Как сделать датчик движения в домашних условиях

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.

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.

Самостоятельное изготовление

Самостоятельное изготовление светового чувствительного прибора начинается с подготовки необходимого инструмента и материала. Для его сборки потребуются:

• электрический паяльник;
• измерительный прибор – мультиметр;
• бокорезы и пинцет;
• транзисторный фотоэлемент;
• операционный усилитель (ОУ);
• набор деталей: конденсатор, резисторы и реле РЭС55;
• готовый блок питания, обеспечивающий подачу напряжения в схему.

Также необходимо запастись старой лазерной указкой, служащей источником светового сигнала и набором проводов.

Порядок сборки

Сборка датчика движения

Берется старый, но работающий блок питания от 4,5 до 12-ти Вольт, от него отрезается питающий разъем. Отвод оформляется в виде двух проводников (плюса и минуса), которые удобно впаивать в схему. Определиться с полярностью электропитания можно с помощью мультиметра.

Все последующие операции выглядят так:

1. Из подготовленных деталей собирается несложная схема приемника светового луча от лазерной подсветки.
2. Сама она подключается к блоку питания, для чего придется воспользоваться паяльником.
3. Собранная часть с приемным элементом помещается в подходящую по размерам коробку; при этом шляпка светочувствительного элемента выводится наружу.

По завершении сборочных операций следует перейти к монтажу самодельного датчика и последующему его подключению.

Монтаж и подключение

Различные схемы подключения

Сделанный своими руками световой датчик удобнее всего встраивается в дверном проеме. В этом случае входящий в помещение человек обязательно пересечет линию, образованную лучом указки и приемником светового излучения (фотоэлементом).

Если система располагается на улице, помещенный в пластиковую коробку приемник при установке слегка затеняется самодельным козырьком. Иногда для этих целей используется кусок пропускающего свет материала, закрывающего приемное отверстие в коробке. Использование таких приемов позволяет снизить влияние других источников света, отраженных от белых поверхностей, например.

Высота установки указки и приемника внутри помещений выбирается равной одному метру. Такое расположение оптимально для большинства членов семьи и вместе с тем прибор не будет срабатывать при перемещении животных. Эта высота к тому же исключает возможность попадания лазера в глаза взрослого человека.

Реле герконовое рэс-55А (5 вольт)

Для включения и срабатывания схемы используется реле типа РЭС 55A, на обмотку которого напряжение подается с исполнительной части. Порядок работы самодельного устройства:

1. Под действием светового луча в нормальном (не включенном) состоянии через фоторезистор протекает ток, приводящий к его отрыванию.
2. На подключенном к выходу конденсаторе накапливается заряд, создающий на его обкладках определенный потенциал (система находится в равновесии).
3. При появлении преграды в виде человека приемник-фоторезистор закрывается, а накопленный на обкладках заряд стекает через подсоединенное параллельно сопротивление.
4. Это приводит к снижению потенциала в контрольной точке ОУ практически до нуля, в результате чего низковольтное напряжение поступает на обмотку реле.

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 настроить датчик движения для включения света своими руками

За настройку датчиков отвечают потенциометры. Они подразделяются на три категории:

• временные интервалы;
• уровень чувствительности;
• освещённость.

Настройка временных интервалов является самой несложной. Нужно лишь задать требуемый временной промежуток. В зависимости от модели прибора это значение варьируется от 5 секунд до 10 минут.

Чем выше уровень чувствительности – тем лучше прибор реагирует на движение. Если наблюдается слишком частое срабатывание датчика, то порог чувствительности следует уменьшить. Этот фактор распространяется также на самопроизвольные включения. Настраивая уровень чувствительности также нужно учитывать время года, к примеру, летом приборы функционируют в стандартном режиме, а зимой нередки сбои. Такая ситуация складывается из-за реагирования устройств на тепло, производимое отопительными приборами.

Фактор освещённости немаловажен: датчик должен правильно функционировать, когда светло. Таким образом, когда происходит движение объекта, прибор должен автоматически определить уровень освещённости. Если уровень ниже установленного порога, то прибор срабатывает. А если выше – то нет, так как помещение не нуждается в дополнительном освещении, на улице день.

Применение датчиков обнаружения движения

Некоторые из ключевых применений детекторов, когда необходимо отслеживать движение:

• аварийные сигналы вторжения
• управление автоматическими воротами,
• переключение освещения на входе,
• аварийное освещение безопасности,
• туалетные сушилки рук,
• автоматическое открывание дверей и др.

