Σπιτικοί αισθητήρες κίνησης για να ανάβουν τα φώτα
Μπορείτε να αγοράσετε τον αισθητήρα κίνησης στο κατάστημα. Αλλά αν έχετε λίγο ελεύθερο χρόνο, λίγες δεξιότητες και γνώσεις, μπορείτε να φτιάξετε έναν τέτοιο αισθητήρα μόνοι σας. Αυτό θα εξοικονομήσει χρήματα και θα προσφέρει ένα ευχάριστο χόμπι για τεχνική δημιουργικότητα.
Ποιος αισθητήρας μπορεί να κατασκευαστεί ανεξάρτητα
Υπάρχουν διάφοροι τύποι αισθητήρων κίνησης και κάθε τύπος, κατ 'αρχήν, μπορεί να κατασκευαστεί ανεξάρτητα. Αλλά οι αισθητήρες υπερήχων και ραδιοσυχνοτήτων είναι δύσκολο να κατασκευαστούν, απαιτούν ειδικές δεξιότητες και όργανα για προσαρμογή. Επομένως, είναι ευκολότερο να κατασκευάζονται αισθητήρες χωρητικού και υπέρυθρου τύπου.
Συσκευές και υλικά
Για να φτιάξετε έναν ανιχνευτή κίνησης θα χρειαστείτε:
- Συγκολλητικό σίδερο και αναλώσιμα?
- καλώδια σύνδεσης?
- Μικρό εργαλείο μεταλλοτεχνίας.
- πολύμετρο.
Θα χρειαστείτε επίσης ένα breadboard για να φτιάξετε τον αισθητήρα.Και είναι επίσης ωραίο να έχετε έναν παλμογράφο για να παρακολουθείτε την απόδοση μιας συσκευής που βασίζεται σε μια γεννήτρια ραδιοσυχνοτήτων.
Αισθητήρας χωρητικού τύπου
Αυτοί οι αισθητήρες ανταποκρίνονται σε αλλαγές στην ηλεκτρική χωρητικότητα. Στο Διαδίκτυο, στην καθημερινή ζωή, ακόμη και στην τεχνική τεκμηρίωση, χρησιμοποιείται συχνά ο εσφαλμένος όρος "ογκομετρικός αισθητήρας". Αυτή η ιδέα προέκυψε λόγω μιας εσφαλμένης συσχέτισης μεταξύ γεωμετρικής χωρητικότητας και όγκου. Στην πραγματικότητα, ο αισθητήρας ανταποκρίνεται στην ηλεκτρική χωρητικότητα του χώρου. Ο όγκος, ως γεωμετρική παράμετρος, δεν παίζει κανένα ρόλο εδώ.
Ο αισθητήρας κίνησης είναι πραγματικά φτιαγμένος μόνος σου. Ένα απλό χωρητικό ρελέ μπορεί να συναρμολογηθεί σε ένα μόνο τσιπ. Για την κατασκευή του αισθητήρα, χρησιμοποιήθηκε σκανδάλη K561TL1 Schmitt. Η κεραία είναι ένα σύρμα ή μια ράβδος μήκους πολλών δεκάδων εκατοστών ή άλλη αγώγιμη δομή παρόμοιων διαστάσεων (μεταλλικό πλέγμα κ.λπ.). Όταν ένα άτομο πλησιάζει, η χωρητικότητα μεταξύ του πείρου και του δαπέδου αυξάνεται, η τάση στις ακίδες 1.2 του μικροκυκλώματος αυξάνεται. Όταν επιτευχθεί το κατώφλι, η σκανδάλη "ανατρέπεται", το τρανζίστορ ανοίγει μέσω του στοιχείου προσωρινής αποθήκευσης D1 / 2 και τροφοδοτεί το φορτίο. Θα μπορούσε να είναι ρελέ χαμηλής τάσης.
