Почему датчик движения не работает или работает неправильно?

Датчики движения (далее — ДД) получили мировое признание в 90-х годах прошлого века. Своим появлением на рынке радиотехники универсальные приборы решили важную проблему экономии электроэнергии и существенного продления «жизни» осветительных приборов. Сегодня бытовые детекторы инфракрасного излучения массово применяются для освещения придомовых территорий, подъездов, лестничных клеток и помещений различного назначения. Однако, устройства в процессе эксплуатации могут поломаться. Многих начинающих домашних мастеров интересует, насколько возможно сделать ремонт датчика движения своими руками.

Еще раз о схемах датчиков

Итак, наиболее популярную схему датчика движения приведу ещё раз:

Схема датчика движения 3

Эту схему прислал мой постоянный читатель Александр из г. Королев в декабре 2014 г., за что ему ещё раз большое спасибо. На эту схему я буду опираться по тексту статьи, поскольку она наиболее типичная. Не должно сбивать с толку, что схема в нашем примере будет разбросана по двум платам – слаботочной и силовой.

В конце статьи будет приведена доработка этой схемы.

Теперь публикую фото плат датчика движения, которые прислал другой мой читатель – Ренат.

Плата слаботочная датчика движения

Плата питания (силовая) датчика движения

Вот наша с Ренатом переписка:

• Ренат: Здравствуйте! По схеме и описанию у меня такой же датчик, модели точно не знаю, попросили посмотреть «перестал работать». Остановился на плате питания. Проверил все элементы, после диодного моста +24В выходит, стабилитрон +8В выдает, отпаял вторую часть схемы (плату, где ИК приемник, микросхема и т.п.). И вот, не могу понять почему реле срабатывает, когда подаю напряжение?

• Я: Стоит интегральный стабилизатор (КРЕН) типа 7808, на выходе 8В? Надо всё подключить, и тогда проверять. Когда на вход ключевого транзистора ничего не подано, он может вести себя непредсказуемо. Проверьте силовой транзистор, реле, регулировочные элементы, пайку. Лезть глубже — надо разбираться со схемой — операционники, датчики, и т.д.

• Ренат: Здравствуйте Александр! Интегральный стабилизатор не стоит. Подключил, всё по прежнему (реле сработано, на датчик не реагирует, от регулировки сенсора, времени и режима «день»/»ночь», тоже ничего не меняется.

Ренат проделал своими руками большую работу, и я попробую помочь ему в этой статье.

Схемы сборки

Микроволновый

Для контроля открытых пространств и контроля наличия объектов в нужной зоне, существует емкостное реле. Принцип действия данного устройства заключается в измерении величины поглощения радиоволн. Каждый наблюдал или был участником этого эффекта, когда, приближаясь к работающему радиоприемнику, частота на которой он работает, сбивалась и появлялись помехи.

Поговорим о том, как сделать датчик движения микроволнового типа. Сердцем данного детектора является радио микроволновой генератор и специальная антенна.

Ниже предоставлена действенная схема реле присутствия на доступных компонентах, которая поможет собрать детектор движения своими руками или просто пригодится для ознакомления с устройством.

Тепловой

Тепловой ДД (PIR) самый распространенный сенсорный аппарат в хозяйственном секторе. Это объясняется дешевыми комплектующими, простой схемой сборки, отсутствием дополнительных сложных настроек, широким температурным диапазоном работы.

Готовый аппарат можно купить в любом магазине электротоваров. Часто этим сенсором снабжаются светильники, устройства сигнализации и прочие контроллеры. Однако сейчас мы расскажем, как сделать тепловой датчик движения в домашних условиях. Простая схема для повторения выглядит следующим образом:

С чего начать ремонт, если не работает датчик

Данные мои рассуждения и методики относятся не только к конкретному датчику движения, но и к многим электронным устройствам. Например, к датчику освещения, схема которого гораздо проще, но принцип тот же.

