своими руками?

Собрать такой датчик довольно просто, но надо всё же понимать, что у проекта есть как положительные моменты при реализации, так и отрицательные.

Из положительных:

невероятная экономия ресурсов и финансов;
не нужно дополнительное обслуживание и помощь мастера для настройки;
все рассчитывается конкретно для вас и под ваши условия проживания или местности;
если все собрано верно и датчик работает, вы сэкономите на электроэнергии.

Отрицательные моменты:

с первого раза может не получиться, будет много проб и ошибок;
если что-то припаять неправильно, то поправить уже не получится, останется только искать новый корпус и детали;
поиск этих деталей иногда гораздо муторнее, чем просто сходить в магазин и купить готовое изделие.

Если вам все же захотелось собрать датчик движения самому, то начинайте процесс с поиска схемы. Для примера можете использовать очень легкую схему, представленную ниже:

Доплеровский датчик — самый простой в изготовлении, и мастерить его можно из подручных средств.

Можно изготовить прибор для включения света и по другой схеме. Великих познаний физики и электроники не понадобится, и при соблюдении указаний данной статьи, не возникнет никаких трудностей.

Понадобятся:

блок питания с проводами разной длины;
паяльник;
лазер (продается в любом магазине для дома или FIX PRICE);
шурупы и фотодиоды;
резистор (подстроечный);
вольтметр;
реле.

После того как добыли все нужные детали, можно приступать к сборке. Необходимо чётко следовать плану.

Срезать разъемы с блока питания, а потом при помощи вольтметра найти плюс.
Взять резистор на 10 кОм и припаять его к плюсу.
Припаять катод фотодиода к плюсу самого резистора, затем припаять анод фотодиода.
Присоединить к минусу эмиттер транзистора VT1.
Эмиттер VT2 припаять к минусу резистора.
Припаять коллектор VT2 к контакту устройства для коммутации электрических цепей.
Второй контакт герконового реле присоединить к блоку питания. Используйте лазерную указку и присоедините еще пару проводов к блоку питания, чтобы сэкономить.
Теперь понадобится уплотнительная сантехническая прокладка. В неё необходимо вставить шуруп, чтобы его шапочка была внутри лазерной указки.
К шурупу приделать один провод, а второй просунуть между корпусом указки и прокладкой.
Убедиться, что все пункты выполнены и всё собрано правильно.
Включить прибор для тестирования и работы над ошибками, если таковые обнаружатся.

Теперь у вас свой прибор, реагирующий на свет, сделанный самостоятельно. Можно попробовать сделать и датчик движения для сигнализации. У вас будет собственная охранная система, на сборку которой не уйдет много времени.

Инфракрасный датчик для этого подойдет идеально, и смастерить его не составит большого труда. Он абсолютно безопасен как для человека, так и для зверей, и надежен в эксплуатации.

Нужно раздобыть:

герконовое поле;
провода (питающие);
фотодиод;
корпус;
транзистор типа n-p-n;
резистор (подстроечный).

Когда все детали найдены, делаем монтаж. Наш резистор будет регулировать чувствительность, а функции сравнивающих реле выполнит стабилитрон. Подготовим антенну. От окисления нужно отполировать ее и натереть ацетоном. Обмотать катушки проводами, зафиксировать втулку в центральном проёме.

В подготовленный корпус (можно взять старый какой-нибудь от бытового прибора) поместить сделанное устройство, только до этого проделать дырочки для того, чтобы закрепить конструкцию и для лучшей видимости светодиодов. Затем присоединить лампу дневного освещения.

Схемы подключения

У датчиков движения с одним встроенным контактом обычно имеется три клеммы. Две из них служат для питания ДД. На одну из клемм подается фаза. Фазная клемма помечается символом L. На другую клемму подается ноль (N). Третий вывод – выход фазы с контакта. В некоторых случаях замыкающий контакт имеет два вывода. Тогда, для подключения фазы с контакту, между одной из клемм контакта и клеммой L устанавливают перемычку.

Схема будет работать следующим образом. При появлении человека в зоне обнаружения, датчик движения сработает, замкнется встроенный контакт и подаст фазу на лампу. Лампа будет гореть, пока будет продолжаться движение или не закончится выдержка времени. После окончания временной выдержки контакт разомкнется. Для того чтобы не совершать ненужных движений чтобы зажечь лампу вновь, можно установить выключатель, с помощью которого можно зашунтировать (замкнуть) встроенный контакт датчика движения. С помощью выключателя можно будет включить свет, чтобы он горел постоянно.

Часто с помощью датчиков движения управляют светильниками в местах, где имеется естественное освещение в светлое время суток. В таких случаях целесообразно применять ДД со встроенным датчиком освещенности, который днем блокирует работу аппарата.

Параллельная работа двух датчиков

Случается, что зона обнаружения одного датчика движения не покрывает всего помещения, где может появиться человек. Такая ситуация характерна, например для длинного коридора, когда свет должен загореться независимо от того, в каком конце коридора появится человек. В этом случае можно использовать два датчика движения работающие параллельно. Нетрудно заметить, что данная схема, с электрической точки зрения, мало отличается от схемы с выключателем.

Параллельная работа двух датчиков движения.

Как и в схеме с выключателем оба контакта датчиков движения включены параллельно и взаимно шунтируют друг друга. То есть, лампа включится при срабатывании любого из двух датчиков. Данная схема масштабируема. Это означает, что можно бесконечно наращивать количество датчиков движения работающих параллельно. Увеличение количества датчиков может потребоваться, например, для освещения лестниц имеющих несколько пролетов.

