Инфракрасные датчики движения

Принцип действия инфракрасного датчика основан на анализе теплового (инфракрасного) излучения. Пассивный инфракрасный датчик (PIR) при этом не испускает никакого излучения, а только анализирует приходящие тепловые лучи.
   Внутри датчика располагаются обычно два чувствительных элемента, измеряющих поток инфракрасного излучения. Перед каждым из чувствительных элементов датчика установлена линза Френеля фокусирующая на нём падающие на датчик инфракрасные лучи.
   Простейший датчик сконструирован так, что внешнее пространство «разделено» между двумя линзами и чувствительными элементами, каждая из линз проецирует тепловое излучение из своей зоны обзора на свой чувствительный элемент. В обычных условиях интенсивность поступающего на обе части датчика излучения примерно одинакова. Когда в поле зрения появляется излучающий инфракрасные лучи объект (например, человек), излучение сначала попадает в поле зрения только одной части датчика, при этом показания двух чувствительных элементов начинают различаться, и это является сигналом движения.
   В реальных условиях датчик с двумя линзами был бы слишком ненадёжен, поэтому во многих моделях датчиков устанавливают не одну пару линз, а несколько десятков. Линзы датчиков легко заметны на корпусе — это характерная ячеистая структура с полупрозрачным окошком, за которым располагаются чувствительные элементы.
   Для экономии места и материалов датчик конструируют так, что все линзы фокусируют входящее излучение только на двух чувствительных элементах. Таким образом окружающее пространство разделяется на зоны обзора между парами линз, каждая из которых способна фиксировать движение в своей зоне обзора.
   В основном в качестве чувствительного элемента используются пироэлектрические чувствительные элементы. Менее распространены термопарные датчики, микроболометры и полупроводниковые детекторы инфракрасного излучения из арсенид галлия-индия (InGaAs) и теллурид ртути-кадмия (MCT).

КОД:  30 Тип:  Автоматический инфракрасный датчик обнаружения движения с задержкой времени Модель:  четырехпроводный с регулировкой времени задержки и режима работы Область применения:  для установки внутри помещений (не уличного исполнения) Рабочее напряжение:  220 В Рабочая частота:  50 Гц Мощность нагрузки:  менее 40 Вт Коммутирующий элемент:  тиристор C106MS Дальность обнаружения:  до 7 м Угол обнаружения:  110-140 градусов Режимы работы(регулируется):        All day - работа при любой освещенности        Light dark - работа при слабой освещенности или в полной темноте        Deep dark - работа только в полной темноте Время задержки(регулируется):        15 Sec - задержка около 17 секунд        45 Sec - задержка около 55 секунд        5 Min - задержка около 4 минут 30 секунд Размеры датчика:  45x40 мм Размер монтажного отверстия:  26 мм Материал:  пластик + электронные компоненты Цвет:  белый Производитель:  Китай    Это устройство является автоматическим датчиком движения тела, который может обнаруживать человеческий организм в инфракрасном диапазоне, коммутируя при этом нагрузку в виде ламп накаливания, энергосберегающих ламп, светодиодных ламп, прожекторов, реле(пременка 220 В) и т.д. Нагрузка будет включена до тех пор пока происходит движение перед датчиком, затем идет отсчет времени задержки и только потом выключение нагрузки.    Расстояние обнаружения может изменяться в зависимости от разницы температур окружающей среды. Летом расстояние обнаружения хуже (это очевидно, когда оно близко к температуре человеческого тела), зимой расстояние обнаружения будет большим.    Не устанавливайте близко к датчику, ближе чем на метр, приборы, которые излучают тепло. Они могут вносить помехи в работу датчика, который может неправильно работать.