1. Проверяем правильность подключения. На данном этапе надо также выяснить, после чего не работает датчик движения, при каких обстоятельствах. Варианты (мозговой штурм):

• скачок света,
• выключали электричество,
• работа строителей,
• к соседям приходил электрик,
• какой-то запах,
• дети крутили,
• ударили,
• погрызла собака,
• соседи затопили,
• вчера был ветер,
• иногда плохо срабатывал,
• и т.д.

На этом этапе уже можно выявить направление, в котором двигаться дальше.

Надо проверить правильность подключения, убедиться, что на датчик приходит положенное питание, и если есть индикаторы, то они должны гореть. Некоторые. Иногда. Далее смоделировать ситуацию, при которой он должен срабатывать.

2. Правильность регулировок. Возможно, неправильно установлены регуляторы, и достаточно правильно настроить датчик. Для этого необходимо поставить регуляторы в положения, в которых его включение наиболее вероятно: Уровень освещенности поставить в положение, при котором датчик будет срабатывать и днём, и ночью. Чувствительность установить максимальную. Время работы установить минимальное. В любом случае, стоит покрутить регуляторы, и проанализировать, как ведёт себя датчик, и реагирует ли вообще.

Подкорректируйте настройки

Если ваш датчик движения не выключает освещение или работает неправильно, прежде всего присмотритесь к настройкам. На корпусе прибора размещены три регулятора: SENS, TIME и LUX.

• SENS — определяет уровень чувствительности сенсора движения к инфракрасному излучению;
• TIME — регулирует время задержки выключения;
• LUX — настраивает уровень освещенности: при повышенном пороге освещение включаться не будет, если уровень освещенности ниже установленного – датчик включит осветительные приборы.

Эти настройки помогают подготовить датчик для работы в конкретных условиях. Изначально выставить их должна либо компания-установщик, либо сам владелец датчика.

При работе с профессиональным оборудованием важно придерживаться рекомендованных значений. Такие есть, например, у регулятора LUX.

Как показывает практика, в зонах прохода это примерно 75-200 люкс, в рабочих зонах (офисах и кабинетах) – 600 люкс, при работе с большой нагрузкой на глаза – 1000 люкс. Средний же диапазон уровня освещенности в датчиках 2-2000 люкс.

Если вы не знаете правильных значений, то эти показатели лучше не корректировать самостоятельно.Выставите самое маленькое значение – датчик будет включаться при минимальной освещенности, установите максимальное – датчик будет включаться постоянно.

При этом, с технической точки зрения прибор будет работать правильно, то есть выполнять свои функции исходя из настроек. С практической же стороны, его работа никакой пользы владельцу не принесет, поэтому в случае подобных неполадок стоит обратиться к специалисту, который сможет скорректировать настройки устройства.

Нарушить работу датчика движения может и неверно отрегулированный параметр SENS. Если не правильно задать его значение, то снизится чувствительность зоны присутствия датчика движения, и в определенных случаях, например, при минимальных движениях, устройство может просто не сработать.

Из-за неправильной настройки параметров SENS, LUX и TIME освещение может и не гаснуть. Если светильник не выключается долгое время, при отсутствии движения, то стоит проверить время задержки выключения.

Возможно, у регулятора TIME установлено чрезмерно большое значение, и это не позволяет разомкнуть выходной контакт, управляющий светильниками. Этот показатель также имеет свои средние значения: для зон прохода – 5 минут, для рабочих зон – 15 минут.

Вскрываем датчик

Если после первого этапа датчик не заработал, надо браться за настоящую работу.

Вскрываем датчик, смотрим на платы. Первое, на что надо обратить внимание – целостность элементов. Кроме того, знающему человеку многое скажет запах. Не должно быть подозрительных деталей – потемневших, с трещинами, вздутых, шатающихся.

Дорожки печатной платы должны быть целыми. Иногда бывает, что они трескаются, надламываются около мест паек (пятаков). Ну и конечно, если дорожка выгорела, надо её восстановить перемычкой, и проанализировать причину.

Тщательно проверяем пайку. В случае малейшего подозрения пошатываем подозрительные детали, и пропаиваем эти места. Часто бывают отпаяны вводные провода и провода между платами, а также регулировочные элементы (переменные резисторы).