Ультразвуковые датчики используются для управления камерой слежения жилой недвижимости или, например, для съемки живой природы.

Инфракрасные сенсоры применяются для подтверждения наличия продуктов на конвейерных лентах

Ниже приведён практический пример использования датчиков активного и пассивного обнаружения движения.

Контроллер уровня жидкости на ультразвуковых датчиках

На приведенной ниже схеме показано, как контроллер (из набора Arduino) управляет уровнем жидкости, используя ультразвуковой датчик движения. Система работает, обеспечивая точные уровни жидкости в баке, управляя двигателем, определяя заданные пределы жидкости.

Практический пример реализации задачи на базе ультразвукового прибора и популярного набора Arduino, наглядно демонстрирующий ультразвуковой датчик движения что такое и как работает

Когда жидкость в резервуаре достигает нижнего и верхнего пределов, ультразвуковой датчик движения обнаруживает эти пределы и посылает сигналы на микроконтроллер. Микроконтроллер запрограммирован таким образом, чтобы управлять реле, которым в свою очередь управляется двигатель насоса. За основу берутся сигналы предельных условий, заданных на ультразвуковом датчике движения.

Датчик движения и автоматическое открывание дверей на PIR

Как и в приведенной выше системе, автоматическая система открывания дверей с использованием датчика движения PIR. В этом случае обнаруживается присутствие людей и выполняется операция с дверьми (открытие или закрытие).

Другая схема, где задействован уже прибор пассивного действия. Здесь также используется популярный конструктор Arduino – инструмент удобный для экспериментов и построения реальных электронных систем

Детектором PIR обнаруживается присутствие людей, после чего отправляется сигнал обнаружения движения микроконтроллеру. В зависимости от сигналов от датчика PIR, микроконтроллер управляет двигателем дверей в режимах прямого и обратного хода с помощью IC-драйвера.

Собираем набор комплектующих элементов

Установка датчиков данного типа предпочтительнее для закрытых помещений; в открытых пространствах свойства атмосферы могут меняться, и это скажется на точности срабатывания аппаратуры.

Чтобы изготовить схему самодельного инфракрасного датчика для пересечения, потребуется:

• Питающая батарейка или аккумулятор с рабочим напряжением не менее 3,5 В.
• Низковольтный транзистор с открытым коллектором.
• Корректирующий резистор, который обеспечит приём цифрового сигнала.
• Микроконтроллер (есть конструкции с подтягивающим сопротивлением, в этом случае корректирующий резистор не потребуется).
• Исполнительное устройство: фото- или светодиод.

Совет: для решения более сложных задач – например, не просто фиксирования перемещения, а и использования этого факта для включения какого-то своего прибора или аппаратуры — понадобится соответствующее реле. Устройство датчика перекрестного хода предусматривает соединительные провода разного цвета, экранированные от внешних помех.

Как выглядит и где используется

Горизонтальный датчик выглядит в виде объёмного тороидального диска, который крепят к потолку. Другие приборы бывают настенными и угловыми модификациями. Горизонтальная модель служит всестороннему охвату подконтрольной зоны с полным углом обзора 3600. Остальные ДД имеют обзор 1200 и 1800. Обычно прибор окрашен в белый или чёрный цвет.

Корпус ДД делают из поликарбоната, в центре которого вставлен экран с линзой Френеля в виде колпака. Рядом с ним расположены настроечные винты. В зависимости от модели,прибор может иметь 2 или 3 настроечные функции. Это винты освещённости, задержки и чувствительности.

Потолочные ДД устанавливают вверху на перекрытиях проходных помещений – это коридоры, вестибюли, лестничные площадки и марши. Также сенсорные автоматы монтируют внутри складов и прочих комнатах технического назначения. Если помещение имеет два дверных проёма в смежных стенах, то устанавливают угловые модели. В остальных случаях устройство вешают на одно из ограждений, но не напротив окон. Прямые солнечные лучи могут пагубно сказаться на состоянии фотоэлементов.

