Практические схемы включения датчиков
Данная статья – вторая часть статьи про разновидности и принципы работы датчиков. Кто не читал – рекомендую, там очень много тонкостей разложено по полочкам.
Здесь же я отдельно вынес такой важный практический вопрос, как подключение индуктивных датчиков с транзисторным выходом, которые в современном промышленном оборудовании – повсеместно. Кроме того, приведены реальные инструкции к датчикам и ссылки на примеры.
Принцип активации (работы) датчиков при этом может быть любым – индуктивные (приближения), оптические (фотоэлектрические), и т.д.
В первой части были описаны возможные варианты выходов датчиков. По подключению датчиков с контактами (релейный выход) проблем возникнуть не должно. А по транзисторным и с подключением к контроллеру не всё так просто.
Рекомендую тем, кто интересуется, также мою статью про параллельное подключение транзисторных выходов.
Схемы подключения датчиков PNP и NPN
Отличие PNP и NPN датчиков в том, что они коммутируют разные полюсы источника питания. PNP (от слова “Positive”) коммутирует положительный выход источника питания, NPN – отрицательный.
Ниже для примера даны схемы подключения датчиков с транзисторным выходом. Нагрузка – как правило, это вход контроллера.
PNP выход датчика. Нагрузка (Load) постоянно подключена к “минусу” (0V), подача дискретной “1” (+V) коммутируется транзистором. НО или НЗ датчик – зависит от схемы управления (Main circuit)
NPN выход датчика. Нагрузка (Load) постоянно подключена к “плюсу” (+V). Здесь активный уровень (дискретный “1”) на выходе датчика – низкий (0V), при этом на нагрузку подается питание через открывшийся транзистор.
Призываю всех не путаться, работа этих схем будет подробно расписана далее.
На схемах ниже показано в принципе то же самое. Акцент уделён на отличия в схемах PNP и NPN выходов.
Схемы подключения NPN и PNP выходов датчиков
На левом рисунке – датчик с выходным транзистором NPN. Коммутируется общий провод, который в данном случае – отрицательный провод источника питания.
Справа – случай с транзистором PNP на выходе. Этот случай – наиболее частый, так как в современной электронике принято отрицательный провод источника питания делать общим, а входы контроллеров и других регистрирующих устройств активировать положительным потенциалом.
Как проверить индуктивный датчик?
Для этого нужно подать на него питание, то есть подключить его в схему. Затем – активировать (инициировать) его. При активации будет загораться индикатор. Но индикация не гарантирует правильной работы индуктивного датчика. Нужно подключить нагрузку, и измерить напряжение на ней, чтобы быть уверенным на 100%.
Замена датчиков
- PNP NO
- PNP NC
- NPN NO
- NPN NC
Все эти типы датчиков можно заменить друг на друга, т.е. они взаимозаменяемы.
Это реализуется такими способами:
- Переделка устройства инициации – механически меняется конструкция.
- Изменение имеющейся схемы включения датчика.
- Переключение типа выхода датчика (если имеются такие переключатели на корпусе датчика).
- Перепрограммирование программы – изменение активного уровня данного входа, изменение алгоритма программы.
Ниже приведён пример, как можно заменить датчик PNP на NPN, изменив схему подключения:
PNP-NPN схемы взаимозаменяемости. Слева – исходная схема, справа – переделанная.
Понять работу этих схем поможет осознание того факта, что транзистор – это ключевой элемент, который можно представить обычными контактами реле (примеры – ниже, в обозначениях).
Итак, схема слева. Предположим, что тип датчика – НО. Тогда (независимо от типа транзистора на выходе), когда датчик не активен, его выходные “контакты” разомкнуты, и ток через них не протекает. Когда датчик активен, контакты замкнуты, со всеми вытекающими последствиями. Точнее, с протекающим током через эти контакты)). Протекающий ток создает падение напряжения на нагрузке.
Внутренняя нагрузка показана пунктиром неспроста. Этот резистор существует, но его наличие не гарантирует стабильную работу датчика, датчик должен быть подключен к входу контроллера или другой нагрузке. Сопротивление этого входа и является основной нагрузкой.
Если внутренней нагрузки в датчике нет, и коллектор “висит в воздухе”, то это называют “схема с открытым коллектором”. Эта схема работает ТОЛЬКО с подключенной нагрузкой.
Так вот, в схеме с PNP выходом при активации напряжение (+V) через открытый транзистор поступает на вход контроллера, и он активизируется. Как того же добиться с выходом NPN?
Бывают ситуации, когда нужного датчика нет под рукой, а станок должен работать “прям щас”.
Смотрим на изменения в схеме справа. Прежде всего, обеспечен режим работы выходного транзистора датчика. Для этого в схему добавлен дополнительный резистор, его сопротивление обычно порядка 5,1 – 10 кОм. Теперь, когда датчик не активен, через дополнительный резистор напряжение (+V) поступает на вход контроллера, и вход контроллера активизируется. Когда датчик активен – на входе контроллера дискретный “0”, поскольку вход контроллера шунтируется открытым NPN транзистором, и почти весь ток дополнительного резистора проходит через этот транзистор.
В данном случае происходит перефазировка работы датчика. Зато датчик работает в режиме, и контроллер получает информацию. В большинстве случаев этого достаточно. Например, в режиме подсчета импульсов – тахометр, или количество заготовок.
Да, не совсем то, что мы хотели, и схемы взаимозаменяемости npn и pnp датчиков не всегда приемлемы.
Как добиться полного функционала? Способ 1 – механически сдвинуть либо переделать металлическую пластинку (активатор). Либо световой промежуток, если речь идёт об оптическом датчике. Способ 2 – перепрограммировать вход контроллера чтобы дискретный “0” был активным состоянием контроллера, а “1” – пассивным. Если под рукой есть ноутбук, то второй способ и быстрее, и проще.
Условное обозначение датчика приближения
На принципиальных схемах индуктивные датчики (датчики приближения) обозначают по разному. Но главное – присутствует квадрат, повёрнутый на 45° и две вертикальные линии в нём. Как на схемах, изображённых ниже.
НО НЗ датчики. Принципиальные схемы.
На верхней схеме – нормально открытый (НО) контакт (условно обозначен PNP транзистор). Вторая схема – нормально закрытый, и третья схема – оба контакта в одном корпусе.
Цветовая маркировка выводов датчиков
Существует стандартная система маркировки датчиков. Все производители в настоящее время придерживаются её.
Однако, нелишне перед монтажом убедиться в правильности подключения, обратившись к руководству (инструкции) по подключению. Кроме того, как правило, цвета проводов указаны на самом датчике, если позволяет его размер.
Вот эта маркировка.
- Синий (Blue) – Минус питания
- Коричневый (Brown) – Плюс
- Чёрный (Black) – Выход
- Белый (White) – второй выход, или вход управления, надо смотреть инструкцию.
Система обозначений индуктивных датчиков
Тип датчика обозначается цифро-буквенным кодом, в котором зашифрованы основные параметры датчика. Ниже приведена система маркировки популярных датчиков Autonics.
Система обозначений датчиков Autonics
Скачать инструкции и руководства на некоторые типы индуктивных датчиков:
• Autonics_proximity_sensor / Каталог датчиков приближения Autonics, pdf, 1.73 MB, скачан: 1753 раз./
• Omron_E2A / Каталог датчиков приближения Omron, pdf, 1.14 MB, скачан: 2283 раз./
• ТЕКО_Таблица взаимозаменяемости выключателей зарубежных производителей / Чем можно заменить датчики ТЕКО, pdf, 179.92 kB, скачан: 1763 раз./
• Turck_InduktivSens / Датчики фирмы Turck, pdf, 4.13 MB, скачан: 2290 раз./
• pnp npn / Схема включения датчиков по схемам PNP и NPN в программе Splan/ Исходный файл., rar, 2.18 kB, скачан: 3546 раз./
Скачать книгу про датчики
Реальные датчики
Датчики купить проблематично, товар специфический, и в магазинах электрики такие не продают. Как вариант, их можно купить в Китае, на АлиЭкспрессе.
А вот какие оптические датчики я встречаю в своей работе.
Всем спасибо за внимание, жду вопросов по подключению датчиков в комментариях!
KERUI G18 — GSM СИГНАЛИЗАЦИЯ ДЛЯ ГАРАЖА. ОБЗОР, НАСТРОЙКА И АВТОНОМНОЕ ПИТАНИЕ.
Для охраны гаража я приобрел комплект GSM сигнализации на базе модели KERUI G-18. ИК-датчик идущий в комплекте, и сама база питаются напряжением 5V, что является редкостью среди подобных устройств, работающих в основном от 9 или 12V.
К тому-же предусмотрена возможность подключения внешнего питания посредством встроенного microUSB разъёма.
Эта особенность, а также русифицированный и простейший интерфейс меню настроек — стали основными причинами моего выбора именно этом комплекта, для задачи по охране гаражного помещения, где могут происходить перебои с подачей электроэнергии.
В видео-ролике ниже, рассматривается не только базовая настройка GSM сигнализации, но и несколько вариантов резервного питания для данного комплекта начиная от полного отсутствия подачи электроэнергии до временных отключений к примеру, на всю ночь, как это практикуется в некоторых гаражных кооперативах; собирал я весь этот видеоматериал не один месяц, так что есть что показать и рассказать.
GSM сигнализация G-18 была установлена в гараже. Все USB кабели проложил в пластиковом гофре, чтобы обезопасить их от грызунов.
В данным момент с подачей электричества на гараже проблем нет, поэтому система работает от сети 220V. Но в случае перебоев со светом у меня все готово для переключения на схему питания от Power Bankа.
GSM сигнализация KERUI G18 DC-5V
достоинства:
— компактные размеры 159*100*13mm
— 1.7-дюймовый TFT-цветной экран
— питание базы 5V micro-USB (возможно подключение от power bank)
— питание датчика движения 5V (3 х AAA, имеется разъем micro-USB)
— легко изменяемая конфигурация подключаемых датчиков
— русифицированное меню и звуковое сопровождение
— простота в установке и настройке
— возможность управления посредством Android и iOS (sms-команды)
недостатки:
— нет возможности подключения проводных датчиков
— сенсор открытия питается от 12V ( 23A )
— малая ёмкость встроенного аккумулятора 800mAh (6-10 ч. автономной работы)
Цена вопроса: 2500 ₽
Покупал здесь: goo.gl/ScnrYN
Комментарии 20
как полет KERUI за почти 3 года, все ок?
полет нормальный, все работает!
А сможете подсказать размеры штатного аккумулятора сигнализации, который на 800 mah?
Тоже на ночь выключают свет в гаражах. Штатный аккумулятор сколько в реальных условиях автономно может проработать? Допустим при температуре 0 градусов в гараже.
Штатный аккумулятор весьма слабый (при минусе ночь не держал), я его практически сразу заменил на такой от планшета aliexpress.com/item/3296
Добрый день!
А подскажите, если датчик движения подключен по USB и внутри стоят батарейки, то батарейки используются только как резервное питание для него при отключении электричества или как?
Да верно, как резерв. К примеру у меня второй год батарейки стоят и не сели, хотя на ночь питание на гараже отключают.
А как понять, что сели? Только опытным путем?
Там индикатор- должен гореть светодиод когда на грани, но у меня за 2 года ещё просадки не было.
Ок, спасибо за консультацию!
Привет.
Для гаража с автономным питанием лучше смотреть такой вариант:
Сова-900 позволяет дистанционно запрашивать баланс СИМ карты которая установлена в сигнализации (контроль денег на счету),
при проникновении отправит СМС на русском языке (текст задаёт сам пользователь),
при питании от автономного источника можно запросить напряжение питания этого источника (то есть знать когда уже потребуется подзаряжать аккумулятор).
Приложение оператора связи даёт те же возможности по балансу, про аккумулятор писал ранее
Да. Если есть на смартфоне приложение и выход в сеть большинство операторов такую опцию предоставляют.
Про аккумулятор что-то поискал — не совсем понял
сейчас использую аккумуляторную батарею от планшета — bit.do/fjGBx вместо родного аккумулятора сигналки; из-за большого размера пришлось вывести питающие провода от штатного разъёма сигнализации. 3000mAh хватает на неделю автономной работы.
забыл пин код, как обнулить
разборка и откл. батареи, как показано в видео
Автору спасибо за интересный обзор Kerui G18. Основной недостаток этой модели — это отсутствие проводных зон охраны. Сигнализация без проводных зонах подвержена ложным срабатываниям и не может обеспечить надёжную охрану при минусовых температурах в гараже.
Это подтверждает статистика продаж этой модели на AVITO (только её и продают, в надежде избавиться…).
Учитывая малую ёмкость встроенных в базу аккумуляторов, интересным решением будет применение Mini UPS (на LI-PO элементах), в данном случае на 5V DC (есть и на 12V DC):
ru.aliexpress.com/item/32…o.cart.0.0.5e243c00a9TKup
Я также приобрёл GSM сигнализацию фирмы Kerui и пришёл в ужас от её глюков и программных ошибок. Эту поделку сложно назвать GSM сигнализацией.
Вся правда о китайской GSM сигнализации Kerui в моём отзыве на Drive2.ru:
www.drive2.ru/b/531556423620888180/
А как насчет того что можно заглушить датчики?
да, глушатся; при желании и умении можно заглушить, что угодно… в таком случае есть не мало версий с поддержкой проводных датчиков, к примеру KERUI G19 — goo.gl/jur1SD
MaximusMaxx
А как насчет того что можно заглушить датчики?
Такая сигнализация хороша для гаражей и дач, где нет особо ценных вещей в виде дорогой техники и автомобилей (если полезли за автомобилем, то они естественно будут глушить прежде чем лезть). А, например, если вы храните 2 комплекта колес в техэтаже, велосипед и какие-то еще вещи, то никто не будет даже заморачиваться с глушением. Сигналка от наркоманов), а профи не полезут за комплектом старых колес.
Индуктивный датчик приближения
- Цена: 3.73 USD
- Перейти в магазин
У Вас есть 3Д принтер или Вы думаете собрать/купить его, и не знаете о таком датчике? Срочно сюда!
Как обычно давайте сначала чуть углубимся в теорию.
Индуктивный датчик — бесконтактный датчик, предназначенный для контроля положения объектов из металла. В основу его работы положено свойство дросселя с воздушным зазором изменять свою индуктивность при изменении величины воздушного зазора.
В данной схеме мы видим катушку в составе колебательного контура, частота колебаний которого (и вытекающая из этого индуктивность) зависит от расстояния между катушкой и феромагнитным материалом. Измеряя индуктивность (или амплитуду колебаний) можно делать выводы относительно расстояния между катушкой и феромагнитным материалом.
Это принцип используется в индуктивных датчиках приближения. Упрощенная функциональная схема выглядит следующим образом. Генератор создает колебания в катушке, при изменении амплитуды колебаний выше (или ниже) порогового значения, срабатывает триггер и подает на выход логический ноль (или единицу, в зависимости от настроек).
1. Генератор создает электромагнитное поле взаимодействия с объектом
2. Триггер переключает состояние логического выхода
3. Комплексная защита защищает датчик от переполюсовки, помех по питанию
4. Ключевая схема создает выходной сигнал датчика
Такие датчики крайне широко используются в промышленности, например, в станкостроении, автомобильной отрасли и т.д.
Зачем такой датчик потребовался мне? Небольшая предыстория.
В свое время, году в 2011-2012 (за давностью уже точно не помню) на Kickstarter появился новый многообещающий стартап – 3Д принтер Makibox. Обещания были просто космические- за 200 USD (на секундочку, 2012 год!) полностью функциональный, отлично выглядящий и работающий 3Д принтер с подогреваемым столом. Доставку обещали включить в цену. Ближайшие доступные конкуренты тогда стоили около 800-1000 USD.
Выглядел он на фотках просто шикарно. Дальше началась вполне обычная для Кикстартера песня – срыв сроков поставки на год, повышение цены и т.д. Мне просто фантастически повезло, т.к. я был в первых рядах, то почти через 2 года с момента оплаты, я получил в первой и последней партии свой принтер за 350 USD (так подросла цена) с 4 катушками пластика (компенсация за «не помню что»). С учетом пластика получилось весьма недурственно. Затем фирма лопнула и тысячи вкладчиков остались ни с чем.
У меня даже сохранилось видео работы Макибокса. Ниже кадр первого запуска и первая деталь, которая даже не смогла допечататься.
Проблемы посыпались сразу и валом. Печатающая головка (hot end) намертво забивалась пластиком в течении первых пяти минут работы с гарантией 99%, через пару дней экспериментов накрылся экструдер (система подачи пластикового прутка), конструкция принтера была настолько непродуманная и хлипкая, что изделия гуляли и извивались во всех направлениях.
Надо сказать, что я все равно крайне был доволен тем, что ввязался в эту авантюру. Во-первых, я знал, на что шел. И в моем случае риск себя оправдал. А во-вторых, устраняя все огрехи конструкции, я досконально разобрался во всех аспектах и нюансах 3Д печати.
Печатающая головка был заменена на другую — E3D v.5. Экструдер напечатан новый, с жесткостью конструкции была проведена большая работа. И принтер начал печатать.
Но полностью устранить конструктивные просчеты было невозможно, а ходовые гайки из обычной пластмассы вызывали грусть, и понимание неизбежности скорого вырабатывания ресурса принтера.
И я решил собрать свой принтер. Технологию перемещения печатающей головки выбрал CoreXY.
Вертикальную подачу стола я хотел сделать обязательно на ремнях, чтобы исключить искажения геометрии детали вдоль оси Z (wobbling). Также в голове сидели мысли – как бы подойти к решению проблемы выставления стола принтера «в горизонт».
На горизонтальности стола надо остановиться поподробнее. Это имеет непосредственно отношение к теме обзора и супер важно для качественной печати. Обычно все столы крепятся через систему пружинной регулируемой подвески в 3-х или 4-х точках.
И перед печатью необходимо долго и упорно гонять печатающую головку над столом и, крутя винты регулировки, добиваться максимально одинакового и точно заданного зазора (обычно 0.2-0.3 мм), причем на горячем (80-90 градусов) столе. Задача не самая, по правде говоря, интересная и увлекательная, да и обжечься можно. А т.к. настройки из-за вибрации и нагрева- охлаждения регулярно сбиваются, то эту процедуру надо повторять периодически. Причем процедура крайне важная – не будет идеального зазора и «горизонта» — деталь не приклеится к столу частично или полностью, и значит отвалится при печати или будет ужас какая кривая.
Поиски и раздумья привели меня к open source (свободно распространяемой) конструкции SmartRap Core. Привлек меня в ней именно набор всех моих хотелок в одном флаконе: это и CoreXY, и вертикальная подача стола на ремне и герой нашего обзора – индуктивный датчик, используемый для калибровки стола.
Так как проект “открытый”, то существует большое сообщество энтузиастов, предлагающих всякие альтернативные улучшения и «фишечки». Посидев пару деньков над OpenSCAD, я определился с параметрами конструкции, распечатал необходимые детали, заказал недостающее в Китае.
Электроника, стол с подогревом, и шаговые двигатели взял с донора MakiBox. Дозаказать пришлось лишь 3 шкива под зубчатый ремень, собственно сам ремень, индуктивный датчик и несколько подшипников. Все влезло менее чем в 20 долларов.
И вот принтер собран.
Оптимизируя цену и конструкцию я погнался за двумя зайцами. Первый заяц – тишина. Я слышал как работают 3Д принтеры с линейными подшипниками – это громко. Они все же лязгают и для них нужны закаленные линейные направляющие.
И второй заяц, за которым я погнался – цена. Все же 12 подшипников и 6 осей стоят денег.
И надо сказать, что своих зайцев я догнал. В качестве осей взял незакаленные оси из разобранных струйных принтеров, 8мм в диаметре, а в качестве подшипников – выточил подшипники скольжения из маслонаполненного капролона. Оси из принтеров мне ничего не стоили, а на капролон я потратил 280 рублей и еще осталось на 3 или 4 комплекта. Работает механика практически бесшумно. Конечно с «песней» шаговых двигателей ничего поделать невозможно, но это меньшее из зол.
И наконец, герой нашего обзора. Фотку датчика отдельно возьму из сети, т.к. свой уже закреплен на 3Д принтере
И вот он на моем станке
Что делает индуктивный датчик? В прошивке 3Д принтера (я использую Marlin) есть раздел в котором описывается калибровка стола принтера. Можно указать 4 точки, в которых будет измеряться расстояние от датчика до стола.
Далее все очень и очень просто. Датчик проезжает по этим четырем точкам, опускает – поднимает стол и определяет расстояние между датчиком и столом. Растояние между столом и печатающей головкой в этих точках определяется как (Расстояние между датчиком и столом) – (Расстояние между датчиком и печатающей головкой).
Затем все эти величины учитываются прошивкой 3Д принтера, и начинается печать.
Так выглядит протокол обмена информацией в окне программы Repetier Host.
G28 – команда Homing (определение начальных положений по осям). Принтер гоняет печатающую головку до касания концевых датчиков осей
G29 – Это как раз Auto Leveling (Авто калибровка уровня). Проход по четырем точкам
Ниже результаты работы, расчет отклонения значений измерений четырех точек и необходимых поправок при печати.
И как водится, на самом принтере печатаем узлы для дополнительных компонентов. Напечатал держатель катушки с нитью.
И как всегда небольшое видео работы индукционного датчика и автокалибровки уровня стола принтера.
Резюме. Крайне недорогой прибор, который может серьезно облегчить жизнь владельцу 3Д принтера. Настоятельно рекомендуется к покупке.
Удачи и массы удовольствия от Ваших увлечений!
Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения
Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем.
Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.
Содержание статьи
Типы датчиков движения
Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.
Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).
Контактные
Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля.
Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.
Инфракрасные
Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:
1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания.
Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.
2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.
В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.
Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.
Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.
Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.
Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.
Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.
Как собрать ИК-датчик движения своими руками
Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно.
Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.
Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.
На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).
Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность.
В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.
Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны.
Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.
Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.
Как правильно подключить датчик движения — 5 схем монтажа с выключателем и без.
Для того, чтобы упростить процесс управления освещением и автоматизировать его включение-отключение в определенных местах (подъезд, коридоры, вход в дом на улице и т.д.), применяются такие устройства как датчики движения.
Помимо работы в сетях освещения, они могут использоваться в охранных системах. Например для подачи звукового сигнала (рев сирены, включение звонка) при обнаружении движения в охраняемой зоне.
А еще их можно настроить на автоматическое открывание входных дверей, что широко применяется в торговых центрах и магазинах.
Давайте же рассмотрим как правильно подключить это устройство, разберем популярные схемы и перечислим ошибки, которые непосредственным образом влияют на погрешность работы прибора.
Двухпроводное подключение датчика движения
Первым делом определитесь, какая у вас модель датчика по типу подключения. Они бывают двух и трехпроводными.
Сначала изучим простейшую двухпроводную схему.
Двухпроводные датчики движения чаще всего ставят в обычные подрозетники. Общая картина его подключения состоит из 4-х элементов:
Подключение прибора аналогично монтажу одноклавишного выключателя света. То есть, вам нужно подвести питающую фазу к датчику, и через него пустить ее на светильник.
При этом связку «датчик — светильник», лучше использовать на отдельном контуре, а не сажать его на общее освещение.
Рассмотрим процесс монтажа с самого начала. Первым делом заводите трехжильный кабель ВВГнг-Ls 3*1,5мм2 от автомата в щитке в распаячную коробку. Обозначаете и маркируете его жилы: фаза, ноль, земля.
Далее протягиваете уже двухжильный провод до места установки датчика.
Где его лучше всего размещать?
Классический вариант для моделей устанавливаемых в подрозетник — на высоте 1,2-2,0м от уровня пола.
Не путайте их с настенными устройствами, размещаемыми в проходных коридорах или подъездах многоэтажек, либо на входе в здание. Эти обычно задираются под самый потолок, недалеко от дверей.
Также обратите внимание, чтобы никакие открытые двери не перекрывали угол обзора датчика.
Еще их не рекомендуется ставить над батареей или другими нагревательными приборами.
Далее, кабель идущий на светильник, также заводим в распредкоробку. Внутри нее соединяем все жилы в следующей последовательности.
Сначала ноли. От кабеля питания — на кабель светильника.
Далее заземление, если оно конечно есть.
А вот фазу с автомата, соединяем с одной из жилой, уходящей вниз на датчик (L). Вторую жилу от кабеля датчика, пускаем на светильник (L датчика).
Осталось подключить в подрозетнике сам датчик. Приходящую фазу с условным обозначением L, заводим на соответствующую клемму.
Вторую жилу подключаем на клемму, где нарисован осветительный прибор или знак «нагрузка», как на рисунке внизу.
Осталось спрятать в подрозетник весь механизм и установить декоративную рамку.
Далее на передней панели производим настройку. Для этого выкручиваете по порядку все «флажки».
- 1 — переводите устройство в автоматический режим
- 2-выставляете порог чувствительности
Дабы датчик не включался днем или в другое, не нужное вам время суток, в зависимости от уровня освещенности и силы светового потока.
- 3-задаете время, через которое освещение отключится, как только исчезнет движение в зоне действия прибора
На этом все. Подаете напряжение и проверяете работу всей схемы.
Преимущества подобной двухпроводной схемы и данных датчиков движения:
- простота монтажа и подключения
- возможность принудительного включения освещения без дополнительных выключателей света
- универсальность
Вы легко можете заменить любой одноклавишный выключатель подобным устройством и автоматизировать свою систему освещения, без каких либо капитальных затрат.
Однако есть и недостатки. Данные приборы зачастую плохо работают с энергосберегающими и светодиодным лампочками.
Они начинают мерцать, иногда очень даже сильно.
Трехпроводная схема подключения датчика движения
Переходим к трехпроводным датчикам с тремя клеммами. Самые популярные марки на нашем рынке — это инфракрасные датчики движения IEK модели от ДД-009 до ДД-019.
Популярность их объясняется прежде всего низкой ценой. Но и более дорогие экземпляры от других производителей, в принципе сделаны по точно такому же образцу. И процесс подключения и настройки будет аналогичным.
При покупке таких приборов обращайте внимание на степень их влагозащиты. В основной массе это IP44.
За пределами зданий их можно ставить только под навесом или козырьком. От прямого попадания дождя они не защищены. Здесь уже понадобятся полностью влгаозащищенные модели IP65.
Подключение датчиков с токовым выходом к вторичным приборам
Получившие наибольшее распространение в сфере автоматизации производства датчики с унифицированным токовым выходом 4-20, 0-50 или 0-20 мА могут иметь различные схемы подключения к вторичным приборам. Современные датчики, имеющие низкое энергопотребление и токовый выход 4-20 мА, чаще всего подключают по двухпроводной схеме. То есть к такому датчику подключается всего один кабель с двумя жилами, по которым этот датчик запитывается, и по этим же двум жилам осуществляется передача выходного сигнала 4-20 мА.
Как правило, датчики с выходом 4-20 мА и двухпроводной схемой подключения имеют пассивный выход и им для работы необходим внешний источник питания. Этот источник питания может быть встроен непосредственно во вторичный прибор (в его вход) и при подключении датчика к такому прибору в сигнальной цепи сразу появляется ток. О приборах, которые имеют встроенный во вход источник питания для датчика, говорят, что это приборы с активным входом.
Большинство современных вторичных приборов и контроллеров имеет встроенные источники питания для работы с датчиками с пассивными выходами.
Если же вторичный прибор имеет пассивный вход — по сути, просто резистор, с которого измерительная схема прибора «считывает» падение напряжения, пропорциональное протекающему в цепи току, то для работы датчика необходим дополнительный внешний блок питания. Внешний блок питания в этом случае включается последовательно с датчиком и вторичным прибором в разрыв токовой петли.
Вторичные приборы обычно проектируются и выпускаются с таким расчетом, чтобы к ним можно было подключить как двухпроводные датчики 4-20 мА, так и датчики 0-5, 0-20 или 4-20 мА, подключаемые по трехпроводной схеме. Для подключения двухпроводного датчика к входу вторичного прибора с тремя входными клеммами (+U, вход и общий) задействуют клеммы «+U» и «вход», клемма «общий» остается свободной.
Так как датчики, как уже было сказано выше, могут иметь не только выход 4-20 мА, а, например, 0-5 или 0-20 мА или их невозможно подключить по двухпроводной схеме из-за большого собственного энергопотребления (более 3 мА), то применяют трехпроводную схему подключения. В этом случае цепи питания датчика и цепи выходного сигнала разделены. Датчики имеющие трехпроводную схему подключения обычно имеют активный выход. То есть, если подать на датчик с активным выходом напряжение питания и между его выходными клеммами «выход» и «общий» подключить нагрузочное сопротивление, то в выходной цепи побежит ток, пропорциональный величине измеряемого параметра.
Вторичные приборы обычно имеют достаточно маломощный встроенный блок питания для запитки датчиков. Максимальный выходной ток встроенных блоков питания обычно находиться в пределах 22-50 мА, чего не всегда достаточно для питания датчиков имеющих большое энергопотребление: электромагнитных расходомеров, инфракрасных газоанализаторов и т.п. В этом случае для питания трехпроводного датчика приходиться использовать внешний, более мощный блок питания, обеспечивающий необходимую мощность. Встроенный во вторичный прибор источник питания при этом не используется.
Подобная схема включения трехпроводных датчиков обычно используется и в том случае, когда напряжение встроенного в прибор источника питания не соответствует тому напряжению питания, которое допускается подавать на этот датчик. Например, встроенный источник питания имеет выходное напряжение 24В, а датчик разрешается питать напряжением от 10 до 16В.
Некоторые вторичные приборы могут иметь несколько входных каналов и достаточно мощный блок питания для запитки внешних датчиков. Необходимо помнить, что суммарная потребляемая мощность всех подключенных к такому многоканальному прибору датчиков должна быть меньше мощности встроенного источника питания, предназначенного для их питания. Кроме того, изучая технические характеристики прибора необходимо четко различать назначение встроенных в него блоков (источников) питания. Один встроенный источник используется для питания непосредственно самого вторичного прибора — для работы дисплея и индикаторов, выходных реле, электронной схемы прибора и т.п. Этот источник питания может иметь достаточно большую мощность. Второй встроенный источник используется для запитки исключительно входных цепей — подключенных к входам датчиков.
Перед подключением датчика к вторичному прибору следует внимательно изучить руководства по эксплуатации на данное оборудование, определить типы входов и выходов (активный/пассивный), проверить соответствие потребляемой датчиком мощности и мощности источника питания (встроенного или внешнего) и только после этого производить подключение. Реальные обозначения входных и выходных клемм датчиков и приборов могут отличаться от тех, что приведены выше. Так клеммы «Вх (+)» и «Вх (-)» могут иметь обозначение +J и -J, +4-20 и -4-20, +In и -In и т.п. Клемма «+U пит» может быть обозначена как +V, Supply, +24V и т.п., клемма «Выход» — Out, Sign, Jout, 4-20 mA и т.п., клемма «общий» — GND, -24V, 0V и т.п., но смысла это не меняет.
Датчики с токовым выходом имеющие четырехпроводную схему подключения имеют аналогичную схему подключения, что и двухпроводные датчики с той лишь разницей, что питание четырепроводных датчиков осуществляется по отдельной паре проводов. Кроме того, четырехпроводные датчики могут иметь как активный, так и пассивный выход, что необходимо учитывать при выборе схемы подключения.
Источник: