Схемы датчиков движения: виды, устройство, подключение и принцип работы

С помощью специальных устройств можно контролировать несанкционированное проникновение в охраняемую зону. Кроме систем безопасности, соответствующие средства применяют для автоматизации отдельных рабочих процессов. Создать датчик движения своими руками можно с помощью инструкций, приведенных в этой публикации.

Лазерная сигнализация предотвратит хищение ценностей из домашнего сейфа

Принцип работы устройства

Любая сигнализация действует на принципе контроля определенного периметра. Специальными датчиками регистрируют перемещения. Тревожный сигнал передается на пульт охраны. Дублирующее сообщение отправляется владельцу квартиры, иного объекта недвижимости. С помощью блока GSM обеспечивают защищенный канал связи. Подключением аккумуляторной батареи поддерживают работоспособность при авариях (намеренном отсоединении) штатного электропитания.

К сведению. Специализированные системы дополняют пожарной сигнализацией. В этом варианте дополнительное оповещение получает дежурный сотрудник МЧС.

Аналогичное конструкторское решение, но без сообщения пользователю и дежурным службам используют для автоматизации регулярных операций. Типичный пример – освещение темного тамбура. Установленная самоделка будет включать свет только при необходимости. Стоимость деталей намного меньше затрат на сэкономленное электричество. Не следует забывать о дополнительных удобствах. Подобный датчик можно применить для автоматического открывания ворот при выезде на автомобиле с территории личного земельного участка.

Комплексное применение

Наилучшим методом повышения чувствительности тепловых детекторов движения будет использование их в комплексе с аналогичными, но работающими на других физических принципах:

• Улавливающие оптические волны (изменение освещения).
• Звуковые — во время перемещения все объекты производят слышимые ухом колебания воздуха.
• Эхолоцирующие — это когда оборудование создает направленный волновой импульс (невидимый глазами людей) и принимает отраженный от объектов сигнал на сенсоры. По его изменению и делается вывод о перемещениях чего-либо в контролируемом поле.

У каждого из перечисленных детекторов есть плюсы и минусы, зависящие от их методов обнаружения. Но, работая в комплексе, они создают для общей системы практически полную гамму чувств по определению перемещений в сенсорном поле. Грубо говоря, она могут видеть, слышать и ощущать движения человека.

Виды датчиков

кВа в кВт — как правильно перевести мощность

Рассматривать представленные ниже конструкции следует с учетом определенного технического задания. В закрытом отапливаемом помещении электронный модуль способен простоять длительное время без повреждений. На открытом воздухе понадобится защита от неблагоприятных природных воздействий. В некоторых ситуациях нужно предусмотреть эффективные антивандальные мероприятия. При значительных размерах охраняемого периметра существенное значение приобретает дальность.

К сведению. На земельном участке нужно исключить ложные срабатывания от перемещения домашних животных, птиц.

Контактный или магнитный

Без подробных пояснений понятен принцип действия простейшего устройства с механическими контактами. Кнопку (без фиксатора) устанавливают на раме дверного блока. При открывании замыкается подключенная цепь, сигнал поступает на контрольную лампу или специальный блок дистанционного оповещения. Кроме минимальных затрат, подобное устройство привлекает быстротой реализации планов. Для объективности нужно перечислить имеющиеся недостатки:

• при монтаже повреждается дверная коробка;
• функциональность охранной системы блокируется прижиманием кнопки (лезвием ножа, банковской карточкой);
• механический переключатель при частом использовании быстро выйдет из строя.

Вместо простейшего варианта можно применить усовершенствованную схему с герконом. Эта деталь замыкает цепь при удалении магнита. Кроме лучших эстетических параметров, обеспечивается возможность скрытого монтажа. Следует обратить внимание на автономность устройства и отсутствие потребления электроэнергии в режиме ожидания.

ИК-датчик

Рассмотренные варианты обеспечивают контроль дверного блока. Однако они бесполезны на открытом пространстве. Для фиксации перемещений в определенном объеме применяют другие решения.

Интуитивно понятный принцип – регистрация теплового излучения тела человека. Для усиления сигнала используют группу из нескольких линз. Этим же устройством обеспечивают широкую диаграмму направленности. Выбирают датчик, соответствующий определенному диапазону волн. Чувствительность и спектр корректируют фильтрами, дополнительными усилителями.

Такие устройства хорошо выполняют свои функции при отсутствии лишних помех. ИК датчики устанавливают в помещениях, не направляют при монтаже на осветительные и обогревательные приборы. Базовое условие – температура фона должна быть меньше, чем измеряемые параметры.

Лазерный или фотодатчик

Устройства этой категории создают лучи, формирующие защитный контур. Для создания достаточно плотной «сетки» применяют мощный источник света и комплект отражателей. Оптимальный вариант – лазерный датчик движения. Такой луч не рассеивается на большом расстоянии. Прерывание сигнала фиксируется чувствительным датчиком. Такими системами оснащают крупные объекты, открытые площадки.

