Mga kategorya: Praktikal na Elektronika, Kagiliw-giliw na mga balita sa koryente, Ang automation sa bahay
Bilang ng mga tanawin: 108781
Mga puna sa artikulo: 3
Ang mga awtomatikong pag-iilaw ay lumipat sa mga sensor ng infrared at acoustic
Pinapayagan ka ng modernong elemental na base ng electronics na lumikha ng mga aparato na simple sa circuitry, ngunit ang pagkakaroon ng isang medyo malawak na hanay ng mga pag-andar. Dati, ang mga kagamitang ito ay magagamit lamang para magamit sa kumplikado at mamahaling mga propesyonal na sistema, at ngayon ang kanilang paggamit ay ginagawang mas komportable at madali ang aming pang-araw-araw na buhay.
Tatalakayin ng artikulong ito ang tungkol sa paggamit ng mga gamit mga sensor ng infrared. Kapag ang mga nasabing sensor ay pangunahing ginagamit sa mga sistema ng seguridad, at ngayon walang nagulat sa mga pintuan na nakabukas sa harap ng bawat papasok na tao o ang awtomatikong pagsasama ng pag-iilaw sa pasukan. At lahat ng ito mga sensor ng infrared! Kadalasan sila ay tinatawag na mga pyroelectric sensor.
Pyroelectric sensor. Ang aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo
Ang mga sensor ng Pyroelectric ay pasibo sa prinsipyo. Nangangahulugan ito na hindi sila bumubuo ng anumang mga signal ng electromagnetic, ngunit ito ay tatanggap ng infraredSamakatuwid, para sa mga tao ay ganap na hindi nakakapinsala.
Ang bawat item ay infrared na mapagkukunan, at ang katawan ng tao sa diwa na ito ay walang eksepsyon din. Ang mga sensor ng Pyroelectric ay idinisenyo sa paraang hindi sila tumugon sa infrared radiation mismo, ang ganap na halaga nito, ngunit sa halip na pagbabago nito. Samakatuwid, kahit isang bahagyang kilusan ng isang bagay, halimbawa, ang isang tao ay makikita ng tulad ng isang sensor.
Bilang isang halimbawa, isaalang-alang ang pyroelectric sensor na IRA-E710 mula sa Murata. Ang aparato nito ay ipinapakita sa Figure 1.
Larawan 1. IRA-E710 pyroelectric sensor aparato
Ang batayan ng pyroelectric sensor ay isang infrared sensitive photocell na gumagawa ng isang de-koryenteng signal proporsyonal sa dami ng radiation. Upang tumugma sa photocell gamit ang circuit at ang paunang pagpapalakas ng signal, ginagamit ang isang trans-transpormasyong patlang.
Kung ang sensor ay itinayo sa isang photocell lamang, pagkatapos ito ay mag-trigger hindi lamang mula sa mga gumagalaw na bagay, kundi pati na rin mula sa panlabas na temperatura, sikat ng araw, mula sa mga radiator at pagbabago ng temperatura ng sensor mismo, o sa halip nito katawan.
Sa madaling salita, ang kaligtasan sa ingay ng naturang sensor ay masyadong mababa. Upang madagdagan ito, ang mga sensor ng pyroelectric ay ginawa batay sa dalawang photocells na kasama sa kabaligtaran na direksyon, tulad ng ipinakita sa figure, na nagbibigay-daan sa iyo upang mabayaran ang mga kadahilanan na nabanggit.
Ang nasabing sensor ay tumugon lamang sa mga pagbabago sa kadakilaan ng radiation, na nagpapahintulot na magamit ito bilang isang detektor ng paggalaw. Ang isang mas malaking pagiging maaasahan sa pagpapatakbo ng sensor ay ibinibigay ng isang light filter na nakatutok sa isang haba ng haba ng 5-14 microns. Ang ganitong radiation ay pinaka katangian ng katawan ng tao.
Gayunpaman, hindi dapat isipin ng isang tao na pinipili lamang ng sensor ang paggalaw ng mga pinainit na bagay. Mayroong palaging isang tiyak na background ng infrared sa silid, kaya ang paglipat ng anumang bagay, kahit na may nakapaligid na temperatura, ay nagdudulot ng pagbabago sa pangkalahatang background at ang mga nag-trigger ng sensor.