Το μειονέκτημα τέτοιων απλών αισθητήρων είναι η ανεπαρκής ευαισθησία. Για τη λειτουργία του, απαιτείται ένα άτομο να βρίσκεται σε απόσταση πολλών δεκάδων, ή και μονάδων εκατοστών, από την κεραία. Τα κυκλώματα με γεννήτρια ραδιοσυχνοτήτων είναι πιο ευαίσθητα, αλλά είναι πιο περίπλοκα. Τα εξαρτήματα περιέλιξης μπορεί επίσης να είναι πρόβλημα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, θα πρέπει να τα φτιάξετε μόνοι σας.
Το πλεονέκτημα αυτού του κυκλώματος είναι η δυνατότητα χρήσης έτοιμου μετασχηματιστή από δέκτη τρανζίστορ ST1-A.Περιλαμβάνεται στο κύκλωμα γεννήτριας (επαγωγικό "τρίσημο") στο τρανζίστορ VT1. Η αντίσταση R1 ρυθμίζει το βάθος της ανάδρασης, επιτυγχάνοντας την εμφάνιση ταλαντώσεων. Οι ταλαντώσεις στη γεννήτρια μετατρέπονται σε περιέλιξη III, που διορθώνεται από τη δίοδο VD1. Η ανορθωμένη τάση ανοίγει το τρανζίστορ VT2, παρέχει θετικό δυναμικό στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ. Το θυρίστορ, ανοίγοντας, ενεργοποιεί το ρελέ Κ1, οι επαφές του οποίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση συναγερμού.
Η κεραία είναι ένα κομμάτι σύρματος μήκους περίπου 0,5 μέτρων. Όταν ένα άτομο πλησιάζει (σε απόσταση 1,5-2 μέτρων), η χωρητικότητα που εισάγεται από το σώμα του στο κύκλωμα της γεννήτριας διαταράσσει τις ταλαντώσεις. Η τάση στην περιέλιξη III εξαφανίζεται, το τρανζίστορ κλείνει, το θυρίστορ σβήνει, το ρελέ απενεργοποιείται.
Συναρμολόγηση του ανιχνευτή
Για να συναρμολογήσετε έναν αυτοσχέδιο αισθητήρα, μπορείτε να φτιάξετε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Για παράδειγμα, η μέθοδος LUT. Η τεχνολογία είναι απλή και εύκολη στην κυριαρχία. Αλλά εάν η κατασκευή του αισθητήρα είναι εφάπαξ, δεν έχει νόημα να χάνουμε χρόνο σε πειράματα. Η καλύτερη λύση θα ήταν να χρησιμοποιήσετε μια πλακέτα κυκλώματος breadboard.
Είναι μια σανίδα με μεταλλικές οπές με τυπικό βήμα, στην οποία μπορούν να συγκολληθούν ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Η σύνδεση στο κύκλωμα γίνεται με συγκόλληση των αγωγών στα αντίστοιχα σημεία.
Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα breadboard χωρίς συγκόλληση, αλλά η αξιοπιστία των συνδέσεων σε αυτό είναι πολύ χαμηλότερη. Αυτή η επιλογή είναι καλύτερα να αφεθεί για πειραματισμούς και βελτιστοποίηση της τέχνης των κυκλωμάτων.
Έλεγχος της υγείας των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων
Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να επιθεωρήσετε τα επιλεγμένα μέρη.Εάν δεν ήταν σε χρήση, δεν υπάρχουν ίχνη συγκόλλησης και δεν υπάρχει μηχανική βλάβη, τότε η περαιτέρω επαλήθευση δεν έχει πολύ νόημα. Η πιθανότητα να λειτουργούν τα εξαρτήματα είναι 99 τοις εκατό. Διαφορετικά, είναι καλή ιδέα να ελέγξετε τις λεπτομέρειες:
- οι αντιστάσεις καλούνται με ένα πολύμετρο - θα πρέπει να δείχνει την ονομαστική αντίσταση (λαμβάνοντας υπόψη την κατηγορία ακρίβειας της αντίστασης).
- εξαρτήματα περιέλιξης δακτύλιοι για την απουσία σπασίματος.
- μικροί πυκνωτές με ελεγκτή μπορούν να ελεγχθούν μόνο για την απουσία βραχυκυκλώματος.