Микроволновый

Главное преимущество этой конструкции – качественный контроль перемещений в определенном объеме. Дополнительный плюс – отсутствие ложных срабатываний на включение светильников или обогревателей. Для реализации плана нужно создать излучатель и совместимый детектор, фиксирующий изменение отраженного сигнала. При работе с высокой частотой обнаруживаются движения за стеклом или другой преградой, «прозрачной» для волн в соответствующем диапазоне.

Важно! При выборе такого устройства настройка мощности выполняется с учетом безопасного для человека уровня электромагнитного излучения.

Ультразвуковой

Как и в примере со светом, данная схема функционирует на принципе регистрации отраженного излучения. Звуковой диапазон обеспечивает «невидимость». Ультразвуковой генератор потребляет немного электроэнергии. Датчик не реагирует на свет и тепло.

К сведению. Некоторые домашние животные реагируют на высокочастотные звуковые колебания. Этот диапазон применяют в специализированных устройствах для отпугивания собак.

Самоделка на Arduino

Для создания работоспособных конструкций удобно применять универсальный контроллер Arduino. Подключение периферийных устройств к этому функциональному блоку не вызывает затруднений.

Пошаговая инструкция по созданию своими руками

Для того, чтобы создать датчик движения самостоятельно, необходимо обладать навыками пайки и знать азы радиотехники или электротехники. Схема такого прибора размещена в интернете, в свободном доступе, и найти её не составит особого труда.

Перед тем, как приступить к работе, следует приобрести следующие элементы:

1. Небольшая пластиковая коробка (приблизительные размеры: длина – 8см, высота – 5см, ширина – 5см), для этого хорошо подходят корпуса старых фотоаппаратов, будильников, музыкальных колонок.
2. Блок питания с выходным напряжением 5 вольт (подходит зарядное устройство от телефона).
3. Транзистор, любой фотоэлемент, реле и подстроечный резистор с сопротивлением 10 кОм (данные элементы можно приобрести в специализированных магазинах радиоэлементов, на радиорынках или заказать в интернете).
4. Аппарат для пайки с тонким жалом, мощностью 40 ватт, паяльная кислота и олово.
5. Несколько метров проводов различного сечения (0,3 мм2, 0,5 мм2 и небольшой отрезок 1,5 мм2), которые стоит приобретать только от надёжных фирм-производителей, так как китайская продукция не всегда соответствует действительности.
6. Короткие саморезы, длиной 15 мм.
7. Отвёртка с фигурным наконечником.

Пошаговая инструкция:

1. Шаг 1. Сборка начинается с монтажа платы. Для этого необходимо схему перенести с бумаги на подходящий по размеру кусок пластика. Чтобы не ошибиться с размерами, данный кусок подогнать к пластиковому коробу заранее, а потом заниматься монтажом платы. Монтаж происходит в следующей последовательности:
   Припаять катод фотоэлемента к плюсовому полюсу зарядного устройства, на анод припаять подстроечное сопротивление.
2. Закрепить на плате резистор, один из его концов соединить с минусовым полюсом зарядного устройства посредством пайки, а второй спаять с базой транзистора.
3. Поместить в цепь реле, свободный его конец припаять к минусовому полюсу блока питания, а свободные контакты подключить к нагрузке.
4. Если потребуется более высокая мощность, вместо нагрузки монтируется добавочное реле.
5. Лазерный фонарь подключить к зарядному устройству на постоянной основе и в разрыв цепи вмонтировать выключатель самовозврата. Не стоит забывать про места пайки, ведь они обладают самой большей вероятностью прогорания, лучше всего использовать паяльную кислоту
6. Щаг 2. Элементы смонтированной платы залить специальным радиотехническим клеем, особенное внимание уделять соединениям.
7. Шаг 3. Обработанную плату поместить в заранее заготовленный пластиковый корпус и в 4 местах (по углам) закрепить саморезами. Закрыть корпус, ля надёжности можно посадить его на клей.

Инфракрасный датчик движения готов, его основой является реле. При включении, оно срабатывает, подтягивается через контакты и обеспечивает собственное питание после включения датчика.

Схемы для самодельных датчиков движения

Кабельные стяжки

Представленные варианты нужно рассматривать с учетом личного опыта. Травление печатных плат и другие сложные технологии следует освоить заранее. Слишком высокая температура и другие ошибки при монтаже способны повредить микросхемы и радиодетали.

Емкостной

В этой схеме представлен генератор (100 Гц), собранный на полевом транзисторе VT1. Соответствующим образом (на резонансную частоту) настраивают контур из катушки индукции (L2) и конденсатора (C2). Детектор – диод VD1.

Резистором R3 в этой схеме устанавливают опорное напряжение. Если приблизиться к датчику (А), изменятся емкость и начальная настройка генератора. Уменьшение частоты нарушит работу резонансного контура, уменьшит амплитуду сигнала на входе транзистора. Для подключения периферийных устройств можно использовать переключатель нужной мощности (тиристор VS1).

