Схема работы и применение СВЧ датчиков движения

Довольно часто владельцы приусадебных участков сталкиваются с необходимостью обеспечить зоны безопасности, как по внешнему периметру (на подходе) к дому, так и внутри него.

Достойным решением, для всегда ограниченного в средствах дачника, является приобретение СВЧ-датчика движения охранной сигнализации. Радарные, по схеме работы, микроволновые (МКВ) датчики используют для обнаружения эффект Доплера. Т.е. при проникновении нежелательного мобильного объекта в зону детекции, меняется частота электромагнитных волн посылаемых и принимаемых доплеровским детектором движения. Наложение высокочастотных волн в МКВ сенсорах датчиков движения друг на друга приводит в действие системы освещения и охраны в домах, автомобилях.

Преимущества ДДМ – датчиков движения микроволновых

Извещатели микроволнового (радарного) типа обладают рядом серьёзных преимуществ перед своими инфракрасными, магнитоконтактными и звуковыми собратьями. Работа радарных детекторов не подвержена внешним погодным воздействиям – сильный ветер, перепады температуры, осадки, прямой солнечный свет. СВЧ детекторы не воспринимают помехи от электромагнитных полей, штор, зеркал, окон, стен, дверей, источников света, бытовой техники.

Фото: СВЧ датчик движения комбинированный (инфракрасный)

Установленные внутри помещений высокочастотные охранные извещатели «видят» сквозь внутренние и наружные стены, что расширяет возможности частных и корпоративных систем защиты. Один СВЧ датчик движения может «обслуживать» до 4-х, связанных стенами, комнат и 3 этажа многоэтажного дома. МКВ детектор способен работать и в режиме уличного датчика охраны внешнего периметра. Это существенно экономит расходы на обустройство комплексных систем ОПС, сокращая количество устанавливаемых в шлейф охранной сигнализации датчиков и объём монтажных работ.

Почему нужны комбинированные устройства микроволновой охраны?

К сожалению, принцип работы микроволновых датчиков не позволяет им функционировать в режиме пассивной детекции. Как и ультразвуковые (многолучевые, лазерные и др.). СВЧ извещатели являются активными, что не позволяет их эксплуатацию в автономном режиме на период длительного времени.

Производители охранного оборудования всё чаще выпускают комбинированные извещатели – СВЧ+ИК. Совмещённые инфракрасные и микроволновые датчики работают автономно, дублируя друг друга по 2-м раздельным каналам. Это исключает ложные срабатывания и возможность температурного маскирования движущегося объекта, присущих ИК-датчикам (оптико-электронным объёмным извещателям).

Комбинированные СВЧ+ИК датчики движения отлично выполняют функции уличной охраны периметра – «видят сквозь стены». Кроме этого приборы имеют широкий диапазон настройки на различные движущиеся объекты. Этим обусловлено их широкое распространение на современном рынке систем охраны помещений, домов, дач, квартир, офисов. Важное применение комбинированные МКВ-детекторы получили в «Умных» системах освещения (включение уличных светильников) и охране автомобилей (гаражах). С их помощью включается видеонаблюдение и трансляция сигнала на мониторы и другую компьютерную технику, с последующей печатью на современном полиграфическом оборудовании.

Варианты и схемы подключения микроволновых датчиков

Возможны проводные и беспроводные варианты подключения. В беспроводных (радиоканальных, радиоволновых) схемам датчик синхронизируется с РПУ, реле которого выводит информацию на приёмник радиосигнализации или на контроллер GSM сигнализации, марки Кситал, Страж, Falcon Eye, Visonic или других популярных, среди дачников, моделей. Проводное подключение производится напрямую к модулю GSM, без промежуточных реле. Производители беспроводных датчиков движения существенно расширяют их функционал, с помощью современных цифровых микропроцессоров.

Высокие технологии расширяют варианты настройки (защита от животных, аэрозольной маскировки), обеспечивают многоканальный контроль оповещения и регулировку зоны детекции от 1.5 до 20 м (для бытовых детекторов) и т.п. Эффект эхолокации (волнового отражения) повышает уровень надёжности радиоволновых охранных извещателей, СВЧ типа, и не позволяет злоумышленнику беспрепятственно преодолеть комбинированную систему защиты, установленную на Вашем объекте.

ГРИОН – это надёжные аксессуары для систем безопасности

Консультанты нашего магазина онлайн торговли предоставят широкий выбор оборудования для gsm-сигнализаций и систем видеонаблюдения. В услуги ООО «Грион» входит комплектация всех устройств технической документацией:

• схемы подключения;
• инструкции пользователя;
• гарантийные обязательства;
• сертификаты.

Безопасность в ГРИОН – это не просто охрана, а комплекс интеллектуального управления системами видеонаблюдения, освещения, отопления в Вашем доме!