Пробное включение

Подключаем питание к датчику. В качестве нагрузки для индикации работы датчика рекомендую использовать лампочку накаливания мощностью 25-60 Вт. Иначе, если ориентироваться на щёлканье реле, можно не услышать, или не понять, включено оно или выключено. Заразом проверяем реле и подключения.

Я очень рекомендую включать любые приборы при ремонте через минимально возможный защитный автомат. В данном случае – 1-2 Ампера. Это нужно для исключения неприятностей.

Вариант лучше – подключать через трансформатор (с выходным напряжением 220В) или дифавтомат, это значительно уменьшит риск удара током (будем работать с открытыми токоведущими частями!).

Ещё вариант – через лампочку накаливания 60-100Вт, это спасёт от КЗ. Но это не удобно.

По применению защитных автоматов рекомендую свою статью.

Проверяем факт наличия нужного питающего напряжения на плате питания.

Я не буду рассказывать, как пользоваться измерительными приборами, и как проверять детали. Если есть вопросы, пишите в комментарии.

Кроме того, призываю соблюдать осторожность и помнить о своей безопасности! При ремонте может и долбануть!

Ещё раз возвращаемся к тому, с чего начали ремонт (пункт 1). Высока вероятность, что после осмотра, пропайки, замены визуально неисправных деталей всё заработает.

Полезные советы профессионалов

Самостоятельно сделанный датчик, реагирующий на движения, хорош тем, что его можно подстраивать под свои нужды. Для этого подойдут любые доступные материалы и инструменты, которые можно найти и купить в специализированных магазинах.

Полезные советы:

1. В качестве индикатора движения можно использовать веб-камеру. Для этого её нужно подключить к сигнализатору или компьютеру. В последнем варианте потребуется специальная программа, которая устанавливается на ПК.
2. Во время присоединения датчика к системе оповещения нужно следить за тем, чтобы рядом не было больших бытовых приборов и вентиляторов. Они своей работой могут повлиять на устройство и привести к неправильному или несвоевременному оповещению.
3. При создании «умного дома» рекомендуется использовать сенсорные выключатели, в которых уже установлен подобный датчик движения.
4. Лазерное устройство лучше не использовать для охраны жилых помещений. Это обусловлено тем, что инфракрасное излучение может навредить глазам человека.
5. Точно так же можно смастерить сигнализацию на автомобиль. Единственным отличием будет добавление специального звукового сигнала.

Изготовление и ремонт датчика, реагирующего на различные движения, — это довольно трудное мероприятие, которое, если есть умения и навыки, можно выполнить своими руками. При правильном подходе к делу и соблюдении всех советов профессионалов можно самостоятельно смастерить полезный прибор, который надёжно защитит помещение и упростит жизнь владельцам.

Проверяем питание

В датчике движения входное питание 220В преобразуется в постоянное напряжение, необходимое для питания схемы. Как правило, это напряжения 8, 12, 15, 24 В в разных сочетаниях, в зависимости от схемы.

Все напряжения измеряем относительно нуля. Точка, где можно взять ноль – например, минус электролитического конденсатора на выходе диодного моста.

В данном случае нужно для начала проверить напряжение +24В (см. схему в начале статьи). Если его нет, надо проверять ограничительные (гасящие) элементы перед диодным мостом, и сами диоды.

Возможно, что последующая схема “гасит”, или подсаживает питание. Чтобы убедиться в этом, надо отключить последующую схему от схемы питания.

Так же проверяем и низкое напряжение +8В, которое используется для питания цепей операционных усилителей.

Если его нет, проверяем цепи до него (наличие +24В), цепи стабилизации (стабилитрон), пробно отключаем нагрузку.

Силовые цепи

В тонкости операционных усилителей пока не лезем, продолжаем исследовать наиболее очевидное и вероятное.

В данном случае это проверка работы реле платы питания. Это реле включается, то есть, на его катушку подается напряжение 24В, если открывается ключевой транзистор. В данном случае S9013, n-p-n.

Проверку лучше проводить при полностью отключенной слаботочной плате. Как раз, мы её отключили при проверке питания в пункте 4.