Тепловой датчик на Arduino

Для сборки этой схемы нужно подготовить следующие функциональные компоненты:

• датчик ИК диапазона;
• серийный контроллер Arduino;
• блок питания 5±1V.

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.

Как сделать лазерный датчик движения

Эту схему можно создать на основе недорогой лазерной «указки». Фоточувствительный датчик подключают к управляющему выводу тиристора. Через реле в цепи можно подключить мощную нагрузку. В данном примере показана возможность передачи тревожного сигнала пользователю с применением линий мобильной связи GSM.

Охранная сигнализация из готового комплекта

Простейшее охранное устройство на основе автономной сигнализации может работать без проводов. В магазинах для радиолюбителей можно встретить два варианта – на основе инфракрасного датчика (он же движения) или магнитоконтактного датчика, который реагирует на открытие. Правда выбор недостаточно велик и зачастую придется походить по магазинам, что бы найти товар «в наличии». Поэтому самый простой способ приобрести этот товар, это заказать его в одном из крупных интернет магазинов.

Комплект на основе инфракрасного датчика.

Примером может послужить китайская сигнализация под громким названием «Alarm mini». Состоит из самого ик-датчика, кронштейна для установки и одного или двух брелоков. В комплекте имеется понятная инструкция по установке и эксплуатации. Отдельно покупаются 4 пальчиковые батарейки типа AA, но может работать и от адаптера питания на 6В (продается отдельно). Самостоятельно выполнить монтаж не составит труда.

Нажимаем кнопку на пульте — загорается зеленый светодиод, значит, пошел отчет на выход (секунд 15-20), что бы успеть выйти из квартиры. Затем зеленый глазок гаснет – устройство начало работать. Теперь как только возникнет какое-либо движение в помещении – пройдет человек, пробежит собака или кошка, загорится красный светодиод и через 15-20 секунд раздастся очень громкий звук сирены. Устройство работает!

Цена устройства около 500 рублей и зависит от текущего курса доллара и места приобретения. Вы можете найти различные варианты, например, тут

.

Комплект на основе магнитоконтактного датчика.

Охранная сигнализация на основе датчика открытия представляет собой основной блок, в котором имеется датчик с разомкнутыми контактами и магнит для замыкания этих контактов. Нужно установить их друг против друга, чтобы между ними был прямой контакт. Если в дом проник вор, при открытии двери или окна эти элементы удаляются друг от друга и звучит тревожная сирена.
Такую сигнализацию можно применять в основном для отпугивания нарушителей и основное её преимущество это низкая цена, около 100 рублей за датчик. И очень простая установка, на каждой части есть липкая лента, достаточно снять защитный слой и приклеить датчик на входную дверь или окно.

Часто такие комплекты применяют для охраны периметра дома в тот момент, когда вы находитесь внутри, например, спите ночью. Звук сирены разбудит и вас и вы сможете предпринять какие-либо действия для своей защиты.

Подключение прибора и настройка чувствительности

Для примера можно использовать алгоритм действий при выборе типового пироэлектрического модуля HC-SR501. Первым переменным резистором настраивают чувствительность. Кроме дистанции (до 7 м), этим параметром можно ограничить размер детектируемых объектов. Вторым регулятором устанавливают необходимое время для задержки управляющего выходного импульса. Положением перемычки устанавливают режим:

• H (по умолчанию) – отсчет времени начинается от момента обнаружения движения;
• L – определение движения обнуляет таймер.

Стоимость

датчик REV RITTER

На современном рынке электротехнических изделий, цены варьируются в зависимости от сборки, качества электронной составляющей изделия и гарантии от производителя.

Кампания IEK выпускает качественную и недорогую продукцию. Цены на датчики движения начинаются от 499 рублей. Производятся как настенные, так и потолочние модели с различными углами захвата. Почти на всех приборах степень защищенности IP 44, что позволяет эксплуатировать продукцию фирмы при неблагоприятных условиях. Также, можно подобрать индивидуальный цвет, чтобы не нарушить гармонию интерьера.

REV RITTER производит датчики движения стильного дизайна, что позволяет монтировать их в незаметных местах, например при создании домашней сигнализации. Средняя цена на изделия кампании составляет 750 рублей.

BRENIN пользуется наибольшее популярностью, так имеет золотую пропорцию качества и цены. Продукция фирмы на 80% беспроводная и имеет такой критерий как место установки (улица или дом), в основном заточена под систему «Умный дом».

Очень велико разнообразие цветов, оттенков и дизайна, что позволяет покупателям подобрать для себя максимально подходящий вариант. Датчики BRENIN имеют несколько режимов работы, могут включаться в дневное время суток, в сумерках и ночью. Прибор может быть закреплён на абсолютно на любой поверхности.

Стоимость электротехнических изделий кампании BRENIN начинается от 1500 рублей.