Ang mga kawalan ng inilarawan na sensor ay kasama ang katotohanan na ito ay sensitibo lamang sa mga transverse na paggalaw, iyon ay, mula sa isang photocell papunta sa isa pa. Kapag gumagalaw sa mga ibabaw ng parehong mga photocells, ang signal ay hindi bubuo. Samakatuwid, kapag ang pag-install ng naturang mga sensor, dapat silang ma-orient nang naaayon, tulad ng tatalakayin sa itaas.
Upang mapupuksa ang tulad ng isang nakakapinsalang epekto para sa lalo na mga kritikal na kaso, sila ay binuo at inilalapat. mga sensor batay sa apat na photocells. Totoo, ang mga sensor ng ganitong uri ay mas kumplikado at mahal, na din kumplikado ang pamamaraan ng kanilang koneksyon at kontrol.
Ang mga sensor ay magagamit para sa maginoo at ibabaw ng mount (SMD) na pag-mount. Ang kanilang hitsura ay ipinapakita sa Figure 2.
Larawan 2. IRA-E710 Sensor. Hitsura
Ang paggamit ng mga sensor ng paggalaw
Orihinal galaw sensor inilaan upang lumikha burglar alarm system. Sa pag-unlad ng base ng elemento, ang mga sensor ng pyroelectric ay naging mas mura at mas abot-kayang, na pinapayagan silang magamit para sa mga hangarin sa domestic.
Ito ay higit sa lahat awtomatikong pagsasama ng pag-iilaw, pagbubukas ng pinto, pati na rin ang pamamahala ng mga sistema ng pagsubaybay sa video. Ang ganitong automation ay nagbibigay-daan sa iyo upang makatipid ng isang makabuluhang halaga ng koryente o init sa silid. Kapag ginamit sa mga sistema ng pagsubaybay ng video, ang espasyo ay naka-save sa mga hard drive ng computer na kumokontrol sa pagpapatakbo ng system ng video.
Ang algorithm ng awtomatikong switch ng ilaw
Kapag ang ilaw ay awtomatikong naka-on, halimbawa, sa isang pasukan, kapag ang isang tao ay lilitaw sa larangan ng view ng aparato, ang ilaw ay dapat i-on at i-off pagkatapos ng ilang oras. Habang ang isang tao ay nasa larangan ng pagtingin ng aparato, ang pag-iilaw ay hindi dapat patayin, tumataas ang bilis ng shutter. Sa liwanag ng araw, ang awtomatikong pagsasama ng ilaw ay hindi dapat mangyari.
Ang mga spotlight na may isang sensor sensor na idinisenyo para sa panlabas na pag-install ay gumagana din nang eksakto: ang pag-iilaw ng mga pintuan at bakuran malapit sa bahay, mga hagdan sa pasukan sa tindahan at sa iba pang mga kaso. Ang mga nasabing mga spotlight ay magagamit kasabay ng isang sensor ng paggalaw, o maaaring maghiwalay ang motion sensor.
Isa sa awtomatikong control circuit circuit ipinapakita sa figure 3.
Larawan 3. Ang scheme ng control control mula sa isang sensor ng paggalaw (mag-click sa larawan upang matingnan ang scheme sa isang mas malaking format)
Paglalarawan ng circuit
Bilang isang tatanggap ng infrared radiation sa circuit na ginamit pyroelectric sensor PIR1. Sa harap ng mga photocells nito, isang modyul na lattice ng makitid na opaque at transparent na guhitan ay naka-install, na matatagpuan nang pahalang. Samakatuwid, lumiliko na para sa isang photodetector, ang isang bagay na gumagalaw sa mga banda ng rehas ng modulation ay bukas o sarado, na nagiging sanhi ng hitsura ng isang alternating boltahe sa output ng sensor.
Ang naunang nabanggit ay isinalarawan sa Figure 4, na nagpapakita ng tamang lokasyon ng sensor. Ang laki ng bagay na napansin ng aparato ay tinutukoy ng bandwidth ng rehas ng modulation. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng bandwidth, maaari mong ayusin ang sensitivity ng aparato sa kabuuan. Ang lapad ng saklaw ng aparato ay maaaring maiakma sa pamamagitan ng pagbabago ng laki ng lattice modulation ng window.