Потолочный детектор движения 024

Важно! Датчики движения нередко используют в охранных системах, где они не только включают свет, но и приводят в действие видеоаппаратуру, звуковую сигнализацию и пр. Уличные ДД монтируют на фасадах домов, отдельно стоящих вертикальных конструкциях для охраны и освещения лиц, незаконно проникших на частную территорию

Виды датчиков

Датчики движения различными способами определяют появление объекта на контролируемой территории

В соответствии с используемым принципом формирования контрольного сигнала все датчики движения делятся на следующие типы:

• Ультразвуковые чувствительные элементы (УЗ).
• Радиочастотные приборы (РЧ).
• Инфракрасные устройства (ИК).
• Лазерные датчики.

В каждом из этих приборов используется свой вид излучения, регистрируемый чувствительным элементом. Первая разновидность реагирует на УЗ сигнал, отраженный от движущегося объекта, а вторая работает по тому же принципу, но уже в радиочастотном спектре.

Лазерные датчики реагируют на отраженный сигнал в диапазоне волн, соответствующих частоте накачки.

По своему назначению все эти изделия делятся на следующие виды:

• охранные;
• включатели освещения;
• коммутаторы бытовых приборов.

Первый тип датчиков позволяет включать мощный прожектор, освещающий охраняемые территории перед домом или гаражом при проникновении на них постороннего лица. Модели второго типа управляют освещением рабочих участков, находящихся внутри помещений. Они включают свет при приближении человека к зоне сборника мусора, например, и отключают при его уходе. Датчики, управляющие работой бытовых приборов, срабатывают при приближении человека и подключают к сети электрочайник на кухне или телевизор в гостиной.

При выборе схемы самодельного чувствительного прибора обычно исходят из простоты ее реализации.

Как настроить чувствительность правильно?

Датчик и фотореле имеют одинаковый принцип подключения. Если вы присмотритесь внимательно, то увидите 3 клеммы и 3 провода. На провода самого датчика подаётся 220 вольт, что приравнено к нулю, и приходящая фаза. Третий провод идёт на фазу к лампе, именно к ней будет подано 220 вольт с распределительной коробки.

В случае если прибор работает исправно, можно монтировать его на планируемое место и пожинать плоды своего труда с гордостью. Теперь вы сможете отлично экономить на оплате электричества и быть обладателем самодельной охранной системы. Конечно, всегда можно приобрести готовый прибор в магазине электротоваров, и стоимость не пробьёт брешь в кошельке, так как колеблется она в пределах 600 рублей, но куда приятнее сделать вещь в домашних условиях и быть уверенным в каждой детали на 100%.

О том, как создать датчик движения своими руками, смотрите далее.

https://youtube.com/watch?v=3TjMyl4o-5U

Простая (стандартная) схема подключения датчика движения

Так как датчик движения выполняет по сути роль выключателя, работающего в автоматическом режиме, то и схема подключения у него похожая. Так вариант электропроводки представлен на изображении выше, в распределительную коробку заходят: питающий провод из распределительного щита, от датчика движения и непосредственно от светильника. При этом принципиальная схема подключения датчика движения выглядит так:

Как можно видеть из схемы, питание подается на датчик движения, который после обнаружения движения, подает напряжение на светильник и соответственно свет загорается.

Схема соединения проводов в распределительной коробке для этого варианта подключения датчика движения представлена ниже.

Довольно часто применяется схема подключения датчика движения с возможностью принудительного включения света выключателем. Принцип работы такой схемы довольно прост, в случае необходимости можно принудительно включить свет выключателем и он будет гореть до тех пор пока вы его не выключите.

Так как датчик движения работает лишь ограниченное время и включается только при обнаружении передвижений, вы рискуете остаться в темноте и периодически вам придётся «махать руками» чтоб включался свет, если решите длительное время заниматься каким-нибудь мало подвижным делом в зоне действия такого датчика, вот в таком случае и приходит на помощь схема подключения, которая предполагает возможность принудительного включения света выключателем. Принципиальная схема такого подключения представлена ниже.

Схема расключения в распаячной (распределительной) коробке для подключения датчика движения с возможностью принудительного включения света выключателем представлена ниже:

Схема подключения датчика движения с возможностью отключения его выключателем

Это еще одна довольно популярная схема подключения датчика движения с использованием выключателя, с принципиально иным способом работы чем предыдущая. В данном случае выключателем можно принудительно отключить работу датчика движения, соответственно свет не будет включаться вообще. Принципиальная схема работы представлена ниже:

При схожей электропроводке, расключение в электрической распред коробке сильно различаются, ниже представлен вариант соединения проводов по цветам для данного варианта подключения:

Схема подключения двух датчиков движения

Очень часто форма или площадь помещений не позволяют одному датчику движения обеспечивать полную зону покрытия необходимую для полноценной работы, в таких случаях устанавливаются несколько датчиков движения.

В данной случае мы рассмотрим схему подключения двух датчиков движения, так же для наглядности в схему включен выключатель, которым можно принудительно управлять включением света. Принципиальная схема подключения двух датчиков движения представлена на изображении ниже.

Из схемы становится понятно, что второй датчик движения, как и каждый последующий, подключается параллельно первому и они таким образом дублируют работу друг друга. Так если любой из датчиков среагирует на движение – свет загорится и даже перейдя в зону действия другого датчика свет не перестанет гореть, что очень удобно.

Соединение проводов в распределительной коробке для подключения двух датчиков движения, с выключателем для принудительного включения освещения, выглядит следующим образом:

Вообще, даже в рамках только этих, самых распространенных, схем подключения датчиков движения, возможны различные варианты коммутации. Так, например, выключатели можно заменить на систему переключателей, добавлять еще датчики движения, назначать каждому из них свой выключатель и многое другое, в зависимости от поставленной задачи.

• Так же, не меняя принципиальную схему, возможно изменять систему коммутации, производить соединения в нескольких распределительных коробках, либо вообще коммутировать без использования распределительных коробок или делать расключения в них лишь частично.
• Установка и подключение датчика движения описана в нашей фото-инструкции «Подключение датчика движения»
• В рамках этой статьи мы рассмотрели самые популярные и распространенные схемы подключения датчиков движения, которых будет достаточно практически во всех случаях, но если вы столкнулись с задачей не описанной здесь, обязательно напишите в х к статье, мы попробуем помочь, дополнив статью дополнительными схемами для других вариантов работы схем освещения с датчиками движения.

Как сделать лазерный датчик движения

В фильмах все видели лазеры, которые сигнализируют о проникновении грабителей в банк. Сделать электронный датчик движения своими руками с лазером тоже не так сложно, как кажется. Нужно приготовить следующие компоненты:

• инфракрасный диод или фотодиод, в зависимости от возможностей и требований;
• емкостное реле типа РЭС55А,
• проводная схема;
• транзисторные и резисторные блоки;
• зарядное устройство на 5 вольт;
• мультиметр;
• прочие инструменты и детали (прокладка, шурупы, паяльник).

Для начала разбираем зарядное устройство. Оголяем провода и находим там положительные и отрицательные контакты. Далее согласно правилам, нужно на минус установить наш резистор. Теперь к нему присоединяем диод при помощи катода, а анод необходимо припаять к резистору подстройки. Далее, припаиваем транзисторный эммитер к отрицательному проводу, с базовой схемой соединяем резистор.

Итого у нас получается: резистор – минус, контактор – к реле, реле – сигнализатор. Принципиальная схема инфракрасного датчика выглядит приблизительно так:

При помощи шурупа нужно всю эту конструкцию прикрепить к прокладке, и подвести к шляпке шурупа питающий провод

Важно: устанавливайте соединительный шуруп так, чтобы он уперся в прокладочную пружину, она в данной схеме является чувствительной деталью

Данная световая сигнализация может устанавливаться где угодно, если рядом есть розетка. Логичнее всего размещать её на уровне ног.

Любой из вышеперечисленных вариантов может быть подстроен под индивидуальные нужды.

1. Вебкамера самостоятельно может выступать индикатором движения. Если её подключить к сигнализатору, то она даже будет издавать звуки, но в большинстве случаев достаточно просто скачать себе специальную программу на компьютер;
2. Присоединяя датчик к системе освещения, позаботьтесь о том, чтобы в его зоне досягаемости не было вентиляторов и крупных бытовых приборов;
3. Для создания своими руками «умного дома» мы советуем использование сенсорного выключателя. Дело в том, что там уже в большинстве случаев встроен датчик движения;
4. Тщательно подбирайте диоды для своего лазера. ИК излучение может быть вредно для глаз, поэтому его не рекомендуется использовать в бытовых целях;
5. По аналогичному принципу делается и автосигнализация. Только к принципиальной схеме присоединяется еще и звуковой сигнализатор. Когда датчик обнаруживает движения, то загорается свет и издается тон, как при работе металлоискателя. Такой прибор еще называют радарный датчик;
6. При желании включите в схему емкостный дисплей, на нем будут выводится индикаторы «Работа» и «Стоп». Либо подключите монитор к схеме по принципу вебкамеры, и получите полноценную домашнюю сеть видеонаблюдения;
7. Вполне реально сделать gsm-сигнализацию на обычном телефоне, для этого просто нужно скачать программу, как и на ПК.

Если Вам нужно провести ремонт, то все индикаторы, разбираются очень быстро и в основном проблема заключается в контактах, просто зачистите их.

Когда просто нет времени сделать датчики движения своими руками, то их можно купить в любом магазине электротехники, хорошие отзывы про модели ГрандВей и Сименс. Средняя цена прибора – 500 рублей.

Все большую популярность в повседневной жизни стала приобретать так называемая система «Умный дом», когда в квартирах, домах и подъездах для экономии электричества и повышения комфорта проживания устанавливается особый прибор, контролирующий включение света при живой активности (присутствии и движении человека) – датчик движения. Это полезное устройство уже стало необходимым компонентом современных охранных систем, но его дороговизна заставляет «умельцев» генерировать собственные идеи, мастерить аналоги, внимательно изучив перед этим принцип работы датчика и его виды.

Совмещение датчика движения с выключателем

Для обеспечения постоянной работы светильника, независимо от уровня освещенности и наличия в зоне действия сенсора человека, в схему можно поставить выключатель. В качестве него может быть использован переключатель одноклавишного типа. При его включении коммутирующие контакты сенсора шунтируются, что обеспечивает постоянный режим освещения.

Нейтраль или нулевой провод от выключателя следует напрямую к светильнику (лампе) из сети, фазный провод проходит через выключатель, контакты которого параллельны коммутационной группе сенсора. Если использован в схеме пускатель, то его обмотка должна питаться от выключателя.

Схема подключения нескольких датчиков

Схема первого типа получила широкое применение в помещениях простой формы. Это может быть квадрат, прямоугольник или круг, в общем, то, где требуется контролировать только одну определенную зону. Если требуется организовать автоматическое включение освещения в помещениях сложной формы с дополнительными ответвлениями и изгибами, например, в изогнутых коридорах, то необходимо применить несколько датчиков. Но в данной схеме также есть свои нюансы. Например, если требуется организовать комфорт передвижения по длинному коридору, но при этом необходимо обеспечить максимум экономии, то датчики должны включаться независимо друг от друга, то есть параллельно.

Если требуется создать надежную охранную систему, то подсоединение датчика движения на свет следует выполнять по схеме, представленной ниже.

Здесь датчики объединены между собой фазным проводом от сети. Нулевой провод поступает на все сенсоры и светильник или сигнализацию без промежуточной  коммутации

Здесь важно не путать цвета проводов и контролировать фазу на всех устройствах, чтобы не создать короткого замыкания в схеме. При срабатывании любого из датчиков включиться главный сигнальный светильник или система звукового оповещения. При создании системы с управляемыми светильниками параллельно контактной группе датчиков устанавливается выключатель

Если схема состоит из нескольких датчиков движения, и требуется обеспечить независимое включение каждого из светильников, то выключатель устанавливается на каждом датчике

При создании системы с управляемыми светильниками параллельно контактной группе датчиков устанавливается выключатель. Если схема состоит из нескольких датчиков движения, и требуется обеспечить независимое включение каждого из светильников, то выключатель устанавливается на каждом датчике.

Перед тем, как проверить устройство контроля движения, следует убедиться в соблюдении цветов проводов и надежности их зажима в клеммах.

Принцип работы устройства

Активные датчики посредством регистрации и сравнения данных, полученных во время излучения, оповещают о движении, если в данных произошел сдвиг.

Плюсы ультразвуковых датчиков:

1. Низкая стоимость.
2. Не поддаются влиянию погодным условиям.
3. Распознают движение независимо материалу.

Минусы ультразвуковых приборов:

• Ограничение в дальности действия
• Они рассчитаны на достаточно резкие движения.
• Животные чувствительны к ультрачастотам.

Чаще всего такие приборы применяют в охранных системах для автомобиля.

Плюсы радиочастотных датчиков движения:

• Их размеры невелики.
• Имеются модели с большим радиусом действия.
• Очень точны.

Минусы радиочастотных приборов:

• Их стоимость довольно высока.
• Из-за высокого порога чувствительности бывают ложные фиксирования движения.
• Высокая мощность прибора может плохо влиять на организм человека или животного при долгом нахождении в поле действия.