Монтажный отдел в Москве и наши установщики в регионах России и ближнего зарубежья разместят любые типы охранно-пожарных извещателей для создания эффективной системы безопасности в банках, коттеджах, квартирах, офисах, гаражах, на дачах. Грион – это доставка охранного оборудования и аксессуаров (датчиков удара, температуры работы котлов отопления, ОПС, охраны периметра, пожара и т.п.) наложенным платежом, курьером, по безналичному расчёту до двери заказчика. Корпоративным заказчикам – торговым точкам, ЧОП, ТСЖ, монтажникам предлагаются отличные условия (проект, установка, обслуживание), исходя из бюджета организации.

---

{module OHR_POJ_ALL}

Датчик движения своими руками – схема и установка в домашних условиях

Самостоятельно собранная схема подобного электронного устройства с датчиком движения, безусловно найдет свое применение в различных электронных устройствах.

• Область применения ↓
• Принцип работы ↓
• Как сделать (лазерный/с фотоэлементом)? ↓
• Описание схемы ↓
• Пошаговое руководство ↓
• Датчик движения для сигнализации ↓
• Советы ↓

Но при этом, уже перед началом реализации нужно четко представлять все стороны реализации данного проекта.

Положительные:

1. Собранный самостоятельно датчик движения является во многом результатом труда, проб и ошибок, при этом, независимо первая ли это самоделка радиолюбителя или почти промышленное производство, самостоятельная сборка данного устройства принесет удовлетворение.
2. Не нуждается в дополнительном обслуживании и приглашении специалистов для настройки.
3. Прибор рассчитывается и устанавливается конкретно под местные условия, а соответственно при установке его как компонента охранной сигнализации, секретность будет многократно выше (разве что об этом не узнает сосед).
4. Правильная сборка позволит многократно сократить расходы.
5. Следующие приборы будут собираться легче и проще, в том числе и в модернизированных версиях.

Теперь об отрицательных сторонах:

1. Однократное, удачное включение прибора, не является гарантией его работоспособности.
2. Несмотря на успехи, не нужно забывать и о надежности – тонны припоя, потраченные на соединение элементов схемы, не способны её сделать надежной в случае конструкторской ошибки еще на стадии проектирования.
3. Подбор нужных элементов займет куда большее время, чем поход в ближайший магазин или фирму по установке сигнализации.
4. Размерность и компактность подобного датчика, не говоря о таких свойствах, как эстетичность корпуса и возможность его работы в разных условиях, например, под дождем или в снегу, требуют дополнительного времени, для того, чтобы окончательно убедиться в работоспособности схемы.

Область применения

Самоделки в виде датчиков движения чаще всего конструируются:

1. В несложных системах сигнализации для гаражей, дач или домов.
2. Для облегчения и создания дополнительного комфорта – для включения наружного и внутреннего освещения.
3. Для контроля движения транспорта или людей через зоны невидимости.

Наверное, самостоятельно собранный датчик движения, включающий и выключающий освещение является наиболее распространенным вариантом использования этого устройства.

Ввиду очевидного экономического эффекта от его использования, такой прибор просто необходим для установки в пространстве около жилого дома, на гаражной стоянке, при использовании технологии «умный дом», в качестве обязательной опции включения освещения, во время открытия входной двери.

Такое применение этого электронного устройства позволит избежать дополнительных затрат на электроэнергию, существенно продлит срок службы ламп, создаст дополнительные комфортные условия жильцам.

Принцип работы

Принцип действия

Вне зависимости от того, какие датчики устанавливаются, все датчики движения управляющие освещением, работают в соответствии с заложенным принципом работы – замыкании контактов и включении освещения после изменения положения предметов в зоне действия сенсоров устройства.

Различные электронные компоненты имеют различные принципы построения, но у всех их имеется общее сходство замыкание контактов и включение освещения осуществляется после начала движения.

В период пребывания в зоне работы сенсора, осуществляется срабатывание электроники, после, устройство продолжает работать еще некоторое время и уже после того, как предмет, человек или животное вышли из зоны действия датчика. Но такое дополнение технически решается отдельно от основной схемы сенсора.

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)

Использование подобной конструкции в качестве сигнализации требует, кроме правильно собранной схемы, еще и гарантированный источник питания. В связи с этим, необходимо позаботиться, кроме основного, и о резервном источнике питания. В качестве сигнализатора можно использовать ревун или сирену. В дополнение к звуковому сигналу можно использовать световую сигнальную лампу.

Советы

Приступая к разработке проекта сигнализации с использованием датчиков движения с использованием старой советской элементной базы, рекомендуется найти старые советские журналы для радиолюбителей или конструкторов.