Важно! Используя подобные схемы нужно обязательно помнить, что все датчики движения должны питаться от одной и той же фазы. В случае несоблюдения этого правила, при одновременном срабатывании двух датчиков, может произойти короткое замыкание.. Иногда с помощью датчиков движения приходится управлять более мощными нагрузками, чем одна или несколько лампочек

Тогда в силу вступает ограничение по максимально допустимому току встроенного контакта. Предельно допустимый коммутируемый ток можно узнать из паспорта изделия. Часто производители указывают этот ток на корпусе прибора. Если ток потребления нагрузки превышает «возможности» датчика движения, тогда нагрузку включают с помощью магнитного пускателя, а управление пускателем осуществляют с помощью датчика движения

Иногда с помощью датчиков движения приходится управлять более мощными нагрузками, чем одна или несколько лампочек. Тогда в силу вступает ограничение по максимально допустимому току встроенного контакта. Предельно допустимый коммутируемый ток можно узнать из паспорта изделия. Часто производители указывают этот ток на корпусе прибора. Если ток потребления нагрузки превышает «возможности» датчика движения, тогда нагрузку включают с помощью магнитного пускателя, а управление пускателем осуществляют с помощью датчика движения.

Как подключить датчик движения.

Часто датчики движения могут находиться на значительном расстоянии от управляемой нагрузки. При этом приходится прокладывать довольно длинные кабельные трассы. Это может быть сопряжено со значительными материальными затратами, а, иногда, и просто невозможно. Для этих случаев производители предлагают датчики движения со встроенным радиоканалом (беспроводные ДД). В последнее время подобные аппараты находят широкое применение в системах «умного дома».

Датчик не выключает свет

В этом случае сначала обращаются к регулировке настроек. Можно попытаться отремонтировать датчик путём регулировки винтами SENS и TIME. Из-за неправильной настройки этих параметров, освещение вполне может не гаснуть. Дело в том, что если поворотный рычаг выставить в крайнее правое положение, то реле перестанет размыкать цепь питания светильника.

Пироэлектрический датчик:

Нарушение режима работы ДД может возникнуть из-за появления остаточной нагрузки. Тогда восстанавливают работоспособность прибора путем его отключения от электросети на 10-15 секунд. Если причина в этом, то датчик заработает в первоначальном режиме. Если детектор по-прежнему не отключает свет — проверяют работу реле. В случае выявления дефекта в этой детали, её заменяют новым устройством.

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?

Подписывайся, и читай статью дальше:

скачок света,
выключали электричество,
работа строителей,
к соседям приходил электрик,
какой-то запах,
дети крутили,
ударили,
погрызла собака,
соседи затопили,
вчера был ветер,
иногда плохо срабатывал,
и т.д.

На этом этапе уже можно выявить направление, в котором двигаться дальше.

Надо проверить правильность подключения, убедиться, что на датчик приходит положенное питание, и если есть индикаторы, то они должны гореть. Некоторые. Иногда. Далее смоделировать ситуацию, при которой он должен срабатывать.

2. Правильность регулировок. Возможно, неправильно установлены регуляторы, и достаточно правильно настроить датчик. Для этого необходимо поставить регуляторы в положения, в которых его включение наиболее вероятно: Уровень освещенности поставить в положение, при котором датчик будет срабатывать и днём, и ночью. Чувствительность установить максимальную. Время работы установить минимальное. В любом случае, стоит покрутить регуляторы, и проанализировать, как ведёт себя датчик, и реагирует ли вообще.

Советы разработчикам датчиков движения своими руками

Полезные советы

Правильное подключение датчика движения для включения света – далеко не единственное условие надежности его работы. Необходимо также соблюсти ряд условий:

Из зоны действия устройства должны быть удалены все посторонние осветительные приборы, в том числе, не должен падать свет от уличного фонаря.
В объектив сенсора не должны попадать нагревательные радиаторы и другие источники возникновения воздушных потоков, из-за которых он может начать ложно срабатывать.
Между детектором и областью его сканирования не должно располагаться крупных предметов, элементов декора, мебели.

Общие рекомендации перед подключением

Правильно монтировать и отрегулировать датчики движения для включения света недостаточно – важно соблюсти условия по безопасному обращению с ними:

Корпус датчика изготавливается из пластика, поэтому их установка и эксплуатация не должны быть сопряжены с его механическими повреждениями.
Приборы, монтированные на улице, а также в помещениях с повышенной атмосферной влажностью должны иметь надежную защиту. Вне дома их лучше устанавливать под козырек.
Далеко не все модели детекторов хорошо работают со светодиодными и люминесцентными лампами.
Для удобства эксплуатации датчик на движение можно монтировать с параллельным выключателем. Когда потребуется можно включить свет как обычно, а затем для кратковременного использования перевести люстру в режим инициации от перемещения объекта – в положении выключателя «отключено».

Основные рекомендации по монтажу

Уделяя много внимания регулировке датчика движения для включения света, нельзя забывать об особенностях его монтажа:

Чтобы детектор не срабатывал, когда пробегает кошка или собака, необходимо настроить угол поля зрения таким образом, чтобы зона детекции начиналась не ниже одного метра над уровнем пола.
При установке прибора с обзорностью в 180 градусов лучшим местом его расположения будет стена или потолок.
Модели, сектор обзора которых имеет функцию настройки, допустимо устанавливать в любом месте помещения (с учетом дальности действия). Однако при этом нужно помнить, что в объектив должны обязательно попадать двери или проходной проем.

Самодельные датчики движения для включения освещения

Советы разработчикам датчиков движения своими руками