КОД:  -- Тип:  Автоматический инфракрасный датчик с задержкой времени Модель:  двухпроводный Область применения:  для установки внутри помещений (не уличного исполнения) Рабочее напряжение:  220 В Рабочая частота:  50 Гц Мощность нагрузки:        лампа накаливания менее 100 Вт        энергосберегающая лампа менее 30 Вт        светодиодная лампа менее 18 Вт Коммутирующий элемент:  симистор BT136-600G Дальность обнаружения:  от 3 до 4 м Угол обнаружения:  110 градусов Режимы работы(не регулируется):  работа только в темноте Время задержки(не регулируется):  задержка около 30 секунд Размеры датчика:  45x32 мм Размер монтажного отверстия:  35 мм Материал:  пластик + электронные компоненты Цвет:  белый Производитель:  Китай    Это устройство является автоматическим датчиком движения тела, который может обнаруживать человеческий организм в инфракрасном диапазоне, коммутируя при этом нагрузку в виде ламп накаливания, энергосберегающих ламп, светодиодных ламп, прожекторов, реле(пременка 220 В) и т.д. Люди, движущиеся в пределах зоны обнаружения, включают устройство и оно остается в этом положении пока происходит движение. После прекращения движения в зоне чувствительности датчика устройство производит отсчет времени (около 30 секунд) и отключает нагрузку.    Кроме инфракрасного датчика обнаружения движения внутри стоит еще и датчик освещенности, т.е. срабатывать устройство будет только в «темное» время суток.    При первом включении происходит короткое включение, в течение этого периода устройство будет коммутировать нагрузку, это нормальное явление.    Расстояние обнаружения может изменяться в зависимости от разницы температур окружающей среды. Летом расстояние обнаружения хуже (это очевидно, когда оно близко к температуре человеческого тела), зимой расстояние обнаружения будет большим.    Не устанавливайте близко к датчику, ближе чем на метр, приборы, которые излучают тепло. Они могут вносить помехи в работу датчика, который может неправильно работать.    Нужно обратить особое внимание на подбор нагрузки для этого датчика. Некоторые LED-лампы могут полностью не выключаться - будет очень слабое свечение.    Также некоторые LED-лампы могут включиться, проработать время по таймеру и выключиться, а затем через пару секунд опять включиться, опять пройдет время по таймеру, выключиться на пару секунд и так по кругу.    Если включить люминисцентную лампу («энергосберегайку»), то она периодически слегка вспыхивает. С таким эффектом сталкивались те, кто использовал выключатели с неоновой подсветкой.    У простых ламп накаливания, при работе с данным датчиком, никаких проблем не замечено.

КОД:  33 Тип:  Автоматический инфракрасный датчик обнаружения движения с задержкой времени Модель:  MR-HW06A - четырехпроводный без регулировки времени задержки и режима работы Область применения:  для установки внутри помещений (не уличного исполнения) Рабочее напряжение:  220 В Рабочая частота:  50 Гц Мощность нагрузки:  менее 40 Вт Коммутирующий элемент:  тиристор C106D Дальность обнаружения:  до 7 м Угол обнаружения:  110 градусов Режимы работы(не регулируется):  работа только в темноте Время задержки(не регулируется):  задержка около 20 секунд Размеры датчика:  36x28 мм Размер монтажного отверстия:  18 мм Материал:  пластик + электронные компоненты Цвет:  белый Производитель:  Китай    Это устройство является автоматическим датчиком движения тела, который может обнаруживать человеческий организм в инфракрасном диапазоне, коммутируя при этом нагрузку в виде ламп накаливания, энергосберегающих ламп, светодиодных ламп, прожекторов, реле(пременка 220 В) и т.д. Нагрузка будет включена до тех пор пока происходит движение перед датчиком, затем идет отсчет времени задержки и только потом выключение нагрузки.    Кроме инфракрасного датчика обнаружения движения внутри стоит еще и датчик освещенности, т.е. срабатывать устройство будет только в «темное» время суток.    При первом включении происходит короткое включение, в течение этого периода устройство будет коммутировать нагрузку, это нормальное явление.    Расстояние обнаружения может изменяться в зависимости от разницы температур окружающей среды. Летом расстояние обнаружения хуже (это очевидно, когда оно близко к температуре человеческого тела), зимой расстояние обнаружения будет большим.    Не устанавливайте близко к датчику, ближе чем на метр, приборы, которые излучают тепло. Они могут вносить помехи в работу датчика, который может неправильно работать.

