Основные принципы работы датчиков движения

Условия для установки

Прежде чем создавать собственный датчик движения, необходимо определиться с рядом важных условий. Последние влияют на параметры будущего устройства. К числу таких условий относится:

  1. Выбор места установки. От этого параметра зависит конструкция датчика. В частности, если он используется на улице, то необходимо сделать для него влагостойкий корпус. Место установки также определяет уровень мощности, которым должен обладать сенсор.
  2. Наличие преград. Люстры, деревья и другие объекты мешают прохождению сигнала.

Важно отметить, что инфракрасные сенсоры не срабатывают, если в зоне их «видимости» располагается стекло

Как подключить?

Установка контроллера движения на автомобиль своими руками производится при отключенном блоке управления сигнализацией. Расположение автомобильного устройства должно быть скрытным, поэтому, если возникли трудности с его поиском, нужно проконсультироваться у установщиков.

Полезно знать

Если монтаж противоугонной системы выполнялся не самостоятельно, то найти микропроцессорный модуль можно под панелью приборов.

Для бытового датчика нужно заранее выбрать и подготовить место:

Не рекомендуется устанавливать контроллер рядом с батареями, обогревательными системами. Также желательно, чтобы в месте установки не было ультрафиолетовых лучей.
Поверхность для монтажа следует тщательно очистить и обезжирить с помощью спирта

Важно, чтобы поверхность, на которую устанавливается контроллер, не была подвержена воздействию вибраций и других внешних факторов.
В случае когда высота для монтажа не регламентируется изготовителем датчика, его рекомендуется размещать в 2 метрах от поверхности пола. Это позволит обеспечить максимальный диапазон для работы устройства.

Фотогалерея: схема подключения

Карты соединений для монтажа бытового и автомобильного контроллеров движения:


Карта подключения бытового датчика


Схема подсоединения автомобильного контроллера

Инструкция

Руководство по самостоятельной установке регулятора на авто:

  1. В транспортном средстве отключается зажигание, выключается все электрооборудование и аккумулятор. Для этого от батареи нужно отсоединить зажим с отрицательной клеммой.
  2. Выполняется поиск микропроцессора. На блоке управления сигнализацией есть специальный разъем для подключения контроллера объема.
  3. Производится монтаж датчика в салоне машины. Чтобы устройство могло фиксировать любые перемещения, его нельзя устанавливать скрытно. Исключение составляют датчики, которые работают в условиях большого количества стен. Если регулятор предназначен для фиксации движений вне салона, то его следует установить в районе лобового стекла, на панели приборов.
  4. Выполняется подключение регулятора. Для этого разъем с проводом от датчика нужно соединить с колодкой на блоке управления. После подсоединения следует зафиксировать контроллер на месте, чтобы исключить его перемещение во время движения.
  5. Производится укладка провода под облицовкой салона. Не рекомендуется прокладка электроцепи в месте, где имеются движущиеся или трущиеся узлы и механизмы. Для дополнительной защиты кабеля от повышенного износа провод можно обмотать изолентой. Если электроцепи не хватает, ее придется самостоятельно наращивать. Для этого нужно использовать провод аналогичного сечения.
  6. Производится укладка провода под облицовкой салона. Не рекомендуется прокладка электроцепи в месте, где имеются движущиеся или трущиеся узлы и механизмы. Для дополнительной защиты кабеля от повышенного износа провод можно обмотать изолентой. Если электроцепи не хватает, ее придется самостоятельно наращивать. Для этого нужно использовать провод аналогичного сечения.
  7. На место ставится декоративная облицовка. Проверяется работа устройства. Блок управления после подачи питания должен самостоятельно определить дополнительный датчик. При необходимости производится регулировка параметра чувствительности.

Алгоритм по установке бытового датчика:

  1. На поверхности для монтажа с помощью дрели просверливаются отверстия для кронштейна. Производится фиксация крепления для датчика.
  2. Регулятор удара разбирается, пользователь должен демонтировать его лицевую часть.
  3. Производится регулировка винта с учетом высоты, на которую устанавливается устройство.
  4. На следующем этапе выполняется подсоединение контактных составляющих с разъемами на контрольной панели. Положительный вывод подключается к плюсу, отрицательный — к минусу.
  5. Затем задняя часть регулятора крепится на кронштейне с использованием самореза, который входит в комплект поставки.
  6. Выполняется монтаж лицевой части корпуса датчика.
  7. Затем требуется выполнить подсоединение регулятора к домашней сети. После соединения совершается проверка работы устройства, при необходимости производится регулировка чувствительности. При срабатывании контроллера на корпусе загорится светодиодная лампочка.

Завершающий этап

После того, как вы смонтировали компактное устройство, его следует подвесить с внутренней стороны двери, максимально близко к дверной ручке и дверному замку. Также изделие можно разместить и в других местах. Главное, чтобы контролируемая зона была достаточной. В ходе монтажа необходимо следить за тем, чтобы длина проводников и выводов элементов была минимальна. Это позволит избежать помех, в результате наличия которых прибор может начать работать не адекватно. Следуя приведенной инструкции и схеме, собрать своими руками датчик присутствия можно относительно просто. Главное – это смонтировать все составляющие в нужном порядке.

Имитатор охранной сигнализации

В городских многоэтажных домах становится популярным ставить квартиру на охрану, в этом случае покупается дорогостоящее оборудование для охраны от проникновения, а сигналы передаются на пульт охранного предприятия. Но не всякому хозяину такое по карману, да и не всегда это оправданно.

Помните на автомобилях такое устройство, под лобовым стеклом, обычно около руля, размешен красный светодиод, который мигает или постоянно светится? Он предупреждает, что машина под охраной. Так и для квартиры или дачи существуют подобные конструкции или по-другому – имитаторы охранной сигнализации. Они предназначены для того что бы спугнуть неподготовленных и непрофессиональных воришек или домушников.

Выходя из дома, включаем постоянно светящийся светодиод, возвращаясь, отключаем. Чужие люди будут думать, что квартира стоит на сигнализации.

Таким образом, можно считать, что небольшая коробочка и горящий светодиод или лампочка это индикаторы сигнализации, которые дадут понять нарушителю, что сюда соваться не стоит.

Довольно часто можно видеть, что в магазинах, в офисах, на уличных киосках наклеены стикеры различных охранных компаний. Этим тоже можно воспользоваться, приклеив над своей дверью такой стикер. Никто не будет проверять, действительно ли квартира подключена на пульт вневедомственной охраны.

Как сделать (лазерный/с фотоэлементом)?

Сборка датчика

Несмотря на громкое название, лазерный датчик движения – самое техническое решение данного устройства и вполне доступно для сборки в домашних условиях.

Условно, перед началом работ, необходимо четко понимать логическую схему:

  1. Сама система состоит из двух взаимосвязанных устройств – датчика, излучающего определенный световой луч, и сенсора на который этот луч направлен.
  2. Принцип такой пары сенсоров прост – электроника работает при постоянном воздействии света на фотоэлемент, при прерывании светового воздействия фотоэлемент срабатывает, замыкая или размыкая схему, вследствие чего и происходит включение или выключение источника освещения.

Такая схема функциональна в местах, где необходимым условием является пересечение условной линии между двумя сенсорами.

Скорее всего, при изготовлении самодельного сенсора движения понадобятся следующие инструменты и расходные материалы:

  1. Корпус для размещения электронной схемы.
  2. Набор элементов или же готовая элементная схема советского периода блока управления.
  3. Паяльник с припоем или что еще лучше паяльная станция.
  4. Провода различного сечения, резисторы разного номинала.
  5. Крепеж.
  6. Отвертка, плоскогубцы, изолента, кембрик.

Описание схемы

Схема фотоприемника

Датчик с фотоэлементом в предлагаемой схеме будет использоваться для включения освещения. Фотореле, на основе которого конструируется сенсор, будет играть роль включателя, при прохождении между источником света и фотоэлементом.