- Οι μεγάλοι πυκνωτές μπορούν να ελεγχθούν με ένα πολύμετρο καντράν στη λειτουργία δοκιμής αντίστασης - το βέλος πρέπει να συσπάται προς τα δεξιά και στη συνέχεια να επιστρέψει αργά στο μηδέν (αριστερά).
- Οι δίοδοι ελέγχονται με έναν ελεγκτή στη λειτουργία δοκιμής διόδου - στη μία θέση η αντίσταση πρέπει να είναι άπειρη, στην άλλη το πολύμετρο θα δείξει κάποια τιμή (ανάλογα με τον τύπο της διόδου).
- Τα διπολικά τρανζίστορ δοκιμάζονται με τον ίδιο τρόπο λειτουργίας με δύο διόδους - μεταξύ της βάσης και του συλλέκτη και μεταξύ της βάσης και του πομπού.
Σπουδαίος! Τα τρανζίστορ πεδίου με σύνδεση p-n (KP305, κ.λπ.) ελέγχονται με τον ίδιο τρόπο (πύλη-πηγή, πύλη-αποχέτευση), αλλά το πολύμετρο θα δείξει κάποια αντίσταση μεταξύ του αγωγού και της πηγής (άπειρο για διπολικό).
Τα μικροκυκλώματα δεν μπορούν να ελεγχθούν με πολύμετρο.
Σήμανση και κούρεμα σανίδων
Επιπλέον, όλα τα εξαρτήματα πρέπει να τοποθετούνται στην πλακέτα με τέτοιο τρόπο ώστε να βελτιστοποιούνται οι μελλοντικές συνδέσεις. Για να γίνει αυτό, πρέπει να τοποθετηθούν σε μία γωνία ή κοντά στη μία πλευρά. Στη συνέχεια, τραβήξτε γραμμές, αφαιρέστε στοιχεία και κόψτε την περίσσεια.Αυτό μπορεί να παραλειφθεί, αλλά τότε η πλακέτα θα καταλαμβάνει περισσότερο χώρο και θα απαιτεί μεγαλύτερη θήκη (και θα χρειαστεί εάν ο ανιχνευτής εγκατασταθεί σε εξωτερικό χώρο).
Οι άκρες της σανίδας πρέπει να υποστούν επεξεργασία με ένα αρχείο. Δεν επηρεάζει την απόδοση, αλλά φαίνεται καλύτερα.
Στη συνέχεια, τα εξαρτήματα εισάγονται πίσω, συγκολλούνται στις οπές και συνδέονται με αγωγούς σύμφωνα με το διάγραμμα.
Το βίντεο δείχνει πώς να φτιάξετε έναν αισθητήρα κίνησης για να ανάψετε το φως από τη μονάδα για arduino.
Αισθητήρας υπερύθρων και Arduino
Μπορείτε να φτιάξετε έναν καλό αισθητήρα κίνησης στην πλατφόρμα Arduino. Ο ηλεκτρονικός «κατασκευαστής» περιλαμβάνει μια μονάδα αισθητήρα PIR HC-SR501. Περιλαμβάνει έναν ανιχνευτή υπερύθρων που ανταποκρίνεται εξ αποστάσεως στις αλλαγές θερμοκρασίας με έναν ελεγκτή.
Η μονάδα είναι πλήρως συμβατή με την κύρια πλακέτα και συνδέεται με αυτήν με τρία καλώδια.
| Έξοδος μονάδας υπερύθρων | GND | VCC | ΕΞΩ |
| Arduino Uno Pinout | GND | +5V | 2 |
Για να λειτουργήσει το σύστημα, πρέπει να ανεβάσετε το ακόλουθο σκίτσο στο Arduino:
Πρώτον, ορίζονται σταθερές που καθορίζουν το σκοπό των ακίδων της κύριας πλακέτας:
const int IRPin=2
Η σταθερά IRPin σημαίνει τον αριθμό ακίδας για είσοδο από τον αισθητήρα, του εκχωρείται η τιμή 2.
const int OUTpin=3
Η σταθερά OUTpin σημαίνει τον αριθμό ακροδεκτών για την έξοδο στο εκτελεστικό ρελέ, του εκχωρείται η τιμή 3.