КОД:  126 Тип:  Автоматический инфракрасный датчик обнаружения движения с задержкой времени Модель:  HC-SR501 - модуль для Arduino, с регулировкой времени задержки и дальности обнаружения Область применения:  для установки внутри помещений (не уличного исполнения) Рабочее напряжение:  4,5-20 В Ток потребления в дежурном режиме:  до 50 микроампер Ток потребления в рабочем режиме: около 5 миллиампер Уровень выхода:  3,3В / 0В (высокий / низкий) Ток выхода:  около 30 миллиампер Дальность обнаружения(регулируется):  от 3 до 7 м Угол обнаружения:  110-140 градусов Режимы работы(изменение перемычкой):  работа в любое время суток в режиме "L" или режиме "H" Время задержки(регулируется):  задержка примерно от 2 до 200 секунд Время калибровки модуля при первом включении:  30-90 секунд Время блокировки перед очередным включением нагрузки:  1-6 секунд Защита от переполюсовки:  стоит диод по питанию Возможность подключения фоторезистора(RL):  для возможности работы модуля только в темное время суток Возможность подключения терморезистора(RT):  для термокомпенсации, изменяя чувствительность датчика Размеры модуля:  32x24х25 мм Производитель:  Китай    Данный модуль HC-SR501 предназначен для обнаружения движения объектов, излучающих инфракрасное излучение. Чувствительным элементом модуля является пироэлектрический датчик 500BP, который находится под линзой Френеля. Электроника модуля регистрирует передвижение объекта и формирует на выходе логический сигнал (низкий уровень - 0 В и высокий уровень - 3,3 В), который можно использовать для управления чего-либо.    Датчик реагирует только на теплые подвижные объекты, излучающие инфракрасное излучение. И только подвижные объекты, т.е., для примера, если в зоне видимости будет стоять человек, то модуль не сработает, а если человек будет двигаться - тогда сработает. Линза Френеля, под которой находится пирометрический датчик, позволяет фиксировать движения с различных направлений, однако наиболее эффективный результат будет при движении объекта по горизонтальной плоскости это нужно учитывать при расположенни датчика. Угол обнаружения до 110°-140° (в зависимости от конкретного датчика и линзы). Не рекомендуется устанавливать датчик на против ярких источников света, а также не стоит располагать датчики в местах где быстро меняется температура, т.к. все это может привести к множеству ложных срабатываний.    Для подключения модуля есть на плате разъем (3 пина) - крайние "плюс" питания и "минус" питания, а средний пин "выходной". На плате модуля присутствует диод, который подключен анодом к плюсовомй пину разъема питания, что говорит о наличии защиты модуля от переполюсовки по питанию. Диапазон питания модуля составляет от 4,5 В до 20 В. В режиме ожидания модуль потребляет менее 50 микроампер, а в рабочем режиме - примерно 5 миллиампер.     При включении модуля происходит автоматическая калибровка, которая длится около 30-90 секунд, нагрузка будет включаться и выключаться несколько раз(нагрузка самопроизвольно включится, а затем отключится и при этом не будет реагировать на движения на все время калибровки), после этого модуль готов к работе.    На плате модуля расположены два подстроечных резистора, один из которых регулирует чувствительность, т.е. расстояние на котором датчик обнаруживает движение (оно может быть от 3 до 7 метров). А второй резистор позволяет изменять временную задержку после последней регистрации движения объкта (она может быть примерно от 2 до 200 секунд).    Модуль может работать в двух режимах L и H. Для переключения этих режимов в углу платы модуля установлены еще три пина и специальная перемычка. В режиме L, как только будет зафиксирован движущийся объект, на выходе модуля формируется высокий уровень, который сохранится до тех пор пока таймер не отсчитает запрограммированное время и на это положение не сможет повлиять другие перемещения в зоне видимости модуля. После отсчета таймером времени модуль переходит в первоначальное положение и готов снова отслеживать перемещение объектов. Режим L удобен для работы системах охраны для подачи сигнала тревоги на сирену. В режиме H как только будет зафиксирован движущийся объект на выходе модуля сформируется высокий уровень и пока есть движение в зоне видимости таймер будет постоянно перезапускаться. Соответственно если выйти из зоны видимости, то отсчет времени пойдет после последней фиксации. Режим H удобен для включения освещения (например, в подъезде).    Кроме описанных выше характеристик существует еще один параметр – время восстановления датчика или время блокировки замера, т.е. время от момента выключения датчика до следующего его включения. Данный параметр не имеет регулировки и обусловлен значениями RC цепочки состоящей из R9,C7(на 6-й ножке микросхемы). У разных датчиков время восстановления может быть восстановления примерно от 1 до 6 секунд.    Модуль также имеет дополнительные возможности. На плате имеется посадочное место (RT) для терморезистора и служит для термокомпенсации, немного изменяя чувствительность датчика. Также есть место (RL) для фоторезистора, что позволяет работать модулю только в ночное время и этот вариант замечательно подойдет для ночного светильника. Значение сопротивления фоторезистора нужно подбирать опытным путем.    Выходной сигнал модуля очень слабый и непригоден для управления нагрузкой, в простейшем варианте нужно применить транзисторный ключ. Подойдет любой биполярный структуры NPN, а его мощность будет зависеть от нагрузки. Резистор для базы не нужен, т.к. в модуле уже стоит резистор по выходу 1 кОм. Нагрузку подключаем на коллектор транзистора. Для подключения более мощных потребителей применяют реле (смотри пример схемы) или модули с реле.    Для проверки работоспособности модуля можно подключить к выходу простой светодиод без резистора(выход у модуля слабенький). Установить резистор регулировки задержки времени в положение минимума. При включении модуля происходит автоматическая калибровка, которая длится около 30-90 секунд, светодиод будет загораться при этом несколько раз. После этого модуль готов к работе. При появлении движущегося объекта в поле видимости модуля светодиод будет загораться и через запрограммированное время гаснуть.    Все интересующие вопросы по данному модулю можно взять из сети интернет - Goole, YouTube и т.д. Данный обзор был взят на YouTube на канале "Паяльник TV"  по ссылке.    На одном из снимков представлена схема модуля HC-SR501.    На другом снимке также представлен пример варианта запитки модуля и подключения к нему нагрузки. Схема состоит из безтрансформаторного блока питания, для запитки модуля от сети 220 В, а также части схемы, которая управляет нагрузкой, с помощью двенадцативольтового реле. ОСТОРОЖНО! Будьте внимательны, блок питания не имеет гальванической развязки с первичной сетью 220В, поэтому все компоненты схемы находятся под ее напряжением.

©   2020-25     С.Г.С.