Здесь нужно уточнить некоторые элементы схемы:

  1. VT1 – фототранзистор.
  2. R1 – резистор, играющий одновременно две роли в схеме: устанавливает рабочую точку и нагружает коллектор. В каждом отдельном случае, номинал резистора придется подбирать путем проб и ошибок.
  3. C1 – конденсатор.
  4. DA1 – операционный усилитель с обратной связью.
  5. R2 – резистор, на котором реализована обратная связь ОУ.

Схема будет работать таким образом:

  1. При попадании светового луча на фототранзистор, VT1 элемент работает как при подаче малого напряжения на базу транзистора.
  2. После этого, фототранзистор открывается и происходит зарядка конденсатора C1.
  3. В момент, когда свет перестает поступать на фоторезистор VT1, конденсатор начинает разряжаться, при этом, напряжение падает, и операционный усилитель DA1 срабатывает и включает другие устройства, будь то освещение или звуковой извещатель.

В качестве источника света для фотоэлемента, можно использовать как обычный лазер на расстоянии несколько десятков метров, так и инфракрасный светодиод для уменьшения заметности линии сигнализации.

Пошаговое руководство

Самостоятельная сборка подобного прибора проводится согласно принципиальному алгоритму:

  1. Собирается источник питания, производится регулировка, контролируется выдающий ток.
  2. На минус блока питания устанавливается резистор.
  3. Далее, диод при помощи катода.
  4. На анод выводится резистор подстройки.
  5. Транзисторный эмиттер соединяется с отрицательным проводом блока питания.
  6. С базовой схемой соединяется резистор.

В результате такой манипуляции должна получиться вот такая конструкция: резистор к минусу, контактор, соединенный с реле, а реле с сигнализатором (лампа или ревун)

Как сделать датчик

Рассмотрим, как создается самый обычный датчик движения для сигнализации. Делается он на основе такой схемы

Нужно приготовить следующие инструменты и детали:

  • объемный корпус (можно взять от старого фотоаппарата);
  • элементная база управления советского образца (купите в любом магазине электрических товаров либо на барахолке);
  • паяльный аппарат;
  • провода;
  • шурупы;
  • отвертка;

Пошаговое руководство выполнения

На базе транзистора собирается автодин, который теперь стал гетеродином и смесительным устройством для сигнализации. Как только в поле, которое охраняется прибором, обнаружится колебания воздуха (движение), то произойдет изменение уровня сигнала. Оно полностью соответствует доплеровскому смещению, и будет равняться нескольким герцам.

Видео: как правильно сделать датчик движения своими руками

Далее, при помощи конденсатора (на схеме С2) и ФНЧ (показан как C1, L3импульс поступит на контакт сигнализации, который по совместительству будет еще и фильтрующей деталью. Благодаря этому, импульс достигнет своего максимума и сохранит на определенное время эти параметры. Резистор (на рисунке R11) отрегулирует чувствительность схемы.

Компараторами в этом случае выступают VD3 – стабилитрон и небольшое реле (К1). Обязательно нужно учесть, что номинальный показатель сетевого напряжения – 11 вольт. Из-за этого мы рекомендуем также присоединить к схеме повышающий сигналы, стабилизатор.

Шаг второй: подгоняем под нужные параметры плату

Вверху нашей платы расположен антенна, её нужно тщательно отполировать и обработать обезжиривающими растворами, очень желательно покрыть канифолью или хотя бы ацетоном, потому, что высока вероятность окисления материала антенны во время её использования.

Следующим нужно обмотать катушку L1 и катушку L2, двенадцатью витками провода маленького сечения (мы взяли ПЭЛ-0,23).

Используя винт диаметром 3, привинчиваем втулку к центральном отверстию будущего датчика, закрепляем, проверяем прочность соединения.

Теперь приступаем к подгонке нашего корпуса. Измеряем его, нужно чтобы плата входила в коробку свободно, т.е. корпус либо распиливается, либо подбирается другой. В нем отмечаем место центра платы и там тоже сверлим аналогичное отверстие, как и на схеме, обрабатываем ацетоном, примеряем плату.

По три миллиметра нужно рассверлить углы в корпусе, где производится монтаж электрической схемы. Допускается некоторое отклонение в зависимости от Ваших крепежных винтов.