Η ενότητα void setup() ορίζει:
- Serial.begin(9600) - ταχύτητα ανταλλαγής με τον υπολογιστή.
- pinMode (IRPin, INPUT) – η ακίδα 2 εκχωρείται ως είσοδος.
- pinMode (OUTpin, OUTPUT) – Η ακίδα 3 εκχωρείται ως έξοδος.
Στο τμήμα κενού βρόχου της σταθεράς val εκχωρείται η τιμή της εισόδου από τον αισθητήρα (μηδέν ή ένα). Επιπλέον, ανάλογα με την τιμή της σταθεράς, η έξοδος 3 εμφανίζεται υψηλή ή χαμηλή.
Έλεγχος απόδοσης και διαμόρφωση αισθητήρων
Πριν ενεργοποιήσετε τον συναρμολογημένο αισθητήρα για πρώτη φορά, πρέπει να ελεγχθεί προσεκτικά η εγκατάσταση. Εάν δεν εντοπιστούν σφάλματα, μπορεί να εφαρμοστεί τάση. Μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα μετά την ενεργοποίηση του ρεύματος, είναι απαραίτητο να ελέγξετε την απουσία τοπικής υπερθέρμανσης και καπνού. Εάν το "τεστ καπνού" περάσει, μπορείτε να ελέγξετε την απόδοση των αισθητήρων. Οι αισθητήρες στη σκανδάλη Schmitt και στο Arduino δεν χρειάζονται ρύθμιση. Είναι απαραίτητο μόνο να προσομοιώσετε την παρουσία ενός αντικειμένου κοντά στον αισθητήρα (σηκώνοντας ένα χέρι) και να ελέγξετε την αλλαγή στο σήμα στην έξοδο. Ένας ανιχνευτής που βασίζεται σε μια γεννήτρια ραδιοσυχνοτήτων απαιτεί τη ρύθμιση του χρόνου έναρξης παραγωγής χρησιμοποιώντας το ποτενσιόμετρο P1. Μπορείτε να ελέγξετε την έναρξη των ταλαντώσεων με έναν παλμογράφο ή κάνοντας κλικ σε ένα ρελέ.
Φόρτωση σύνδεσης
Εάν ο αισθητήρας είναι σε λειτουργία, μπορεί να συνδεθεί ένα φορτίο σε αυτόν. Μπορεί να είναι η είσοδος μιας άλλης ηλεκτρονικής συσκευής (beeper), αλλά συχνά ο ανιχνευτής απαιτείται για τον έλεγχο του φωτισμού. Το πρόβλημα είναι ότι η χωρητικότητα φορτίου της εξόδου ενός οικιακού αισθητήρα δεν σας επιτρέπει να συνδέσετε απευθείας ακόμη και λαμπτήρες χαμηλής ισχύος. Να γιατί απαιτείται ένα ενδιάμεσο κλειδί σε μορφή ρελέ.
Πριν συνδέσετε τη μίζα, βεβαιωθείτε ότι οι επαφές του ρελέ εξόδου του αισθητήρα σας επιτρέπουν να αλλάζετε την τάση των 220 βολτ. Διαφορετικά, θα πρέπει να εγκαταστήσετε ένα πρόσθετο ρελέ.
Η έξοδος Arduino είναι τόσο χαμηλή ισχύς που δεν μπορεί να οδηγήσει απευθείας ένα ρελέ ή έναν εκκινητή. Θα χρειαστείτε ένα επιπλέον ρελέ με διακόπτη τρανζίστορ.
Εάν όλα τα στάδια της συναρμολόγησης και της διαμόρφωσης ήταν επιτυχή, μπορείτε να εγκαταστήσετε μόνιμα τον αισθητήρα, να πραγματοποιήσετε την τελική σύνδεση και να απολαύσετε τον αυτοματισμό που λειτουργεί σωστά.
