Датчик присутствия своими руками

Бесконтактный датчик присутствия

Предлагаю устройство из разряда «электрических фокусов», в основе которого лежит чувствительность полевых транзисторов к статическому электричеству и сетевым наводкам. За основу взята простая схема искателя скрытой проводки на полевом транзисторе, однако проведя ряд экспериментов и немного переработав ее, удалось получить вполне самостоятельный и надежный автомат, реагирующий на изменение электрического поля.

«Голубая мечта» лентяя — автоматизировать быт в доме до такой степени, чтобы все световые, нагревательные, ионизирующие и другие приборы включались автоматически, без воздействия привычных и не оригинальных электрических выключателей. Итак, вы приходите домой после утомительного и «непростого» дня, когда не хочется даже есть, а хочется только прилечь, не спеша подходите к любимому дивану, ложитесь, и, о чудо! Тут же мягким светом загорается бра. Остается взять в руки книжку, включить с помощью ПДУ телевизор или музыкальный центр.

Чтобы воплотить в реальность такие мысли, нужно совсем немного — собрать приведенную на рис.1 простую схему.

Рис.1. Принципиальная схема датчика

К контактам исполнительного реле подключается нагрузка. Фазный изолированный провод «Ф» диаметром 0,8. 1 мм располагается «улиткой» из 5. 6 витков и закрепляется на внутренней обшивке (стороне) сидения дивана (рис.2).

Рис.2. Схема установки датчика

На расстоянии 5. 6 см от него, чуть ниже относительно плоскости кресла (дивана), ближе к полу, располагается антенна WA1 описываемого устройства, а рядом крепится и оно само в неэкранированном корпусе. Когда кто-либо садится (опирается, ложится) на диван, под весом человека он прогибается, и электрическое поле вокруг провода «Ф» приближается к датчику-антенне и улавливается им. В результате включается исполнительное устройство. При прекращении воздействия на диван антенна оказывается вне зоны воздействия электрического поля, реле отключается, бра гаснет.

Антенна представляет собой отрезок металлической спицы для вязания или аналогичной токопроводящей проволоки общей длиной до 20 см загнутый «вопросительным знаком».

Принцип действия устройства. Когда в зоне чувствительности антенны WA1 нет электрических (сетевых) наводок, полевой транзистор VT1 (хорошие результаты получаются с КП103Д) открыт, и шунтирует остальную часть схемы, не давая на базу VT2 достаточного потенциала для открывания. Реле К1 обесточено.

При воздействии электрического поля на затвор VT1 он закрывается, выпрямленный диодной цепочкой и отфильтрованный С1 положительный потенциал поступает на базу VT2, открывает электронный ключ, включает реле и нагрузку. Резистор R2 следует подобрать для стабильного открывания ключа. Как показали опыты, номинал R1 может находится в пределах 100 кОм. 5 МОм. Диоды VD1. VD3 — обязательно германиевые (типа Д2, Д9). Конденсатор С1 — типа К50-6, емкостью 50. 200 мкФ. Резистор R3 ограничивает ток базы VT2. Вместо КТ312Б можно использовать КТ315 с любым буквенным индексом. Диод VD4 исключает дребезг контактов реле и сглаживает броски обратного тока через К1. Если дребезг контактов до конца устранить не удается, необходимо подключить параллельно реле электролитический конденсатор емкостью не более 50 мкФ в соответствующей полярности.

Налаживание устройства включает в себя подбор расстояния между антенной и фазным проводом, и подбор R2 в указанных пределах. При настройке его нужно заменить на подстроечный резистор сопротивлением 2,2 МОм с последовательно подключенным постоянным резистором на 100 кОм.

При изготовлении устройства следует соблюдать меры электробезопасности (при монтаже и подключении фазного провода) и меры защиты от статического электричества при работе с полевым транзистором. Производить его монтаж и настройку схемы следует, заземлив маломощный паяльник (не более 25 Вт) и надев на руку антистатический заземленный браслет.

Схема работоспособна при напряжении питания 9. 12 В. Реле следует подобрать, исходя из этих параметров.

Хорошие результаты достигаются при использовании данного узла на полевом транзисторе в качестве устройства поиска неисправностей в высоковольтных цепях автомобилей.

Такую схему можно применить в качестве бесконтактного датчика-сигнализатора открывания двери (антенна удаляется от фазного провода) или в качестве своеобразного устройства ограничения доступа в какое-либо помещение. В этом случае в тонкую ячейку между замаскированным источником сетевых наводок и антенной устройства вставляют магнитную или металлическую карточку. В последнем случае принцип действия электроники должен быть изменен на обратный (срабатывание реле при прекращении воздействия наводок).

Датчик присутствия своими руками

Автор: sathv,
Опубликовано 14.11.2017
Создано при помощи КотоРед.

Двухканальный инфракрасный датчик присутствия на TSOP.

Предлагается схема инфракрасного датчика препятствий с использованием фотоприемника пульта ДУ на TSOP1736. Подобные самодельные устройства есть на сайтах робототехники, упоминается даже упрощенный “дальномер”. После прочтения таких статей захотелось внести свою лепту в дело использования микросхем не по назначению.
Можно ли вообще измерять расстояние по мощности отраженного излучения? Да, примерные измерения возможны, поскольку большинство используемых нами вещей — руки, головы, хвосты и лапы — хорошо отражают ИК излучение в диапазоне 0,95 мкм; если поле зрения ИК-передатчика и приемника ограничить небольшими телесными углами, вписывающимся в отражающий в направлении излучателя предмет , то принимаемая мощность будет обратно пропорциональна кубу расстояния (приблизительно), а поскольку коэффициент отражения материала входит в затухание в первой степени, то его влияние невелико. Понятно, что о точности речи быть не может, но можно попытаться установить несколько зон, например- “близко”, “далеко”, “ничего не видно”.
После этого следует решить, как определять эти зоны? Конечно, по мощности, при которой принимаемый сигнал пропадает. Но момент пропадания сигнала при изменении мощности излучающего ИК-диода фиксируется нечетко и с большой дисперсией результата, что позволяет определить только две зоны- “видно” и “ничего не видно”. Этого недостаточно, поэтому было решено подсчитывать количество ошибок в цикле из восьми импульсов. Если ошибка одна или две- цикл принят, если больше двух, то не принят. Ошибка определяется по ошибочному появлению на выходе TSOP высокого уровня вместо низкого при наличии ИК-импульса. Поскольку применен не манчестерский, а простой импульсный код, ошибки в “нулях” ИК-последовательности считать мало смысла- это только фон, например, от ламп дневного света.
И последнее условие для разработки. Микросхема TSOP , наверное, имеет АРУ (может быть с выделителем тактовой частоты 36 КГц) с постоянной времени около 1 мс (поскольку в описании рекомендуется делать пробелы между импульсами на поднесущей 36 КГц не менее 15 или 12, т. е. 28мкс х 15= 420 мкс). Этот параметр, как оказалось, сильно влияет на чувствительность фотоприемника при приеме сигнала переменной мощности. Если перерывы между импульсами слишком длинные, чувствительность ухудшается и приемник “слепнет”, если слишком короткие, приемник “пытается“ принимать самый слабый сигнал и порог пропадания размывается. Оптимальный пробел между циклами из восьми импульсов общей длиной 9мс по необъяснимой причине оказался 15-20мс; эта величина и была сохранена в программе. Кроме того, мощность сигнала должна изменяться от максимума к минимуму, а не наоборот. Чтобы 15-20мс перерыва не пропадали даром, в схему добавлен второй ИК-датчик, который работает независимо от первого в вышеназванных пробелах между циклами. При этом, конечно, передатчик одного датчика не должен “засвечивать” приемник другого.
После этого вступления рассмотрим алгоритм работы датчика.
На диаграмме ниже показаны последовательности импульсов с четырьмя уровнями мощности. В верхней строке- излучение ИК-диода, импульсы с частотой 36 КГц (периодом 28мкс) разной скважинности в количестве от 10 до 25. Так формируются импульсы с периодом 1120 мкс и длительностью от 280 до 700 мкс и регулируется излучаемая оптическая мощность, составляющая, примерно,
-32 , -28, -24 и -20дБм (при работе в непрерывном режиме; это не совсем та мощность , которая присутствует на поднесущей 36КГц ИК-излучения, но позволяет сравнить мощность излучения датчика, например, с пультом управления телевизором,-его мощность около -20дБм).
Во второй строке показаны следующие друг за другом циклы из восьми импульсов со ступенчато увеличивающейся мощностью; длительность цикла составляет:
8 х 1120мкс(импульсы первого датчика)
+ 3мс(пробел)
+ 8 х1120мкс (импульсы второго датчика)
+ 3мс(пробел)
= 24мс.
Четыре таких цикла образуют с-цикл (так уж он оказался назван; в отличие от рисунка импульсы в программе следуют не с возрастающей, а с уменьшающейся мощностью). С-цикл имеет длительность24 х4= 96мс, в нем определяется уровень мощности (обозначенный в программе как GR), при котором принимаемый сигнал пропадает (число ошибок в цикле становится больше двух), при этом GR может принимать значение от ноля до четырех. Проверка принятых импульсов на ошибку производится сразу по окончании передачи последнего импульса из заполнения 36КГц (см. первую строку рис.1); это допустимо, поскольку задержка импульсов на выходе TSOP составляет около 150мкс и момент определения ошибки сдвигается ближе к средней, плоской части принятого импульса.
К сожалению, в одном с-цикле достоверно определить уровень пропадания сигнала не получается. Мешают помехи люминисцентных ламп, солнечные блики, изменение отражающих поверхностей. Поэтому пришлось усреднять результат по четырем с-циклам. Получился м-цикл длительностью 96 х 4=384мс, в котором суммируются значения четырех GR. Сумма может меняться от 0 до 16:
— сумма GR= от 0 до 2, это зона “близко”(если сигнал вообще не пропадает, то GR присваивается ноль),
-сумма GR= от 3 до11, это зона “далеко”,
-сумма GR= от 12 до 16, это зона “ничего нет”,
— также, если минимальное или максимальное значение GR повторяется три раза, то не выполняется четвертый с-цикл и м-цикл прекращается,- зона определяется как “близко” или “ничего нет”(это укорачивает м-цикл на ¼ ).
За стабильность результата пришлось дорого заплатить,- значительным снижением быстродействия; минимальная частота определения положения всего 2,6 Гц (1 /0,384) . В действительности частота определения составляет 4-5 Гц из-за того, что при пропадании отраженного сигнала с-цикл прекращается, значение GR записывается и с максимальной мощности начинается новый с-цикл.
Датчик имеет второй канал измерения, который позволяет создавать разные алгоритмы работы . В предлагаемой конструкции это “датчик прохождения”, который переключает исполнительное устройство только при поочередном появлении препятствия у двух датчиков в определенном порядке за заданный промежуток времени.
Программа для датчика разработана в среде MPLAB и приложена ниже с краткими пояснениями . В ней не трудно поменять логику работы датчика, величины задержек времени. Изменить дальность обнаружения проще меняя размер поля зрения датчика; в пределах
+/- 20%. мощность излучения можно изменить сопротивлениями, включенными последовательно с ИК-диодами.
Схема датчика показана на рисунке:

Основой ее служит контроллер PIC16F84A-04 с кварцем на 8МГц. Надежность этого PIC’а при увеличении тактовой частоты как будто не страдает, а цена датчика уменьшается. Первый канал образован ИК-диодом VD9 и приемником TSOP (без индекса), второй ИК-диодом VD8 и приемником TSOP Y. Включенные на выходе приемника диоды Шоттки служат для получения положительного и отрицательного фронта одинаковой длины при переключении приемника (на случай использования другого кода и алгоритма определения ошибок).
Выход RB4 используется как датчик движения- на нем устанавливается “единица” при изменении состояния любого датчика, которая через несколько секунд сбрасывается.
Выход RB2, импульсы с-цикла удобно использовать для синхронизации осциллографа при проверке работы каналов. Также, он используется в модели Proteus’а для имитации принятого приемником сигнала. Проект также приложен ниже, он позволяет полностью проверить передающую часть датчика и устранить некоторые ошибки в приемной. Для имитации реальных условий с меняющимся коэффициентом отражения он, конечно, не предназначен.
Выход RB7 управляет исполнительным механизмом- электромотором. На порт RB6 подается импульс от концевого выключателя Q2, останавливающий поворачиваемый электромотором рычаг в заданном положении. При поломке и несрабатывании Q2 рычаг останавливается через некоторое время таймером датчика. Кнопка Q1 служит для ручного изменения состояния RB7 при настройке или какой-либо ошибке. Светодиоды VD1и VD2 показывают состояние первого датчика, VD3 и VD4 — датчика Y, выключенные светодиоды обозначают зону “ничего не видно”.
Питает устройство источник напряжением 5В +/- 5% и максимальным током нагрузки не менее 150мА и 12В, 100мА.
Для описания конструкции и применения датчика приходится сделать мало интересное отступление, не касающееся электроники. ИК-датчик изготовлен после неудачных попыток утепления хода на холодную веранду нашей кошки Мурки. То, что представлялось элементарным, на самом деле таковым не оказалось и растянулось с большими перерывами на несколько лет. По замыслу, кошка должна пройти через утепляющую завесу; после прохождения завеса как-либо уплотняется. Причем нельзя использовать дверки, чтобы не напугать животное, а также предусмотреть возможность прохода при пропадании сети (чтобы не оставить мерзнуть кошку на веранде). В разное время были изготовлены или испытаны датчики,- все не подходящие для обнаружения небольших тел:
— емкостной имел небольшую дальность и к тому же был нестабильным;
— датчику на фототранзисторе требовалась подсветка;
— два промышленных пироэлектрических датчика движения дороги и технологически не вписываются в простую конструкцию;
— инфракрасный барьер на основе контроллера требовал большого свободного от предметов пространства;
— датчик присутствия-выключатель от Aliexpress подходил лучше всего, но не имел четкой границы срабатывания.
Описанный двойной ИК-датчик контролирует границы зон по обе стороны капитальной стены и включает моторчик с редуктором, который с помощью П-образного стержня расправляет завесу после возвращения кошки с прогулки, что позволило воплотить первоначальный замысел утепления. Даже при значительных помехах от ЛДС, изменениях окружающих поверхностей, размерах и густоте кошачьей шубки (привлекались два почти добровольца) простейший алгоритм контроля поочередного переключения датчиков от зоны к зоне обеспечивал адекватную работу устройства. Примерное расстояние обнаружения указано в таблице:

(пред. изм. от 0 до 16)

Схематический рисунок и фотографии конструкции представлены ниже:
— на фото1 показан первый датчик с излучателем и приемником,

— на фото2 его расположение у прохода в стене,

— на фото3 видны второй датчик, корпус со схемой и мотор с редуктором и П-образным стержнем (синего цвета),

— на фото4 плата и механическая часть поближе,

— на фото5 завеса после прохода кошки,

— фото6, это момент приподнимания завесы,

— и на фото7 расправленная завеса без промежутков.

Видно, что приемник и передатчик датчика помещены в половинки корпуса маркера и закреплены на общем основании . Длина корпуса составляет 6,5 см, диаметр 1,4 см, что дает поле зрения на границе зоны 0,2м ( “близко”) диаметром 5см, на границе зоны 0,8м (“далеко”) – 18см. Это означает, что при диаметре любого предмета 15-20см, попавшего в поле зрения датчика, расстояния будут определяться более-менее правильно. Конечно, передатчик и приемник не обязательно размещать рядом,- все зависит от предназначения датчика.

После прочтения написанного возникает вопрос,- не проще ли положить в отверстие стены кабель для обогрева труб не пользуясь электроникой. Конечно проще и может быть эффективнее. Но идет 21-й век и недалеко то время, когда двери будут управляться кототрекером, поэтому нужно торопиться, пока примитивные фотодатчики не ушли в прошлое.

Датчики присутствия для включения света

Датчики присутствия для включения света собственноручно

Кратко о датчиках

Датчики присутствия для включения света — одним из самых простых датчиков движения является концевой выключатель вмонтированный проем двери. Так же и принцип его работы не сложный — срабатывает, когда дверь открывается или закрывается. Довольно простенькая схема используется в холодильнике, в домашнем баре, которая при открывании двери включает освещение. Эту конструкцию можно применить в подсобном помещении, в прихожей квартиры, на входной двери подъезда. По этой аналогии можно изготовить «дежурку» выполненную на светодиодах, используя такой «концевик» либо сигнализацию, которая будет предупреждать при срабатывании.

Именно такие приборы, состоящие из электромеханического устройства геркона и магнита сейчас устанавливают в помещениях находящихся под охраной. Тем не менее это устройство имеет свое слабое звено — узко направленное применение. Если потребуется контролировать большие внешние территории, крупные помещения, то от них пользы не будет никакой. Что касается проходов открытого типа, то для них существуют приборы способные реагировать на любые изменения вокруг. В число таких датчиков входят фотореле, емкостные датчики, тепловые извещатели, а также акустическое реле.

Для контроля перемещения на определенном пространстве применяются датчики присутствия для включения света не только промышленного производства, но и изготовленные собственноручно. Широко используются фото приборы, устройства оценки эхо-сигналов, звуковые сигнализаторы. Они отлично справляются с работой оповещения при движении объекта в радиусе действия приборов. Принципиальная основа функционирования таких приборов заключается в создании импульсного сигнала и его фиксирование в момент отражения от предмета. В момент поступления импульса в такую область контроля, меняются свойства отражающего сигнала, и обнаружитель создает управляющий сигнал в выходной цепи.

Ниже показана принципиальная схема функционирования светочувствительного автомата и акустического реле:

Двери открывающиеся в автоматизированном режиме, акустические сигнализаторы, караульная спец сигнализация, и многая другая техника, точно фиксирующая позицию предмета.

В частности, примечательно было бы оборудовать датчиком присутствия ваше зеркало с эффектом светодиодной подсветки. Подключение иллюминации будет выполняться только в то время, когда вы приблизитесь к зеркалу. Кстати, такую схему можно собрать собственными руками в домашних условиях.

Принципиальные схемы устройств

Микроволновый прибор

Одним из самых востребованных сигнализаторов считаются датчики присутствия для включения света, прекрасно подходят для наблюдения за открытым пространством. Для этих же целей существует еще не менее эффективное устройство — емкостной датчик. Особенность действия этого прибора состоит в определении коэффициента трансформации радиоволн. Наверное многие из вас когда-либо подмечали в действии такой эффект. В момент приближения к включенному радиоприемнику появляется фоновый шум и он начинает уходить с настроенной волны. Если есть желание повторить схему датчика движения работающего по микроволновому принципу, то абзац размещенный ниже это для вас. Основой такого волнового уловителя является генератор сверхвысокочастотных колебаний и специализированная антенна.

Ниже описан метод изготовления датчика движения микроволнового типа с рабочей принципиальной схемой, в создании которой нет ничего сложного. Полевой транзистор КП306 VT1 выполняет роль генератора высоких частот, а также выполняет функции радиоприёмника. Выпрямительный диод VD1 используется для детектирования сигнала, направляя напряжение смещения на базовый переход транзистора VT2. Специфика трансформатора Т1 предусматривает работу каждой из обмоток на разных частотах.

В исходном положении, при котором на антенну нет внешнего влияния емкости, размах амплитуды симметрично уравновешиваются и на диоде VD1 отсутствует напряжение. Когда меняется частота, тогда происходит сложение амплитуд и диод выполняет их преобразование, в это время переходы транзистора VT2 переходят в открытое состояние. Для быстрого сравнивания значений двух сигналов друг с другом, в схеме предусмотрен компаратор, собранный на тиристоре VS1. Его основное назначение — управлять реле, рассчитанного на напряжение питания 12v.

Далее также показана проверенная схема реле присутствия, реализованная на недорогих электронных элементах. На ее основе можно собственноручно изготовить качественный волновой уловитель движения. А возможно кто-то найдет ему другое применение или просто использует для знакомства с прибором.

Тепловой датчик присутствия

Пироэлектрический инфракрасный сенсор движения входит в разряд самых распространенных тепловых датчиков применяемых в различных отраслях хозяйства. Его популярность обусловлено доступностью комплектующих, простотой изготовления и настройки, гарантированно широким диапазоном температурной составляющей.

Немало таких готовых приборов имеются в продаже. В основном такие сенсоры устанавливаются в светильники, приборы сигнализации и ряд других контроллеров. Тем не менее, доступная для изготовления схема в домашних условиях показана ниже:

Специализированный тепловой уловитель В1 и фотоэлемент VD1 образовывают комплекс автоматического управления световым излучением. Прибор сразу включается в работу как только начинает темнеть. За настройку параметра внешней освещенности отвечает подстроечный резистор R2. Сенсор срабатывает, как только движущий объект попадает в зону действия датчика. Контроль за временем действия прибора выполняется за счет интегрированного таймера, установка значений выставляется переменным резистором R5.

Детектор наличия человека в туалете

Люблю, когда освещение включается автоматически, поэтому стараюсь автоматизировать это везде, где только можно. В коридоре это делается элементарно — датчиком движения. В кладовке можно просто включать свет, когда открыта дверь.

Как же сделать это в туалете? Когда человек сидит на унитазе, особого движения нет, свет будет гаснуть, да дверь обычно за собой закрывают. Передо мной встала задача — создать устройство, которое будет определять, что на унитазе сидит человек, либо что кто-то вообще находится в туалете.

Решение оказалось достаточно очевидным — оптопары. С одной стороны туалета можно повесить инфракрасные светодиоды, а с другой — фотодиод(ы). Правда, последних у меня в наличии не оказалось, зато завалялась целая куча ДУ-приёмников TSOP 1736, которые я уже где только не применяю. Использовать эти приёмники достаточно просто, они имеют всего три вывода: земля, питание и выход. Если подать на него питание, на выходе будет 5 вольт, но если при этом где-то поблизости инфракрасный светодиод мигает с частотой в 36кГц, то на выходе будет ноль.

Задача свелась к следующему: мигать по очереди светодиодами, проверять, видит ли ДУ-приёмник сигнал, и если не видит (что-то его загородило), то включать свет через реле. Оставалось собрать устройство, которое будет всё это делать. Я быстренько набросал плату:

Всё достаточно просто. Используется микроконтроллер ATMEGA8. Справа разъём для подключения программатора (сеть и возможность удалённо обновлять прошивку тут не нужны, пожалуй). Сверху контакты для подключения ДУ-приёмника и ИК-светодиодов. Слева зажимы — вход 220 вольт и выход на лампу. Чуть правее реле, которое включается через транзистор, не забываем воткнуть в обратку диод. Чуть правее центра три светодиода для удобства отладки. Блок питания я решил использовать готовый, разломал для этого зарядку от Нокии.

В итоге получилось такое устройство:

Однако, самое сложное оказалось впереди. Во-первых, светодиоды нужно было правильно расположить, чтобы линии между ними и ДУ-приёмником проходили именно там, где обычно находится человек. С сидячим положением вопросов не было, но мне никогда раньше не приходилось задумываться — в какой именно точке я стою, когда писаю? Это как в анекдоте про профессора и бороду — пока не думаешь об этом, всё просто. Пришлось провести несколько экспериментов, писая незадумываясь перемещая светодиоды, в итоге была найдена идеальная комбинация:

При таком раскладе, как бы я ни вставал, один из лучей всегда пересекается, а в сидячем положении пересекаются все три.

Второй проблемой оказалось то, что светодиоды весьма яркие, если можно так сказать относительно инфракрасного света, а плитка на стенах хорошо отражает лучи. В результате ДУ-приёмник видел сигнал, даже если закрывать светодиоды ладонью. Нужно было понизить их яркость, при чём индивидуально и желательно без изменения схемы, т.е. программным путём. Увы, уменьшить ток таким образом проблемно, но оказалось, что на дальнобойности сильно сказывается скважность мигания.

Сверху — обычный сигнал, когда светодиод мигает 36000 раз в секунду, а снизу сигнал, который будет регистрироваться ДУ-приёмником только с более близкого расстояния. При этом частота остаётся той же — 36кГц, но время, в течении которого светодиод горит становится меньше.

Опытным путём были подобраны идеальные значения для каждого из светодиодов. Я себя чувствовал в весьма дурацкой ситуации, сидя с ноутбуком и программатором в туалете. В результате всё работает так, что достаточно малейшего объекта, чтобы полностью загородить каждый из лучей, но и ложных срабатываний при этом не бывает. Свет выключается спустя всего-то 15 секунд. На случай, если вдруг что-то пойдёт не так, свет не будет гореть более 15 минут. Повод там не засиживаться.

Все провода аккуратно спрятал в короба:

Так в доме появилось ещё одно маленькое удобство. Купить бы ещё японский унитаз, и будет полная гармония

upd: Комментарии показывают, что выбор технологии сильно зависит от индивидуальных требований: у одних есть коты, у других нет, у одних дверь открывается наружу, у других внутрь. У кого-то есть дети. Кто-то сидит в туалете без движения по 15 минут. Ну а кто-то писает сидя, в конце концов Мной был выбран метод, который мне было интереснее всего реализовать.
Пост был воспринят гораздо серьёзнее, чем я ожидал. Я писал его с немалой долей юмора — с серьёзным видом рассказать о какой-то ерунде.

Схема датчика присутствия (КП305, КТ315, КУ101)

Изображенная на рис. 2.7 электрическая схема, представляет собой чувствительную автономную сигнальную систему. Устройство реагирует в случае приближения человека (или любого другого объекта соответствующих габаритов) к антенне «А» на небольшое расстояние (0,5 м). Разумеется, датчик будет срабатывать (включать нагрузку в анодной цепи тиристора) и при непосредственном контакте с антенной.

Чувствительность схемы обеспечена применением во входном каскаде полевого транзистора КП305 (в небольших пределах чувствительность можно регулировать, изменяя режим работы полевого транзистора путем корректировки сопротивления резистора R3).

Датчик устройства используется для охраны входной двери. Напряжение питания— 4,5 В (три пальчиковых аккумулятора ААА), однако схема сохраняет работоспособность при падении напряжения до 2,7 В и увеличении напряжения до 5 В.

Не рекомендую читателям питать схему от стационарного, даже очень стабильного источника напряжения, так как она работоспособна только при автономном режиме питания. Необходимо уделить внимание подбору соответствующего реле К1 для того, чтобы устройство надежно срабатывало и при понижении напряжения. Ток, потребляемый схемой в ждущем режиме, крайне незначителен, составляет 5—8 мА, что обеспечит (установлено практикой) десятисуточный режим беспрерывной работы в режиме ожидания.

Рис. 2.7. Электрическая схема датчика присутствия

Датчик реагирует, когда кто-либо подходит слишком близко к антенне, касается дверной ручки или пытается открыть дверь ключом. Чувствительность настолько высока, что сигнализация сработает, даже если взломщик орудует в кожаных или резиновых перчатках. Реле будет включено до тех пор, пока кратковременным размыканием S1 не будет обесточена вся схема.

Компактно смонтированное устройство нужно подвесить на внутреннюю сторону двери ближе к дверной ручке или замку (защелке). Элементы схемы монтируются на небольшой монтажной или печатной плате: необходимо следить за тем, чтобы длина проводников и выводов элементов была минимальной (для уменьшения помех, приводящих к возможностям ложного срабатывания), а также обеспечить меры безопасности для полевого транзистора, исключив воздействие на него статического электричества.

Для этого следует заземлить жало маломощного паяльника, не будет лишним и применение антистатического заземленного браслета. Вместо К1 можно использовать зуммер от будильника типа «Слава» или аналогичного ему. В качестве Т1 применяется согласующий трансформатор СТ-1А, которым оснащались транзисторные портативные радиоприемники.

Устройство компактно в изготовлении, помещается в небольшой диэлектрический неэкранированный корпус размерами с мыльницу, за пределы корпуса выводится лишь антенна «А». В корпус размещены: монтажная плата, зуммер (реле), выключатель S1 и элементы питания. Антенна изготавливается из крепкой медной проволоки, которую, просунув в торце корпуса, припаивают к точке «А». Она представляет собой изогнутый в виде вопросительного знака (петли) кусок провода общей длиной 60—90 см. Конденсатор С2, при необходимости, нужно более точно подобрать для лучшего согласования с длиной и расположением антенны.

Практикой установлено, что система надежно работает в сочетании с деревянными дверьми и установленными на них металлическими токопроводящими замками и защелками. К сожалению, металлические двери экранируют и перегружают маломощный генератор, что исключает их оснащение датчиками присутствия. В качестве транзистора VT2 можно использовать любой маломощный транзистор п-р-п структуры.

Реле К1 на напряжение срабатывания, соответствующее напряжению питания схемы, например герконовое реле РЭС-55, обеспечивает стабильную коммутацию исполнительного устройства при относительно низких напряжениях. Исполнительное устройство (на которое подается питание с помощью контактов реле К1) на схеме не показано, однако подразумевается, что в его качестве радиолюбитель применит подходящую звуковую схему.

На полевом транзисторе VT1 собран высокочастотный генератор, частота которого будет изменяться в случае приближения к точке «А» любого крупного предмета, поглощающего ВЧ-излучение. Резистор R3 подключен параллельно обмотке обратной связи и регулирует чувствительность.

Как действует электрическая схема: в охранном (ждущем) режиме при подаче питания полевой транзистор в сочетании с возбуждающейся обмоткой Т1 генерирует ВЧ-колебания. Со вторичной обмотки Т1 (правая по схеме) колебания выпрямляются диодом VD1, и этот положительный потенциал удерживает транзистор VT2 постоянно открытым. Напряжение «коллектор-эмиттер» транзистора практически равно нулю. А это, в свою очередь, обеспечивает постоянно закрытое состояние тиристора VS1.

Антенна в виде металлической петли нагружает (в случае приближении объекта к антенне) высокочастотный генератор, его генерация срывается, в результате прекращается подача положительного открывающего напряжения на базу VT2, он закрывается, а тиристор, наоборот, открывается и включает реле (зуммер). Так как тиристор запитан от источника постоянного тока, он останется в открытом состоянии до тех пор, пока не разорвут питающую его цепь или не обесточат схему полностью.

Этот простой датчик отличают следующие достоинства: портативность, автономность, гальваническая развязка с сетью переменного тока, небольшие затраты на сборку и установку. Между тем польза от его применения очевидна, особенно в тех случаях, когда необходимо быстро и незаметно установить систему сигнализации.

Кашкаров А. П. 500 схем для радиолюбителей. Электронные датчики.

Чем отличается датчик движения от датчика присутствия

Детекторы движения используются в сфере охраны и системах частной автоматизации. Датчик присутствия относится к более чувствительной группе приборов, он определяет мелкие перемещения в подконтрольной области. Узел сигнализирует об изменении обстановки, формирует команду для автоматического запуска ответа на движение объектов.

Принцип работы датчика присутствия
Особенности и характеристики устройства
Разновидности датчиков присутствия
Для включения света
ИК датчики
Датчики присутствия человека в помещении
Области применения
Отличие от датчика движения
Правила выбора датчика присутствия
Установка датчика присутствия
Изготовление своими руками
Схема

Принцип работы датчика присутствия

Датчик присутствия отслеживает степень ИК излучения в зоне видимости

Прибор отслеживает степень инфракрасного излучения в поле зрения. Уровень усредняется и воспринимается как монотонный план. Температура фона повышается во время присутствия человека, пироэлектрический детектор создает напряжение для подачи сигнала.

В основе лежит оптическая схема по принципу линзы Френеля, иногда применяется комплект вогнутых зеркал сегментного типа. Участки фокусируют тепловые лучи на элементе, продуцирующем импульс. При перемещении объекта ИК лучи несколько сегментов улавливают и выдают всплески. Датчик присутствия подает итоговый сигнал обнаружения после накопления 2 – 4 импульсов, количество зависит от чувствительности прибора.

Особенности и характеристики устройства

GSM датчик присутствия посылает сигнал о проникновении посторонних на охраняемую территорию

Датчик работает в комплексе с другими модулями, которые срабатывают от его сигнала. Устройства охранной системы управляются контролером, который ставится в схеме при монтаже.

Охранные устройства выполняют действия по сигналу детектора присутствия:

подают сигнал тревоги на пульт охраны;
рассылают уведомления о нарушении границ владельцу помещения, территории;
включают и прекращают освещение, контролируют другие приборы;
меняют функциональность климатических модулей, техники.

Умные выключатели, сирены, измерители, мониторы начинают работу, когда датчик виртуального присутствия обнаруживает движение. Производители дают доступ к аккаунту на веб-портале, где пользователь с помощью мобильной программы настраивает взаимодействие и задает параметры.

Разновидности датчиков присутствия

Разновидности датчиков охранной сигнализации

Оптические разновидности функционируют по принципу блокировки светового луча непрозрачным предметом и определяют размеры тела. К ним относятся лазерные дальномеры. Ультразвуковые типы проводят локацию пространства ультразвуком и находят расстояние до движущегося объекта.

Микроволновые датчики применяют принцип СВЧ волн проходить через предметы или отражаться от некоторых поверхностей. Используются в системах, которые контролируют область за стеной, проницаемой для лучей.

Магниточувствительные приборы ставятся в качестве выключателей бесконтактного типа. Включают датчик Холла и электромеханический коммутатор, монтируются в схеме открывания окон и дверей. Пирометрические устройства используют уровень ИК лучей и работают для определения движения.

Для включения света

Датчик присутствия для включения света

Двигательные детекторы начинают работу освещения только при активизации людей, например, если человек идет в зоне видимости. Более чувствительный датчик присутствия для включения света отличается тем, что реагирует на мелкие движения. Он регистрирует движение кистей рук, пальцев, наклоны головы. Прибор выключит освещение, если человек будет сидеть без движения на протяжении заданного времени.

Устройства включают свет, если люди перемещаются в условиях темноты, но не срабатывают днем, когда все видно. Ночью датчики обеспечивают работу ламп до того, как последний человек выйдет из зоны охвата.

ИК датчики

Принцип работы ИК датчика

Приборы изучают изменение инфракрасных лучей, отраженных от окружающих предметов. Пассивные датчики только воспринимают тепловые волны, а активные виды сами испускают колебания и ожидают ответного возврата для анализа.

Тепловые лучи представляют спектральное излучение, которое не различается глазом, но определяется фотоэлектрическими приемниками датчика. Тело человека или животного не светится в видимом диапазоне, а в инфракрасном спектре сияет. Приборы присутствия реагируют на возникновение или исчезновение излучения. Настраивается чувствительность модулей, чтобы они реагировали только на большие объекты и не замечали птиц и мелких животных.

Датчики присутствия человека в помещении

Датчик присутствия фиксирует любые движения человека в помещении

Рабочие параметры устанавливаются так, чтобы контрольная степень была выше уровня акустических, инфракрасных и тепловых помех.

однопозиционные, когда излучение, прием сигналов и анализ происходит в одном устройстве;
двухпозиционные, если один блок излучает волны, а другой принимает и изучает;
многопозиционные с большим количеством узлов для более точного реагирования.

Следящий модуль дает сигнал для направления извещения владельцу о проникновении. Тревога поступает в виде сообщения на телефон в выбранной форме. Можно задавать несколько номеров для оповещения.

Области применения

В помещениях с детекторами слежения энергия экономится на 40%, а расходы уменьшаются на 50 – 60%. Прибор включает кондиционер, когда есть люди, а также координирует освещение и прекращает его в момент отсутствия человека.

Устройства монтируются в виде локальных элементов, оконных координаторов открывания, применяются в системе «умного дома». Дизайнерские модели ставятся в частном секторе, уличные приборы регулируют свет в подъездах, дворах. Датчики присутствия следят за обстановкой на складах, производственных цехах и офисах. Устройства обеспечивают безопасность в отдельных комнатах или во всем строении.

Отличие от датчика движения

Датчик движения менее чувствительный, чем датчик присутствия

В основе работы лежат одинаковые механизмы. У детектора движения стоят десятки микролинз, пространство разбивается на такое же количество частей для исследования. Датчик присутствия содержит сотни таких отражателей, которые координируют минимальные области и отслеживают небольшие по амплитуде движения.

Приборы для определения присутствия человека настраиваются гораздо кропотливее. Из-за высокой чувствительности они часто дают ложную тревогу. Используется электронный вмонтированный процессор для уменьшения таких инцидентов, при этом не используется наладка вручную.

Правила выбора датчика присутствия

Место установки влияет на радиус обзора

На выбор влияет место монтажа, доступные варианты питания, объем координируемого пространства. Для внутреннего размещения выбирается прибор с соответствующими характеристиками, например, без скачков температуры, пыли и влажности. Уличные устройства имеют усиленную защиту от погодных условий и увеличенный радиус охвата.

При подборе учитываются характеристики:

тип прибора;
рабочая мощность;
питание от сети или батареек;
угол охвата и дальность слежения.

Обращают внимание на дополнительные функции модели. Предусматривается защита от ложной тревоги при появлении мелких теплокровных объектов, задержка включения света при движении и предохранение от включения ламп днем.

Установка датчика присутствия

Расположение датчиков при установке сигнализации

Прибор ставится так, чтобы на него не падали прямые световые лучи, а рядом не стояли предметы, загораживающие обзор. Нежелательны на пути волн стеклянные перегородки, т.к. ИК лучи не проходят сквозь материал. В радиус охвата должны попадать углы помещения, иначе устанавливается несколько приборов, при этом получается перехлест зон внимания.

Следящие детекторы не ставятся вблизи отопительных радиаторов, кондиционеров и лопастных вентиляторов. На улице устройства монтируются под навесом, при этом учитывается рекомендованная высота установки, которая приводится в паспорте.

Изготовление своими руками

Собственноручная сборка представляет альтернативу фабричному устройству, если не подходят параметры. В конструкции применяются недорогие элементы, а для повышенной нагрузки ставится 2 реле.

блок питания;
транзистор с p-n-p-переходом;
резистор;
реле;
фотоэлемент.

Используется низковольтный (5 – 12 В) блок в соответствии с нагрузкой, например, числом ламп. К аноду фотоэлемента присоединяется ограничительное для тока сопротивление, а к катоду припаивается положительный полюс питания. Один выход резистора подключается к минусу, а другой подключается к ограничивающему сопротивлению.

Схема

Принципиальная схема датчика прсутствия

В середине детектора ставятся фотоэлементы для приема волн. Элементы закрываются общей линзой, содержащей в составе множество мелких линз для сосредоточения ИК лучей перед подачей на отражатели. При движении фокус сдвигается с элемента и пропадает на одном стекле, но показывается на другом. Датчик срабатывает после нескольких подобных пропаж и появлений.

Устройство содержит генератор волн, усилитель и компрессор. После возвратного приема измеряется сдвиг по частоте, находится скорость движения. Конденсатор в схеме уравнивает частоту с резонансным показателем антенны. Датчик собирается на плате из стекловолокнистого материала и закрывается корпусом, антенна выходит наружу.

Источник: gk-rosenergo.ru