Винты, втулка и пластины можно брать любого материала, но обязательно проверяйте равность отверстий и ножек. В отдельных случаях нужно будет еще просверлить отверстия для будущих светодиодов, но в основном они просвечиваются сквозь корпус.

Простейший датчик готов, в собранном состоянии он будет выглядеть приблизительно таким образом. Установка производится по понятной схеме: комнатный светильник или лампу дневного света присоединяем к детектору.

Схема с двумя датчиками

В том
случае, если у вас очень длинный коридор, да еще и с поворотами, приходится
ставить несколько датчиков вдоль стены.

Чтобы не
тянуть отдельное питания к каждому из них непосредственно от выключателя,
применяйте параллельную схему подключения.

Количество приборов здесь не ограничено. Как это работает? Например, зашли вы в начало коридора, сработал первый датчик, освещение загорелось. Вышли из его зоны, дошли до второго прибора — освещение продолжает гореть.

Зашли за
угол, где стоит третий датчик, его элементы замкнулись, лампочки по прежнему
горят. И только когда вы выйдете из зоны покрытия всех элементов, свет через
заданный промежуток погаснет.

Приступаем к сборке

Для того чтобы собрать датчик, вам нужна будет приведенная ниже схема.

Схема

Помимо этого вам понадобится:

  • генератор СВЧ;
  • транзистор КТ371 (КТ368), который должен быть предварительно усилен КТ3102;
  • компаратор;
  • микросхема К554СА3.

Все необходимые компоненты для сборки можно отыскать на радиорынке или в специализированных магазинах электроники. По этой схеме необходимо собрать и припаять вышеперечисленные элементы. По приведенной схеме сенсор будет работать так:

  • генератор вырабатывает СВЧ сигнал;
  • далее он передается на штыревую антенну;
  • затем сигнал отражается от перемещающегося в контролируемой зоне объекта;
  • в результате получается частотный сдвиг;
  • затем происходит его возврат на антенну и СВЧ генератор.

На данном этапе он будет работать по принципу приемника прямого преобразования. Это связано с тем, что полученный сигнал преобразуется в инфразвуковой (низкой частоты). После преобразования сигнала происходит следующее:

  • теперь уже полученные низкочастотные колебания, попадая на предварительный усилитель, усиливаются;
  • затем они передаются на компаратор и преобразуются в импульсы (прямоугольные).

Если отражение сигнала не происходит, то на выходе с компаратора получается напряжение высокого уровня. Подстроечный конденсатор необходим для установления частоты. Она должна быть равна резонансной частоте, имеющейся у антенны.

С конструктивной точки зрения, прибор должен выполняться на печатной схеме, выполненной из стеклотекстолита. Плата должна размещаться на пластмассовом корпусе.

Печатная схема (пример)

В качестве антенны можно использовать кусок жесткого провода. Для ее изготовления лучше выбрать медный провод. Его припаиваем к контактной площадке полученной платы. Вывод антенны осуществляется через выход на корпусе. Специалисты рекомендуют располагать антенну вертикально. Помните, что в непосредственной близости от собранного своими руками датчика не должны размещаться любые экранирующие предметы. Помимо этого следует знать, что для нормального функционирования спаянного изделия его общий провод должен обладать емкостной связью с землей.

Этапы монтажа

Перед началом установки следует внимательно разобраться со схемой датчика движения, которая бывает различной, в зависимости от того, с каким прибором ему предстоит работать. В остальном процесс монтажа стандартен для большинства устройств.

Выбор места установки

ИК-детекторы, предназначенные для автоматического включения освещения следует располагать напротив входной двери. Так человек, входящий в помещение сразу попадает в зону видимости прибора. Если же установить датчик над дверью, то под ней образуется слепая зона, и вошедшему в комнату придётся какое-то время двигаться в темноте, пока датчик не зафиксирует его. То же правило относится и к уличному освещению. В зону действия сенсора должны, в первую очередь попадать места наиболее вероятного появления человека: крыльцо и калитка.