Larawan 4. diagram ng pag-install ng sensor ng Paggalaw
Ang kapangyarihan ng panloob na amplifier ng PIR1 sensor ay ibinibigay sa output nito 1 sa pamamagitan ng filter R1C1. Ang output signal ng sensor ay tinanggal mula sa pin 2 at pinakain sa non-inverting input ng pagpapatakbo amplifier 1 ng uri ng DA1 na LM324 chip. Ang chip na ito ay apat na mga operational amplifier (op amps) na independiyenteng sa bawat isa. Ang tanging bagay na pinag-iisa sa kanila ay ang mga karaniwang konklusyon ng kuryente at ang kaso.
Ang isang amplifier na may nakakuha ng halos 150 ay tipunin sa OS1, kung saan direktang nakakonekta ang sensor ng PIR1. Kung walang paggalaw sa lugar ng saklaw ng sensor, kung gayon sa output ng OS1 isang palaging antas ng boltahe, tungkol sa kalahati ng boltahe ng mapagkukunan ng kuryente, ay pinananatili.
Kapag ang isang gumagalaw na bagay ay napansin sa larangan ng view ng sensor sa terminal 2, isang alternatibong boltahe ang lumilitaw, na pinalakas ng OS1. Sa output ng OS1, lumilitaw ang isang variable na sangkap, na pinapakain sa pamamagitan ng isang kapasitor C2 sa susunod na yugto ng pag-amplification na isinagawa sa OS2 na may pakinabang na tinatayang 100.
Matapos ang mga yugto na ito, ang signal ay pinalakas sa kinakailangang antas na dumating sa input ng comparator sa OU3 - pin 10 ng maliit na chip ng DA1. Ang antas ng tugon ng paghahambing ay natutukoy ng halaga ng mga resistors na R8, R11, R20. Sa paunang estado, ang output boltahe ng comparator ay mababa.
Kung sa output ng ОУ2 - output 14 - hugis-parihaba na pulso ay lumilitaw na lumampas sa tinukoy na antas ng operasyon, sa output ng paghahambing ОУ3 - output 8 - lilitaw ang isang mataas na antas ng boltahe, mas tiyak, ang mga pulso na singilin ang kapasitor C7. Pinipigilan ng VD5 diode ang paglabas ng kapasitor na ito sa pamamagitan ng output ng comparator kapag ito ay mababa. Samakatuwid, ang kapasitor ay maaari lamang mailabas sa pamamagitan ng serial circuit R14 at R22. Gamit ang isang variable na risistor R22, ang oras ng paglabas ay maaaring itakda sa loob ng 5 segundo ... 5min.
Ang boltahe na naipon sa capacitor C7 ay ibinibigay sa hindi pag-iikot na input ng pangalawang comparator, na ginawa sa OS4, ang antas ng pagtugon kung saan ay itinakda ng divider R9, R13. Ang output signal ng comparator na ito ay pinakain sa base ng transistor VT1, na, gamit triac Kinokonekta ng VD2 ang pagkarga.
Ang oras ng pagtugon ng comparator sa OS4 ay tinutukoy ng oras ng singil ng kapasitor C7, na pinatataas ng oras ng pagtugon ng sensor: hanggang sa tumigil ang paggalaw sa larangan ng pagtingin ng aparato, ang kapasitor C7 ay muling mag-recharge. Kaya, habang ang isang tao ay lumilipat sa silid, ang pag-iilaw ay hindi garantisadong i-off.
Upang hindi i-on ang pag-iilaw sa mga oras ng liwanag ng araw, ang aparato ay naglalaman ng isang light sensor na ginawa sa isang VD7 photodiode ng uri FD263, na nakabukas sa kabilang direksyon. Ang mga mode ng operasyon ay itinakda ng divider R15, R23.
Ang boltahe mula sa makina ng variable na risistor R23 ay ibinibigay sa base ng transistor VT2. Habang ang madilim na photodiode ay sarado sa silid at ang boltahe sa base ng transistor VT2 ay mataas, samakatuwid ito ay sarado at hindi nakakaapekto sa pagpapatakbo ng circuit.
Sa pagtaas ng pag-iilaw, bubukas ang photodiode, at ang boltahe sa base ng VT2 patak, na humahantong sa pagbubukas nito. Ang isang bukas na transistor sa pamamagitan ng isang VD9 diode ay nag-iwas sa signal mula sa output ng op amp 2 sa input ng comparator sa op amp 3. Samakatuwid, ang capacitor C7 ay hindi singilin at ang ilaw ay hindi i-on.
Upang maiwasan ang sensor ng daylight mula sa pag-on sa ilaw na dumating ang araw, ang operasyon nito ay naharang sa pamamagitan ng VD8 diode na konektado sa output ng comparator sa OU4. Ang Capacitor C10 ay nagbibigay ng pagkaantala sa pag-on sa ambient light sensor kapag naka-on ang lampara, sa gayon pinipigilan ang mga maling alarma ng sensor.
Ang kapangyarihan ng aparato ay walang pagbabago. Sa pamamagitan ng quitoring capacitor C9, ang boltahe ng mains ay ibinibigay sa isang rectifier na ginawa sa mga diode VD4 at VD6. Ang ripple ng rectified boltahe ay na-clear ng capacitor C8, at ang boltahe ay nagpapatatag sa 16V ng Zener diode VD3. Ang boltahe na ito ay ginagamit upang mabigyan ng lakas ang pangunahing yugto sa transistor VT1, na kinokontrol ang operasyon ng switch ng kuryente sa triac VD2.
Ang isang 9.1V parametric boltahe regulator ay tipunin sa mga elemento na R2, C3, at VD1, na ginagamit upang mabigyan ng kapangyarihan ang lahat ng mga node ng aparato: isang sensor ng PIR, DA1 microcircuit, at sensor ng larawan ng araw sa transistor VT2.
Ang inilarawan na circuit ay ginawa bilang isang kit ni Master Kit. Ang kit ay naglalaman ng lahat ng kinakailangang mga bahagi ng radyo, isang tapos na circuit board at isang pabahay para sa pag-iipon ng aparato, na ipinapakita sa Figure 5. Kasama rin sa kit ang mga tagubilin para sa pagpupulong at pag-set up ng aparato.
Bagaman sa pangkalahatan ang circuit ay itinuturing na simple, at sa pagpupulong na walang error mula sa mga magagamit na bahagi, dapat itong magsimulang gumana kaagad, nais kong iguhit ang pansin sa katotohanan na ito ay walang kapangyarihan na walang pagbabago. Samakatuwid, sa panahon ng pagpupulong at komisyon, dapat kang maging maingat, sumunod sa mga regulasyon sa kaligtasan, at kahit na mas mahusay, gumamit ng isang ibinahagi na transpormer.
Larawan 5. Kaso mula sa Master Kit kit
Ang circuit ay ganap na pumapasok sa operating mode sa isa at kalahati hanggang dalawang minuto pagkatapos ng pag-on, samakatuwid lahat ng mga setting ay dapat gawin pagkatapos ng oras na ito ay lumipas. Ang mga setting ay simple at nabawasan sa pagtatakda ng kinakailangang oras ng pagkaantala ng resistor R22, at sa tulong ng risistor R23 ang threshold ng light sensor ay napili.
Ang threshold ng motion sensor mismo ay natutukoy ng halaga ng risistor R11.Kung kinakailangan ang pagtaas ng pagiging sensitibo, ang halaga nito ay maaaring mabawasan. Alinsunod dito, na may isang malaking bilang ng mga maling positibo, kakailanganin mong baguhin ang halaga sa direksyon ng pagtaas.
Ipinapakita ng Figure 6 ang isa pang diagram ng isang sensor ng infrared motion, na halos kapareho sa circuit na ipinakita sa Figure 3.
Larawan 6. Infrared motion sensor. Pagpipilian 2 (mag-click sa larawan upang palakihin)
Ang isang katulad na pamamaraan ay nilagyan ng isang searchlight na may lampara ng halogen sa anyo ng isang solong aparato, at naka-install, bilang isang patakaran, sa mga pasukan ng mga pribadong sambahayan. Ang layunin nito ay upang i-on ang ilaw sa bakuran kapag dumating ang mga may-ari ng bahay, at bilang karagdagan upang balaan ang mga may-ari tungkol sa pagtagos ng mga panauhin, kabilang ang mga hindi inanyayahan, sa teritoryo. Ang pamamaraan mismo ay halos kapareho sa naunang isa at gumaganap ng parehong mga pag-andar, kaya hindi kinakailangan ang isang detalyadong paglalarawan. Manatili lamang tayo sa mga indibidwal na node.
Bilang isang sensor ng infrared, ginagamit ang isang phototransistor ng PIR D203C, ang signal kung saan pinapakain sa DA1 chip, katulad ng sa nakaraang circuit. Ang sensitivity ng sensor ay nababagay ng isang variable na resistor VR3. Ang light sensor ay ginawa sa isang photoresistor CDS, na, sa pamamagitan ng daylight transistor VT2, hinarangan ang operasyon ng transistor VT1, na kasama ang isang control control relay. Samakatuwid, sa araw, ang pagsasama ng searchlight ay hindi nangyayari.
Tulad ng nauna, ang circuit ay naglalaman ng pagkaantala ng oras, na isinasagawa sa kapasitor C14, ang oras ng paglabas kung saan ay kinokontrol ng isang variable na risistor VR1. Ang mga limitasyon ng oras ng pagsasaayos ay ipinapahiwatig nang direkta sa diagram.
Ang isang halogen spotlight na may sensor sensor ay idinisenyo para sa pag-install sa kalye, kaya ang mga pusa, aso o iba pang maliliit na hayop ay maaaring mahulog sa lugar ng saklaw ng sensor, bilang karagdagan sa mga tao. Maaari itong maging sanhi ng maling maling pag-trigger ng mga sensor at pagsasama ng ilaw.
Upang maprotektahan laban sa gayong maling alarma, inirerekumenda na mag-install ng isang proteksiyon na screen sa harap ng sensor, na kung saan ay medyo limitahan ang hanay ng kakayahang makita ng aparato mula sa ibaba: sapat na upang makita hindi ang buong pintuan, ngunit lamang sa itaas na kalahati nito, upang makilala ang taong dumating.
Sa mas kumplikadong mga sensor ng paggalaw, ang problemang ito ay nalulutas ng integrated microcontroller, na kung saan ay lubos na may kakayahang matukoy ang laki ng isang bagay: isang makina, isang tao, o isang mouse. Siyempre, ang mga naturang sensor ay mas mahal.
Ang mga awtomatikong pag-iilaw ay lumipat sa mga sensor ng tunog
Para sa light control sa mga pasukan ng mga gusali ng apartment ay ginagamit din optical acoustic switch. Ang mga switch ay naglalaman ng isang mikropono, isang optical sensor, at isang output key aparato.
Ang lohika ng pagpapatakbo ng mga naturang switch ay pareho sa na sa infrared: sa araw, ang mikropono ay naka-off sa pamamagitan ng isang optical sensor, at sa dilim ang pag-iilaw ay i-on kahit na may hindi gaanong mahalagang tunog sa pasukan. Ang oras ng pagkakalantad ay humigit-kumulang 1 minuto, pagkatapos kung saan lumabas ang ilaw.
Sa bagong paglitaw ng mga tunog, ang pag-ikot ng pag-ulit. Ang pagiging sensitibo ng mikropono ay tulad na nakakakuha ito ng tunog sa layo na 5 m, na sapat na para sa mga kondisyon ng pag-access. Siyempre, ang isang sensor ay hindi maaaring magamit sa kalye, dahil ang ilaw ay i-on mula sa anumang tunog, halimbawa, mula sa isang kotse na dumaraan.
Sa istruktura, ang acoustic-optical switch ay magagamit sa dalawang bersyon: alinman bilang isang hiwalay na yunit na naka-mount sa isang pader o kisame, o built-in sa mga luminaires ng iba't ibang mga disenyo. Ang nasabing switch ay ipinapakita sa mga numero 7 at 8, ayon sa pagkakabanggit.
Larawan 7. Lumipat sa optical-acoustic switch na naka-save ng enerhiya EV-05
Larawan 8. Lampara ng 01 na may integrated optical-acoustic switch
Ang presyo ng naturang mga switch, bilang isang panuntunan, ay mas mababa sa mga switch na may isang sensor ng infrared, kaya maaari silang inirerekomenda para magamit sa mga serbisyo sa pabahay at pangkomunidad, kahit na hindi ito ibinubukod ang pag-install ng mga sensor ng infrared.
Basahin din:Paano pumili, i-configure at ikonekta ang isang relay ng larawan para sa panlabas o panloob na ilaw
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: