مخططات أجهزة استشعار الحركة ومبدأ عملها ، مخططات الاتصال

غالبًا ما يتم استخدام مستشعر الحركة لتشغيل الإضاءة عند المشي أو بالقرب منه. مع ذلك ، يمكنك توفير الكهرباء وتنقذ نفسك مشكلة التقليب التبديل. يستخدم هذا الجهاز أيضًا في أنظمة الإنذار للكشف عن الاختراقات غير المرغوب فيها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن العثور عليها على خطوط الإنتاج ، فهناك حاجة إليها للتنفيذ الآلي لأية مهام تكنولوجية. تسمى أحيانا أجهزة استشعار الحركة أجهزة استشعار الإشغال.

أنواع مجسات الحركة

تميز مستشعرات الحركة وفقًا لمبدأ العمل ، ويعتمد عملها ودقة التشغيل وميزات الاستخدام على هذا. كل واحد منهم لديه نقاط القوة والضعف. يعتمد السعر النهائي لمثل هذا المستشعر أيضًا على تصميم ونوع العنصر المستخدم.

يمكن صناعة مستشعر الحركة في مكان واحد وفي مبان مختلفة (وحدة التحكم منفصلة عن المستشعر).

اتصال

أسهل خيار لجهاز استشعار الحركة هو الاستخدام الحد التبديل أو القصب التبديل. مفتاح Reed (جهة اتصال محكمة الغلق) هو مفتاح ينقل عندما يظهر مجال مغناطيسي. يتمثل جوهر العمل في تثبيت مفتاح حد مع جهات اتصال مفتوحة بشكل طبيعي أو مفتاح قصب على الباب ، عندما تقوم بفتحه وتذهب إلى الغرفة ، ستغلق جهات الاتصال ، وتقوم بتشغيل التتابع ، وستقوم بتشغيل الضوء. تظهر هذه الدائرة أدناه.

الأشعة تحت الحمراء

يتم تشغيلها بواسطة الإشعاع الحراري ، وتتفاعل مع التغيرات في درجة الحرارة. عندما تدخل مجال رؤية هذا المستشعر ، يتم تشغيله بواسطة الإشعاع الحراري من جسمك. عيب هذه الطريقة في تقرير ايجابيات كاذبة. الإشعاع الحراري متأصل في كل شيء موجود. فيما يلي بعض الأمثلة:

1. استشعار الحركة بالأشعة تحت الحمراء توجد في غرفة بها مدفأة كهربائية يتم تشغيلها وإيقافها بشكل دوري بواسطة مؤقت أو ترموستات. عند تشغيل المدفأة ، تكون الإنذارات الكاذبة ممكنة. يمكنك محاولة تجنب ذلك بتعديل طويل ودقيق للحساسية ، وكذلك محاولة لتوجيهه حتى لا يكون هناك سخان في خط الرؤية المباشر.

2. عند التثبيت في الشارع ، يكون الانطلاق من هبوب رياح دافئة أمرًا ممكنًا.

بشكل عام ، تعمل هذه المستشعرات بشكل جيد ، وهذا هو الخيار الأرخص. يتم استخدام جهاز استشعار شرطة التدخل السريع كعنصر حساس ، فهو يخلق مجال كهربائي يتناسب مع الإشعاع الحراري.

لكن المستشعر نفسه لا يحتوي على تركيز واسع ، حيث يتم تثبيت عدسة فريسنل فوقه.

سيكون من الأصح القول - عدسة متعددة القطاعات ، أو عدسة متعددة. انتبه إلى نافذة هذا المستشعر ، وهو مقسم إلى أقسام ، وهي عبارة عن مقاطع عدسات ، وهي تركز الإشعاع الناتج في شعاع ضيق وتوجهه إلى المنطقة الحساسة من المستشعر. نتيجة لذلك ، تسقط أشعة الإشعاع من جوانب مختلفة على نافذة الاستقبال الصغيرة لمستشعر كهربي حراري.

لزيادة كفاءة اكتشاف الحركة ، يمكن تركيب أجهزة استشعار مزدوجة أو رباعية أو عدة أجهزة منفصلة. وبالتالي ، فإن مجال رؤية الجهاز يتوسع.

بناءً على ما تقدم ، تجدر الإشارة إلى أن المستشعر لا ينبغي أن يستقبل الضوء من المصباح ، ويجب ألا يكون هناك مصابيح ساطعة في مجال رؤيته ، كما أنه مصدر قوي للإشعاع تحت الأحمر ، ثم تشغيل النظام ككل سيكون غير مستقر وغير متوقع. لا تمر الأشعة تحت الحمراء بشكل جيد من خلال الزجاج ، لذلك لن تعمل إذا خرجت من نافذة أو باب زجاجي.

هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من أجهزة الاستشعار ، يمكنك شرائه أو يمكنك تجميعه بنفسك على أساس ، لذلك دعونا ننظر في تصميمه بالتفصيل.

كيف يتم تجميع مستشعر حركة الأشعة تحت الحمراء بيديك؟

الخيار الأكثر شيوعًا هو HC-SR501. يمكن شراؤه من متجر قطع الراديو ، على ali-Express ، غالبًا ما يتم توفيره في مجموعات Arduino. يمكن استخدامه مع كل متحكم ، أو بشكل مستقل. إنها لوحة دوائر مطبوعة مزودة بدائرة كهربائية دقيقة وشريط واحد ومستشعر PIR. هذا الأخير مغطى بعدسة ، يوجد مقاييس جهد على السبورة ، أحدهما ينظم الحساسية ، والمرة الثانية توجد إشارة عند إخراج المستشعر. عند اكتشاف الحركة عند الإخراج ، تظهر إشارة ويتم ضبط الوقت المحدد.

يتم تشغيله بجهد يتراوح من 5 إلى 20 فولت ، ويعمل على مسافة من 3 إلى 7 أمتار ، وتمتد إشارة الخرج من 5 إلى 300 ثانية ، ويمكنك تمديد هذه الفترة إذا كنت تستخدم طلقة واحدة على NE555متحكم أو تأخير الوقت التقوية. زاوية الرؤية حوالي 120 درجة.

تُظهر الصورة مجموعة المستشعر (يسار) ، العدسة (أسفل اليمين) ، الجانب الخلفي للوحة (أعلى اليمين).

النظر في المجلس بمزيد من التفاصيل. على جانبها الأمامي عنصر استشعار. في الجزء الخلفي توجد دائرة كهربائية صغيرة ، وتسخيرها ، على اليمين يوجد مقاومان ضبطيان ، حيث يكون الجزء العلوي هو وقت تأخير الإشارة ، أما الحساسية السفلية فهي الحساسية. في الجزء السفلي الأيمن من وصلة المرور للتبديل بين الوضعين H و L. في الوضع L ، يعطي المستشعر إشارة خرج فقط في فترة الوقت المحددة بواسطة مقياس الجهد. يعطي وضع H إشارة أثناء تواجدك في منطقة تغطية المستشعر ، وعندما تترك الإشارة ، ستختفي بعد الوقت الذي حدده مقياس الجهد العلوي.

إذا كنت ترغب في استخدام المستشعر بدون ميكروكنترولر ، ثم تجميع هذه الدائرة ، يتم توقيع جميع العناصر. يتم تغذية الدائرة من خلال مكثف التبريد ، يقتصر جهد التيار الكهربائي على 12V باستخدام الصمام الثنائي زينر. عندما تظهر إشارة إيجابية للترحيل P عند إخراج المستشعر ، يتم تشغيله من خلال الترانزستور NPN (على سبيل المثال ، BC547 ، mje13001-9 ، KT815 ، KT817 وغيرها). يمكنك استخدام سيارة التتابع أو أي دولة أخرى مع ملف 12V.

إذا كنت بحاجة إلى تنفيذ بعض الوظائف الأخرى - يمكنك استخدامه جنبًا إلى جنب مع متحكم ، على سبيل المثال مجلس اردوينو. أدناه هو مخطط الاتصال ورمز البرنامج.

الموجات فوق الصوتية

يعمل باعث على ترددات عالية - من 20 كيلو هرتز إلى 60 كيلو هرتز. توجد مشكلة واحدة من هنا - الحيوانات ، مثل الكلاب ، حساسة لهذه الترددات ، علاوة على ذلك ، فهي تستخدم لتخويفهم وتدريبهم. مثل هذه المجسات يمكن أن تزعجهم وتنشأ مشاكل بهذا.

يعمل مستشعر الحركة بالموجات فوق الصوتية على تأثير دوبلر. يتم إرجاع الموجة المنبعثة ، المنعكسة من جسم متحرك ، واستقبالها بواسطة جهاز الاستقبال ، في حين يختلف الطول الموجي (التردد) قليلاً. تم الكشف عن ذلك ، ويقوم المستشعر بتوليد إشارة يتم استخدامها للتحكم في المرحل أو جهاز المحاكاة وتبديل الحمل.

يعمل المستشعر جيدًا ، لكن إذا كانت الحركات بطيئة جدًا ، فقد لا تعمل. الميزة هي أنها ليست حساسة للتغيرات في الظروف البيئية.

مجسات ليزر أو صور

لديهم باعث (على سبيل المثال ، LED IR) وجهاز استقبال (الثنائي الضوئي لطيف مماثل). هذا جهاز استشعار بسيط ، ويمكن تنفيذه في نسختين:

1. يتم تركيب الباعث والثنائي الضوئي في الممر (المنطقة الخاضعة للرقابة) مقابل بعضهما البعض. عندما تمر عبره ، تقوم بحظر الإشعاع ولا يصل إلى المتلقي ، ثم يتم تنشيط المستشعر ويتم تشغيل التتابع. هذا يمكن استخدامه في أنظمة الإنذار.

2. إن باعث و الثنائي الضوئي بجانب بعضهما البعض ، عندما تكون في تغطية المستشعر ، ينعكس الإشعاع منك ويضرب الثنائي الضوئي. وهذا ما يسمى أيضا كاشف العقبات ، ويتم استخدامه بنجاح في الروبوتات.

الميكروويف

ويتكون أيضًا من جهاز إرسال وجهاز استقبال. الأول يولد إشارة عالية التردد ، والثاني يستقبلهم. عندما تمر بالقرب من التغييرات التردد.يتم تكوين جهاز الاستقبال بطريقة أنه عندما يتغير التردد ، يتم تكبير الإشارة وإرسالها إلى الهيئة التنفيذية ، مثل الترحيل ، ويتم تشغيل الحمل.

حساسات حركة الميكروويف حساسة للغاية ، فهي تسمح لك "برؤية" كائن حتى خلف الباب أو خلف زجاج ، لكن هذا يتسبب أيضًا في مشاكل التسبب في خطأ عندما يكون الكائن خارج مجال الرؤية المقصودة.

هذه مجسات باهظة الثمن ، لكنها تستجيب لأصغر الحركات.

أجهزة سعوية تعمل بالمثل. تظهر هذه الدائرة أدناه.

كيفية توصيل جهاز استشعار الحركة؟

يمكنك التوصل إلى عدد لا يحصى من الخيارات والمخططات لتوصيل مستشعر الحركة حسب احتياجاتك ، وأحيانًا تحتاج إلى أن يعمل النظام عند الانتقال في أماكن مختلفة ، على سبيل المثال ، إضاءة الشوارع في الطريق من المنزل إلى البوابة والعكس بالعكس ، وفي حالات أخرى ، يجب تشغيل الضوء أو إيقاف تشغيله ، إلخ. .D. سننظر في العديد من الخيارات.

عادة ، يحتوي مستشعر الحركة على ثلاثة أسلاك أو ثلاثة أطراف للتوصيل:

1. المرحلة القادمة.

2. المرحلة المنتهية ولايته لتحميل السلطة.

3. صفر.

إذا لم يكن لديك طاقة استشعار كافية ، فاستخدم مرحل وسيط 220 فولت بداية المغناطيسي مع لفائف. للقيام بذلك ، بدلاً من المصباح الكهربائي ، يتم توصيل خيوط الملف في المخططات أدناه.

مخطط رقم 1. يتم تشغيل المصباح فقط من مستشعر الحركة.

مخطط رقم 2. يتم تشغيل المصباح من مستشعر الحركة أو من المفتاح (التشغيل القسري).

مخطط رقم 3. مستشعر الحركة معطل. لذلك لن يعمل عندما لا تحتاج إليه ، على سبيل المثال ، في النهار.

المخطط رقم 4 - تشغيل المصباح من اثنين من أجهزة الاستشعار الموجودة في أماكن مختلفة.

توضح الصورة أدناه المحطات التي تتصل بها أسلاك الطاقة.

استنتاج

يعد استخدام مستشعرات الحركة ، بصرف النظر عن كيف يبدو ، خطوة إلى المنزل الذكي. أولاً ، سوف يساعد في توفير الطاقة وحياة المصباح. ثانياً ، هذا يلغي الحاجة إلى النقر فوق المفتاح في كل مرة. لإضاءة الشارع بالإعدادات الصحيحة ، يمكنك تشغيل الضوء عند الاقتراب من بوابة المنزل.

إذا كانت المسافة من البوابة إلى المنزل هي 7-10 ، فيمكنك القيام بذلك باستخدام جهاز استشعار واحد ، ثم لا يتعين عليك وضع الكابل على المستشعر الثاني أو تجميع دائرة بمفتاح مرور.

كما ذكرنا سابقًا ، الأكثر شيوعًا هي أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء ، فهي كافية للقيام بالمهام البسيطة ، إذا كنت بحاجة إلى مزيد من الحساسية أو الدقة ، فقم بإلقاء نظرة على أنواع أخرى من أجهزة الاستشعار.