Для проверки работы транзистора надо его базу замкнуть с эмиттером, желательно через резистор. Он там есть (R21, 20кОм), либо использовать свой, порядка 2 кОм – 33 кОм. Транзистор в данном случае будет закрыт (ток через него не течёт), и реле должно быть выключено.

Далее, проверяем открытие транзистора и соответственно включение реле. Для этого через тот же резистор (резистор обязателен, перемычка спалит транзистор) подключаем базу транзистора к +24В. Реле должно включиться.

Если транзистор не работает, его надо проверить омметром, отключив питание (можно проверить до манипуляций с резистором). Как проверить транзистор – можно, не буду писать?

Также возможна неисправность реле.

Монтаж и подключение «умного» прожектора

К каждому прожектору должна прилагаться инструкция с описанием как его подключить. Но даже если ее не оказалось, подготовить осветительный прибор к работе будет достаточно просто. Все электромонтажные работы в уже имеющейся сети следует проводить при отключенной электроэнергии (выключенном щитке).

При протягивании провода по постройкам прокладываем его в гофротрубе с внутренним диаметром 16–20 мм, которую крепим к стене. Если надо кабель завести на большое расстояние или до уличного фонаря на столбе, способ следует использовать воздушный или подземный.

• черный либо синий к такому же проводу и клемме со значком 0 или N – это ноль;
• красный либо коричневый к Ф или L – это фаза;
• желто-зеленый к клемме с 3-я черточками и палочкой сверху – это заземление.

У некоторых осветительных приборов отрезок кабеля уже подсоединен и выведен из корпуса прожектора. Коммутируем его со своим проводом согласно цветовой маркировке, лучше через отдельную клеммную коробку, закрепленную рядом.

Мнение эксперта

Стребиж Виктор Павлович, эксперт по освещению и электрике

Любые вопросы задавайте мне, я помогу!

от вывода отходящей фазы датчика движения проводник напрямую или через распределительную коробку тянется к прибору освещения. Если же вам что-то непонятно, пишите мне!

Бонус. Вопрос читателя по датчику на LP8072C

Рассмотрим схему датчика движения на специализированной микросхеме LP8072C, которую прислал читатель Андрей (см. комментарий к статье от 15.12.2015)

Схема датчика на LP8072C

Ещё раз повторяю его вопрос, и отвечаю:

Вынул датчик. Два блочка (питание с реле и на другом все датчики), с 3 проводами — 0, 5в, 11 контакт на базу.

Да, схема разбита на две платы, как в датчике в начале статьи. 0В – GND, на выв.5 микросхемы, 5В – питание, VDD, на выв.13, и выход на управлением транзистором.

Посмотрел 13 — VDD 5в. 9 — CDS (цепь фото диода) от переменного резистора меняется от 0,4 в до 2 в. 11 — есть 5в постоянно — реле сработала и лампа горит, от CDS не зависит.

Всё правильно пока. Для интереса, можно базу и эмиттер транзистора закоротить (например, отверткой, при этом выходные 5В упадут на резисторе 5,6кОм, это не страшно). Реле и нагрузка должны выключиться. Это скажет о том, что транзистор и силовые цепи работают.

Правда, положил на стол, припоял проводки к 0, и последовательно к 13, 9, 11 для вольтметра. Когда мерил между 0 и 11 — датчик заработал. Можно было менять длительность горения лампы переменным резистором.

Между выводами 5 и 11? Это просто силовой выход, вольтметр не должен на него влиять. Получается, вольтметр зашунтировал выход микросхемы, как я выше рекомендовал с закороткой базы-эмиттера отверткой. Такого не должно быть, тут или микросхема неисправна (скорее всего), или вольтметр.

Но датчик пробовал с обычной лампой на 60 вт. Обрадовался, все собрал в прожектор — и опять горит постоянно. Может длительность горения становится очень большой.

В Вашей схеме есть усилитель и компаратор. Здесь есть выводы двух ОУ. Может на них можно что посмотреть. Заметил в Вашей схеме RC цепочку у красного провода.