В стране множество оборонных конструкторских бюро и массы энтузиастов радиодела. В журналах для самодельщиков довольно часто описывались такие схемы с использованием простых радиодеталей, во многом, которые были разработаны настоящими профессионалами.

Неплохой идеей будет использование в качестве датчиков готовые сенсоры с возможностью подключения как осветительных приборов, так и звуковых.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Схема детектора движения с использованием ИК-датчика, 555 Работа с принципиальной схемой и приложениями

Краткое описание

Знакомство с детектором движения:

Детектор движения используется не только в качестве сигнализации вторжения, но также во многих приложениях, таких как системы домашней автоматизации, энергоэффективность система и т. д. Детектор движения обнаружит движение людей или объектов и выдаст соответствующий сигнал в соответствии со схемой.

Как правило, датчик движения использует различные типы датчиков, такие как пассивный инфракрасный датчик (который определяет движение человека, используя тепло тела человека), микроволновый датчик (микроволновой датчик обнаруживает движение человека, измеряя изменение частоты от создаваемый луч), ультразвуковой датчик (он производит акустические сигналы, которые обнаруживают движение человека) и т.  д. Есть несколько детекторов движения, которые будут использовать другую технологию и включать ряд датчиков (ИК, микроволновый датчик, ультразвуковой датчик и т. д.) для уменьшения ложных срабатываний и повышения точности обнаружения движения.

Вот простая и надежная схема, в которой используется ИК-датчик для передачи ИК-луча и фототранзистор для приема ИК-луча. Если между передачей и приемом луча возникают какие-либо помехи или помехи, это подтверждает наличие вторжения и подает сигнал тревоги. Эту схему легко построить, а стоимость схемы очень низкая по сравнению с обычным детектором движения.

Блок-схема детектора движения:

ИК-датчик будет производить высокочастотный луч, который проецируется на фототранзистор с помощью таймера 555 на передатчике. Когда этот высокочастотный луч прерывается, фототранзистор запускает таймер 555 секции приемника и подает сигнал тревоги.

Схема датчика движения:

Описание схемы датчика движения:

• ИК-датчик создает высокочастотный луч 5 кГц с помощью таймера 555. который установлен в нестабильный режим мультивибратора на передатчике раздел.
• ИК-датчик излучает высокочастотный луч, который принимается фоторезистором в секции приемника. Эта частота будет находиться в одной фазе, когда между ИК-датчиком и фототранзистором нет разрыва. Общая схема не будет давать никакого результата на этой фазе. Когда есть прерывание между ИК-датчиком и фототранзистором, луч, создаваемый ИК-датчиком, будет в другой фазе. Эта другая фаза будет немедленно обнаружена фоторезистором и заставит таймер 555 подать сигнал тревоги через динамик.
• Когда вторжения нет, фототранзистор установит высокий уровень на выводе 2 таймера 555, который установлен в моностабильный режим, и в этой конфигурации выход не будет выдан. При вторжении на контакт 2 моностабильного таймера устанавливается низкий уровень, что приводит к срабатыванию сигнализации. Время срабатывания сигнализации зависит от конденсатора C1 и переменного резистора POT.

Основные компоненты схемы детектора движения:

ИК-датчик: Основная концепция ИК-датчика заключается в создании луча инфракрасного света (длина волны которого длиннее, чем видимые лучи, и короче, чем микроволны, в обычном инфракрасном диапазоне). длина волны должна быть больше 6 мкм). ИК-датчики основаны на трех разных законах: законе излучения досок, законе Стефана Больцмана и законе смещения Вина.

• Планков Закон об излучении
  гласит, что энергия электромагнитного излучения ограничена неделимыми пакетами (квантами), каждый из которых имеет энергию, равную произведению постоянной Планка на частоту излучения (постоянная Планка = 6,62606957 × 10 ^-34 м ² кг/с).
• Стефан Больцман Закон гласит, что общая энергия, излучаемая на единицу площади черного тела с использованием всех длин волн в единицу времени J*, прямо пропорциональна четвертой степени термодинамической температуры черного тела Т :

• Закон смещения Вина: длина волны максимального излучения любого тела обратно пропорциональна его абсолютной температуре (измеряется в градусах Кельвина). В результате при повышении температуры максимум (пик) лучистой энергии смещается в сторону более коротковолнового (более высокая частота и энергия) конца спектра.

Пиковая интенсивность приходится на эту длину волны ƛ = (0,0029 м·К)/температура в Кельвинах

В ИК-датчике источником инфракрасного излучения и передачей инфракрасного излучения являются две важные части. В инфракрасном источнике есть разные источники, такие как излучатели черного тела, вольфрамовые лампы, карбид кремния в ИК-датчиках. Они будут использовать инфракрасный светодиод с длиной волны в качестве источника инфракрасного излучения. В средах передачи это будет иначе, например, воздух, оптическое волокно и т. д.

Фототранзистор: Фототранзисторы – это детекторы ИК-излучения или любого фотоизлучения. Они преобразуют это ИК-излучение в ток или напряжение.

Области применения обнаружения движения:

• Детекторы движения могут использоваться в качестве охранной сигнализации в домах, офисах, банках, торговых центрах и т. д.
• Могут использоваться в качестве счетных машин, автоматического управления освещением и т.
  д.
• Могут использоваться в энергосберегающих системах, системах домашней автоматизации и системах управления.

Цепь подачи водопроводной воды, активируемая движением

— Реклама —

Почти во всех ресторанах есть раковины для мытья рук для клиентов. Поскольку им пользуется большое количество людей, через некоторое время кран перестает работать должным образом и начинает протекать, что приводит к трате воды. Этот контур потока водопроводной воды, активируемый движением, может предотвратить проблему, поскольку он позволяет воде течь из крана автоматически только тогда, когда человек подходит к раковине.

Схема построена на цилиндрическом гнезде постоянного тока (J1), датчике PIR HC-SR501 (MS1), транзисторе BD139 (T1), нормально закрытом электромагнитном клапане (SV1) и нескольких других компонентах. Схема может питаться от батареи 12 В или внешнего адаптера постоянного тока 12 В.

Посмотреть это видео на YouTube

Рис. 1: Принципиальная схема контура подачи водопроводной воды, активируемого движением — Реклама —

Прежде чем понять работу проекта, давайте разберемся с работой датчика движения PIR, который является сердцем этой схемы. На рис. 2 показана передняя сторона ИК-датчика движения, а на рис. 3 — его задняя сторона.

Рис. 2: Передняя сторона датчика движения

HC-SR501 — недорогой пассивный инфракрасный датчик, используемый для обнаружения любого движения. Он имеет широкий диапазон рабочего напряжения от 4,5 В до 20 В и два режима работы — повторяющийся режим и неповторяемый режим.

В повторяющемся режиме (H: триггер повтора на рис. 3) выходной сигнал датчика становится высоким при обнаружении движения. Он остается высоким, пока человек находится в зоне действия датчика. Когда человек выходит за пределы его диапазона, его мощность падает — по истечении заданного времени.

В неповторяемом режиме (L: одиночный триггер на рис. 3) выход датчика становится высоким только на предварительно установленное время при обнаружении движения. Любое движение в течение этого периода не влияет на производительность, поэтому вода в этот период продолжает течь. Он срабатывает только один раз и не повторяется. В этом проекте мы использовали повторяющийся режим.

На обратной стороне датчика имеется перемычка и два переменных резистора, как показано на рис. 3. Перемычка используется для выбора режима работы. Один переменный резистор используется для изменения чувствительности датчика, а другой — для изменения его временной задержки.

Схема работает просто. Обычно выходной сигнал датчика низкий, и на клапан не подается питание. Когда человек оказывается перед датчиком движения PIR, выходной сигнал датчика становится высоким, пока человек находится в пределах диапазона, и возбуждает катушку соленоида. Клапан открывается, и из крана начинает течь вода.

Список запчастей

Полупроводники : D1 – 1N4007 Выпрямительный диод T1 – BD139 NPN-транзистор Резисторы (все 1/4 Вт, ±5% углерода): R1 – 220 Ом Прочее: J1 – цилиндрический разъем постоянного тока J2 – 3-контактный клеммный разъем J3 – 2- штыревая клемма MS1 – датчик движения HC-SR501 PIR SV1 – электромагнитный клапан 12 В NC, реле с одним переключением

Когда датчик не обнаруживает никого в своем диапазоне, его выходной сигнал становится низким, и катушка соленоида обесточивается. Таким образом, вода течет из крана только тогда, когда кто-то находится в пределах ее досягаемости, и автоматически останавливается, когда человек уходит.

Будучи довольно простой, схема может быть собрана на универсальной печатной плате. После сборки схемы поместите ее в подходящую коробку. Установите датчик движения перед раковиной для мытья рук таким образом, чтобы, когда кто-то подходит к нему, начинала течь вода из-под крана.

В неповторяемом режиме (L: одиночный триггер на рис. 3) время подачи воды можно предварительно установить с помощью потенциометра задержки времени (справа на рис. 3). Чувствительность можно установить с помощью регулятора чувствительности (слева на рис. 3).

Рис. 3: Задняя сторона датчика движения

EFY Примечания.

1. Установите электромагнитный клапан в правильном направлении потока воды. Направление указано на корпусе клапана.
2. Для правильного функционирования клапана требуется минимальное давление.