Разделение основного и ночного освещения

Для более эффективной экономии электроэнергии рекомендуется на стадии монтажа произвести разделение работы основных и ночных светильников. Такая схема подключения датчиков движения, хотя и более трудоёмкая, но окупит себя благодаря использованию в ночное время маломощных осветительных приборов.

Принципиальная схема подключения

Схема подключения 2

При выборе схемы подключения нужно решить, будет ли в ней присутствовать выключатель, или же детектор напрямую соединяется с лампой. Подключение датчика движения для освещения с выключателем потребует пропуска жилы с входящей фазой через размыкатель. В этом случае датчик будет срабатывать только при нажатом выключателе.

Для удобства проведения электромонтажных работ, принята стандартная окраска оплётки для разных жил проводки. Входящая фаза обычно пускается по проводу, окрашенному в коричневый, белый или сиреневый цвет. Выходящая – через жилу с красной оплёткой, а нуль – через синий или сине-жёлтый провод.

Наглядные схемы подключения для каждого конкретной марки прибора даны в инструкции от производителя. Входящая, выходящая фаза и нуль присоединяются к соответствующим клеммам датчика.

Настройки после подключения

После установки детектора переходим к его настойке. Различные модели имеют от 2-х до 4-х вариантов регулировки. Обычно это:

  • Уровень освещённости, чтобы датчик не включал свет в дневное время.
  • Установка таймера отключения света.
  • Дальность действия.

Стандартные параметры и условные обозначения кнопок датчика движения на английском языке даны в таблице:

Обозначение Функция Регулируемый параметр
LUX Регулировка уровня освещённости, при котором срабатывает датчик От 5 до 10 000 Люкс
TIME Время действия таймера после исчезновения объекта из зоны обнаружения От 5 секунд до 15 минут
SENS Чувствительность датчика До 12 метров
MIC Регулировка уровня шума при условии подключения к прибору микрофона От 30 до 90 децибел

Как установить датчики движения для включения света своими руками

Небольшая мощность датчиков позволяет монтировать их самостоятельно, при известной технике безопасности –отключение электросети, наличие контрольных инструментов (индикаторов). К каждому прибору прилагается схема датчика движения для освещенияи инструкция с описанными этапами подключения. Следуя им, установить и настроить прибор – легко. Итак:

  1. Если приобретен датчик со встроенной батареей, то монтаж заключается в правильном выборе места для крепления и собственно, само фиксирование на крепеж к стене или потолку. С приборами, работающими от сети в 220В – работа скрупулезнее.
  2. Следует внимательно осмотреть корпус детектора. Литеры L и N означают рабочую и нулевую фазу, соответственно. Соединение со светильником подводится к разъему рабочей фазы – провод зачищается и фиксируется на . Даже если произойдет путаница, порчи прибора не будет, он лишь не заработает.
  3. До того как установить датчик движения для включения света, нужно подать напряжение. Если индикатор не загорается, то имеет смысл подождать до 1 минуты – некоторым моделям требуется время на «раскачку». Если все устраивает, датчик крепят к поверхности соответствующим крепежом.

Настройка прибора

Обычно корпус датчика движения имеет ручку настройки с определенной шкалой или несколькими переключателями – от 2 до 4 шт. Они имеют собственные буквенные обозначения и направление вращения. Например:

  • LUX. Порог освещенности. Означает количество дневного или электрического света, при котором детектор не работает. Для проверки, его устанавливают на максимум, в дальнейшем по потребностям.
  • TIME. Период срабатывания и задержка светового сигнала. По истечении заданного времени, датчик отключается. Если движение продолжилось, прибор вновь включает освещение. Первичная настройка на минимум.
  • SENS и MIC. Сенсоры и микрофон – соответственно. Настройки находятся на инфракрасных, ультразвуковых и комбинированных моделях. Первый параметр настраивается на максимальное значение, второй – на минимальное.

Мнение эксперта

Инженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО “АСП Северо-Запад”

Спросить у специалиста

“Если требуется сделать датчик неприметным, важно заранее выбрать для него место. В случае неправильного положения, прикрывать или маскировать его чем-либо – не рекомендовано. Это снижает чувствительность прибора”

Это снижает чувствительность прибора”

Таблица с картинками к монтажу:

Изображение Этап монтажа
Выбор места монтажа
Осмотр прилагаемой схемы
Зачищаем провода и присоединяем к домашнему освещению
Настройка датчика клавишами
Крепление

Полезные рекомендации до того как подключить датчик движения для освещения

Для долговечной и, главное, качественной работы, важно соблюсти несколько моментов до подключения датчиков движения для освещенияи после:

  1. Пластиковые корпуса приборов – хрупки. Особенной чувствительностью обладает полимерная линза – важный элемент оптики детектора. До монтажа и после с хрупкой системой требуется обращаться бережно.
  2. Наружные датчик движения для включения света нередко лопаются на морозе или деформируются от попадания прямых солнечных лучей. Лучше избегать таких мест установки. Равно как и излишней влажности. Если защищенных мест нет, над приборами устанавливают козырьки.
  3. Внутренние датчики не располагают рядом с или бытовой техникой с технологией УВЧ, инфракрасным излучением и другими функциями, могущими создавать помехи. Максимальная близость описана в инструкции.
  4. Нельзя располагать датчики с лампами накаливания. Эффект будет постоянным, так как нить остывает не сразу, а прибор, рассчитанный на изменение температуры, будет исправно посылать сигнал для активации электричества. «Светомузыка» обеспечена.

Первичная настройка домашнего датчика движения для включения света – не дает гарантии полной безопасности.
Потребуется адаптировать систему полностью под собственный образ жизни – присутствие постороннего человека, а не животных или трепет листьев по ветру. Если полной уверенности в своих силах нет, лучше воспользоваться услугами профессионалов. Они обеспечат надежный результат.

Лазерная сигнализация своими руками

Излучение оптического квантового генератора для контроля пространства используется при охране наиболее ответственных объектов. Для сборки подобной домашней системы потребуются знания и навыки работы с электронными схемами.

Принцип работы

Пересечение луча приводит к прерыванию оптической связи между приемным фотоэлементом и лазером. Изменение напряжения на выходе сенсора инициирует функцию подачи тревоги.


Лазерная сигнализация — это специальное чувствительное устройство.

Блоки

Система состоит из следующих модулей:

  • оптического квантового генератора;
  • излучателя лазерного диапазона;
  • приемного фотоэлемента;
  • релейного преобразователя;
  • цифровой схемы управления;
  • источника электропитания;
  • исполнительного устройства оповещения и (или) отпугивания — сирены, лампы, средства информирования удаленного пользователя.

Система запрограммирована таким образом, чтобы после возобновления оптической связи между излучателем и фотоприемником подача тревожного сигнала продолжалась до момента ее отключения.

Схемы

В качестве источника излучения может быть использована схема и линза лазерной указки. Приемником служит фоторезистор, который следует установить так, чтобы днем на него не падал свет — внутри трубки или другого контейнера, открытого только для направленного потока.


Схема лазерной указки.

Управление осуществляется посредством программируемого контроллера Arduino. Оптический приемник необходимо соединить с контроллером по схеме, приведенной в инструкции. Дополнительная деталь — сопротивление 10 кОм.

После подключения к ПК и запуска среды Arduino IDE нужно залить скетч.

Затем следует отладить излучатель и датчик, обеспечив их оптический контакт. Пару «линза-приемник» следует устанавливать на противоположных стенах на таком расстоянии от пола, чтобы луч нельзя было преодолеть без его пересечения.

Следующий этап: пользователь в мониторе последовательного порта программатора измеряет полученные значения напряжений и устанавливает их пороговые величины (при попадании луча и его прерывании).

Последний этап настройки — подключение фотоприемника к пину контроллера №5 и заливка второго скетча.

В результате прерывания луча уровень выходного напряжения датчика падает ниже установленного порога, а контроллер на выходе выдает тревожный сигнал. Его можно преобразовать в любую требуемую форму: через реле на сирену или с использованием мобильного телефона для дистанционного оповещения.