Да, эта цепочка для уменьшения искрения контактов реле, в данном случае роли не играет.

Рекомендую менять микросхему. Но для начала изучите случай, когда проводили измерение, и датчик работал. Дело в том, что входное сопротивление вольтметра при измерении оказывает влияние на схему, и лучше, чтобы оно было больше. Обычно входное сопротивление – порядка сотни килоом, но у дешевых моделей может быть 20…50 кОм (зависит от предела измерения). Поэтому возьмите резистор около 100 кОм, или чуть меньше, и подключите его параллельно выходу микросхемы. Либо между базой и эмиттером транзистора.

Внутри микросхемы должен быть встроен такой резистор, или его ставят между базой и эмиттером транзистора, для повышения надежности работы. Как в схеме датчика освещенности.

А микросхема скорее всего неисправна (частично), или вышла из режима из-за внешней обвязки.

Пишите в комментариях, как продвигается ремонт.

Фото прожектора и датчика движения, Андрей прислал:

Кстати, про прожектор с датчиком движения у меня есть статья, рекомендую.

А вот мои статьи про устройство светодиодных прожекторов и их ремонт.

Прожектор с датчиком движения на LP8072C

Датчик движения на LP8072C

Датчик движения. Силовая плата

Общие сведения

Датчик движения — это аппарат, который распознаёт любые перемещения в строго определённой зоне действия. Все подобные устройства делятся на три основных типа: активный, пассивный и смешанный. Работа первого из них основана на электромагнитном и ультразвуковом излучении, второго — на инфракрасном. Смешанный тип сочетает в себе характеристики активного и пассивного прибора.

Виды датчиков

Перед тем как сделать датчик движения, необходимо определиться с его видом. Работа всех таких устройств основывается на приёме и передаче импульсов, которые исходят от движущегося объекта. При этом неважно, будет он живым (человек, животное) или неживым (автомобиль).

Датчики производят только трёх видов. Их функционал может выбираться исходя из требований и личных предпочтений владельца помещения или участка.

Разнообразие приборов:

1. Тепловые. Эти аппараты реагируют на изменения температуры в зоне их покрытия. В устройстве вмонтирован лазерный или инфракрасный датчик, который не пропустит ни одного движения, произведённого объектом или субъектом, излучающим тепло. Такой вариант очень часто используется в охранных системах.
2. Звуковые. Прибор получает импульсы при колебании воздуха от различных звуков, издаваемых человеком или автомобилем во время движении. Устройство имеет самую простую конструкцию и легко собирается своими руками. Применять такой датчик лучше всего на открытом пространстве.
3. Колебательные. Такие устройства фиксируют в зоне своего действия все изменения магнитного поля и колебания предметов окружающей среды. Датчики широко применяются в домах или квартирах для автоматического включения или выключения света.

Преимущества и недостатки

Датчики движения, как и любые другие приборы, имеют свои положительные и отрицательные стороны. Они влияют на выбор того или иного устройства и помогают избежать большей части ошибок при эксплуатации.

К преимуществам самодельно изготовленного датчика можно отнести следующее:

1. Не требует дополнительного обслуживания. Для установки прибора, сделанного своими руками, не нужно приглашать специалистов и тратить на них денежных средства.
2. Датчик может быть адаптирован к конкретным условиям местности. Это помогает более надёжно замаскировать его и настроить под свои требования.
3. Не нуждается в больших затратах денег и времени. Прибор изготавливается довольно быстро и из минимального количества доступных материалов.
4. Возможность модернизации и внесения каких-либо изменений в настройках. Эта положительная особенность сделанных своими руками датчиков очень важна при частой смене окружающих условий и необходимости подстраиваться под них.
5. Простота ремонта. Если самостоятельно смастерить реагирующий на движение аппарат, то можно без проблем выполнить его починку в случае возникновения каких-либо проблем.

Помимо всех положительных сторон, существуют и отрицательные. Все они так или иначе связаны с возможность допущения ошибки при самостоятельном монтаже и его большей сложностью.

Среди недостатков можно выделить такие:

1. Нет гарантии работоспособности. Даже если устройство хорошо себя проявило при тестировании, нет стопроцентной гарантии, что оно также сработает во время ежедневной эксплуатации. Из-за этого возникает риск появления нестандартных и неприятных для владельца ситуаций.
2. Меньшая надёжность, по сравнению с датчиками, произведёнными на предприятии. Малейшая ошибка при проектировании или монтаже может вывести из строя весь прибор и оставить помещение без защиты.
3. Необходимость поиска большого количества деталей. При самостоятельном изготовлении устройства понадобится немало времени, чтобы найти и купить нужные материалы.
4. Риск отказа прибора при попадании влаги или работы в сильный мороз. Сделанный своими руками датчик движения для включения света или охраны помещения может перестать работать при плохой погоде. При этом нужно будет принять дополнительные меры по устранению неполадок, которые приведут к непредвиденным финансовым затратам.

Ещё дополнение

10 февраля мой читатель Михаил прислал фото датчика (см.комментарий за это число), в котором при включении сгорел резистор на плате:

Китайский датчик движения со сгоревшим резистором на плате

Если у кого-то есть такой датчик или его схема, помогите Михаилу, сообщите номинал резистора. Заранее спасибо!

Добавлю, что резистор просто так не горит, это следствие! 90%, что после замены он сгорит опять!

Типы поломок

Пользователи при использовании ДД имеют дело с разнообразными неисправностями. Поскольку, как и любые другие устройства, ДД временами выходят из строя, ломаются, функционируют неправильно. Все это может быть сопряжено с нарушениями в работе внутри устройства либо с неверным подключением и настройкой. Если работа прибора дает сбои, необходимо обнаружить причину и ликвидировать ее. Возможны следующие типы появляющихся повреждений:

• подсоединенная к датчику аппаратура не включается, невзирая на появление в контролируемой зоне перемещающихся объектов;
• при включении самого ДД переключения контактов устройства релейного действия не совершается;
• датчик перестал выключать свет при отсутствии ситуаций его срабатывания;
• ложное срабатывание (самопроизвольное включение и выключение аппаратуры);
• лампа освещения постоянно горит;
• датчик не функционирует вообще (даже светодиод на корпусе не моргает).

Доработанная схема датчика движения с исправленной ошибкой

Выкладываю доработку схемы, изложенной в начале статьи. Её (доработку) прислал Алексей Филиппов из Львова:

доработанная схема датчика движения с исправленной ошибкой

Суть доработки такова.

Пример использования: Прожектор на крыльце дома. Как это работает- включен свет в прихожей- свет с улицы горит постоянно, вЫключен свет в прихожей – прожектор на улице включается от датчика движения (штатный режим). Нет необходимости в отдельном выключателе (и проводке) и в тоже время свет в прихожей не включается когда срабатывает датчик на улице, то есть цепи развязаны.

У меня эта доработка сделана на работе, собрана в двух экземплярах, одна на сервисе, другая на складе.

При входе на сервис, зимой рано темнеет, свет в помещении горит и с улицы для клиентов освещается вход до тех пор пока рабочее время, в остальное тёмное время, прожектор с датчиком работает как ему положено – в штатном режиме.

Спасибо Алексею!

Как работает ИК детектор

Принцип работы инфракрасного датчика движения построен на фиксации линзой Френеля изменений плотности теплового излучения, контролируемого пространства. Пока инфракрасный фон помещения стабилен, датчик находится в режиме ожидания. Как только в комнату входит человек, уровень теплового излучения меняет баланс в сторону увеличения ИК потока. Это вызовет изменение сопротивления в линзе, что даст сигнал на реле, которое в свою очередь включит свет. Когда перемещения людей в комнате прекратятся, произойдёт обратный процесс, и тогда в помещении гаснет свет.

Принцип работы ИК датчика:

Фото платы датчика

Фото к комментарию читателя Дмитрия от 3 мая 2022г.

Фото платы датчика движения на ремонт

Вместо смд резистора 100 Ом 1вт (обозначение 101). Поставил советский 2х ватный на выносных проводах.

Замена резистора при ремонте датчика движения