kategoriler: Pratik Elektronik, İlginç elektrik haberleri, Ev otomasyonu
Görüntülenme sayısı: 108781
Makaleye yorum: 3
Kızılötesi ve akustik sensörlü otomatik aydınlatma anahtarları
Modern temel elektronik tabanı, devrede basit ancak oldukça geniş bir fonksiyon yelpazesine sahip cihazlar oluşturmanıza izin verir. Daha önce, bu tür cihazlar sadece karmaşık ve pahalı profesyonel sistemlerde kullanılmaktaydı ve şimdi kullanımları günlük hayatımızı daha rahat ve daha kolay hale getiriyor.
Bu makale aşağıdakileri kullanan cihazlar hakkında konuşacaktır kızılötesi sensörler. Bu tür sensörler esas olarak güvenlik sistemlerinde kullanıldığında ve şimdi gelen her kişinin önünde açılan kapılar veya aydınlatmanın girişe otomatik olarak dahil edilmesi kimseyi şaşırtmıyor. Ve bütün bunlar kızılötesi sensörler! Genellikle piroelektrik sensörler denir.
Piroelektrik sensör. Cihaz ve çalışma prensibi
Piroelektrik sensörler prensipte pasiftir. Bu, herhangi bir elektromanyetik sinyal üretmedikleri, ancak kızılötesi alıcıBu nedenle insanlar için kesinlikle zararsızdır.
Her öğe kızılötesi kaynakve bu anlamda insan vücudu da bir istisna değildir. Pyroelektrik sensörler, kızılötesi radyasyonun kendisine, mutlak değerine değil, değişime tepki verecek şekilde tasarlanmıştır. Bu nedenle, örneğin bir nesnenin hafif bir hareketi bile, böyle bir sensör tarafından bir kişi tespit edilecektir.
Örnek olarak, Murata'nın piroelektrik sensörü IRA-E710'u düşünün. Cihazı Şekil 1'de gösterilmiştir.
Şekil 1. IRA-E710 piroelektrik sensör cihazı
Piroelektrik sensörün temeli, radyasyon miktarıyla orantılı bir elektrik sinyali üreten kızılötesi duyarlı bir fotoseldir. Fotoseli devre ve ilk sinyal amplifikasyonu ile eşleştirmek için bir alan etkili transistör kullanılır.
Sensör sadece bir fotosel üzerine kurulmuşsa, sadece hareketli nesnelerden değil, aynı zamanda sadece dış sıcaklıktan, güneş ışığından, radyatörlerden ve sensörün kendisinin veya daha fazla vücudunun sıcaklık değişikliklerinden de tetiklenir.
Başka bir deyişle, böyle bir sensörün gürültü bağışıklığı çok düşüktür. Bunu arttırmak için, piroelektrik sensörler, şekilde gösterildiği gibi, zıt yönde bulunan iki fotosel temelinde yapılır, bu da bahsedilen faktörleri telafi etmenizi sağlar.
Böyle bir sensör sadece radyasyonun büyüklüğündeki değişikliklere yanıt verir, bu da bir hareket dedektörü olarak kullanılmasına izin verir. Sensörün çalışmasında daha da fazla güvenilirlik, 5-14 mikron dalga boyuna ayarlanmış bir ışık filtresi ile sağlanır. Bu radyasyon insan vücudunun en karakteristik özelliğidir.
Bununla birlikte, sensörün sadece ısıtılmış nesnelerin hareketini aldığını düşünmemelidir. Odada her zaman belirli bir kızılötesi arka plan vardır, bu nedenle ortam sıcaklığıyla bile herhangi bir nesneyi taşımak genel arka planda bir değişikliğe neden olur ve sensör tetiklenir.
Açıklanan sensörün dezavantajları, sadece bir fotoselden diğerine karşı hareketlere duyarlı olması gerçeğine atfedilebilir. Her iki fotoselin yüzeyi boyunca hareket ederken, sinyal üretilmez. Bu nedenle, bu tür sensörleri monte ederken, yukarıda tartışılacağı gibi uygun şekilde yönlendirilmelidir.
Özellikle kritik vakalar için böyle zararlı bir etkiden kurtulmak için geliştirilir ve uygulanır. dört fotosel tabanlı sensörler. Doğru, bu tip sensörler daha karmaşık ve pahalıdır, bu da bağlantı ve kontrol şemasını zorlaştırır.
Geleneksel ve yüzeye montaj (SMD) montajı için sensörler mevcuttur. Görünüşleri Şekil 2'de gösterilmiştir.
Şekil 2. IRA-E710 Sensörleri. görünüm
Hareket sensörlerinin kullanımı
başlangıçta hareket sensörleri yaratmaya yönelik hırsız alarm sistemleri. Element tabanının gelişmesiyle, piroelektrik sensörler çok daha ucuz ve daha uygun fiyatlı hale geldi ve bu da evsel amaçlarla kullanılmalarını sağladı.
Her şeyden önce otomatik aydınlatma, kapı açma ve video gözetim sistemlerinin yönetimi. Bu otomasyon, odaya önemli miktarda elektrik veya ısı tasarrufu yapmanızı sağlar. Video gözetim sistemlerinde kullanıldığında, video sisteminin çalışmasını kontrol eden bilgisayarın sabit disklerinde yer tasarrufu sağlanır.
Otomatik ışık anahtarının algoritması
Işık otomatik olarak açıldığında, örneğin girişte, cihazın görüş alanında bir kişi göründüğünde, aydınlatma açılmalı ve bir süre sonra kapanmalıdır. Bir kişi cihazın görüş alanındayken, aydınlatma kapanmamalıdır, deklanşör hızı artar. Gün ışığında, ışığın otomatik olarak dahil edilmemesi gerekir.
Dış mekan kurulumu için tasarlanmış hareket sensörlü spot lambalar da tam olarak çalışır: evin yanındaki kapıları ve avluyu aydınlatmak, mağaza girişindeki merdivenler ve diğer durumlarda. Bu tür spot ışıkları bir hareket sensörü ile birlikte kullanılabilir veya hareket sensörü ayrı olabilir.
Biri otomatik aydınlatma kontrol devreleri Şekil 3'te gösterilmiştir.
Şekil 3. Hareket sensöründen aydınlatma kontrol şeması (şemayı daha büyük bir formatta görüntülemek için resmin üzerine tıklayın)
Devrenin tanımı
Kullanılan devrede kızılötesi radyasyon alıcısı olarak piroelektrik sensör PIR1. Fotosellerinin önünde, yatay olarak yerleştirilmiş dar opak ve şeffaf şeritlerden oluşan bir modülasyon kafesi monte edilmiştir. Bu nedenle, bir fotodetektör için, modülasyon ızgarasının bantları boyunca hareket eden bir nesnenin açık veya kapalı olduğu, bu da sensörün çıkışında alternatif bir voltajın ortaya çıkmasına neden olduğu ortaya çıkar.
Yukarıdakiler, sensörün doğru yerini gösteren Şekil 4'te gösterilmektedir. Cihaz tarafından algılanan nesnenin boyutu, modülasyon ızgarasının bant genişliği ile belirlenir. Bant genişliğini değiştirerek, cihazın hassasiyetini bir bütün olarak ayarlayabilirsiniz. Cihaz aralığının genişliği, pencere modülasyon kafesinin boyutu değiştirilerek ayarlanabilir.
Şekil 4. Hareket sensörü kurulum şeması
PIR1 sensörünün dahili amplifikatörünün gücü, çıkış 1'e R1C1 filtresi aracılığıyla sağlanır. Sensörün çıkış sinyali pim 2'den çıkarılır ve DA1 tipi LM324 yongasının işlemsel yükselticisi 1'in evirmeyen girişine beslenir. Bu çip, birbirinden bağımsız dört işlemsel amplifikatördür (op amper). Onları birleştiren tek şey ortak güç sonuçları ve durumdur.
PIR1 sensörünün doğrudan bağlı olduğu OS1'de yaklaşık 150 kazanımlı bir amplifikatör monte edilir. Sensör kapsama alanında herhangi bir hareket yoksa, OS1'in çıkışında güç kaynağının voltajının yaklaşık yarısı olan sabit bir voltaj seviyesi korunur.
Terminal 2'deki sensörün görüş alanında hareketli bir nesne tespit edildiğinde, OS1 tarafından yükseltilen alternatif bir voltaj görünür. OS1'in çıkışında, C2 kondansatörü vasıtasıyla yaklaşık 100 kazançla OS2 üzerinde gerçekleştirilen bir sonraki amplifikasyon aşamasına beslenen değişken bir bileşen ortaya çıkar.
Bu aşamalardan sonra, istenen seviyeye yükseltilmiş sinyal gelir karşılaştırıcının girişine OU3 üzerinde - DA1 yongasının pin 10'u. Karşılaştırıcının tepki seviyesi, R8, R11, R20 dirençlerinin değeri ile belirlenir. İlk durumda, karşılaştırıcının çıkış voltajı düşüktür.
ОУ2 - çıkış 14 - belirtilen çalışma seviyesini aşan dikdörtgen palslar ortaya çıkarsa, karşılaştırıcı ОУ3 - çıkış 8 - çıkışında, daha kesin olarak, kapasitörü C7 şarj eden palslar görünecektir. VD5 diyot, bu kapasitörün düşük olduğunda karşılaştırıcının çıkışı üzerinden deşarjını önler. Bu nedenle, kapasitör sadece R14 ve R22 seri devresi ile deşarj edilebilir. Değişken bir direnç R22 kullanarak, boşaltma süresi 5 saniye içinde ayarlanabilir ... 5 dakika.
Kondansatör C7 üzerinde biriken voltaj, tepki seviyesi R9, R13 bölücü tarafından ayarlanan OS4 üzerinde yapılan ikinci karşılaştırıcının evirmeyen girişine verilir. Bu karşılaştırıcının çıkış sinyali, transistör VT1'in tabanına beslenir. triyak VD2 yükü bağlar.
Karşılaştırıcının OS4 üzerindeki tepki süresi, sensörün tepki süresi ile artan C7 kapasitörünün şarj süresi ile belirlenir: cihazın görüş alanındaki hareket durana kadar, C7 kapasitörü şarj olur. Böylece, birisi odada hareket ederken, aydınlatmanın kapanacağı garanti edilmez.
Aydınlatmanın gündüz saatlerinde açılmaması için, cihaz ters yönde açılan FD263 tipinde bir VD7 fotodiyot üzerinde yapılmış bir ışık sensörü içerir. Çalışma modları R15, R23 bölücü tarafından ayarlanır.
Değişken rezistans R23'ün motorundan gelen voltaj, transistör VT2'nin tabanına beslenir. Karanlık fotodiyot odada kapalı ve transistör VT2'nin tabanındaki voltaj yüksekken, bu nedenle kapalıdır ve devrenin çalışmasını etkilemez.
Artan aydınlatma ile fotodiyot açılır ve VT2'nin tabanındaki voltaj düşer, bu da açılmasına yol açar. Bir VD9 diyotu aracılığıyla açık bir transistör, op amp 2'nin çıkışından op amp 3 üzerindeki karşılaştırıcının girişine sinyal gönderir. Bu nedenle, C7 kondansatörü şarj olmuyor ve aydınlatma da açılmıyor.
Gün ışığı sensörünün günün ışığı açmasını önlemek için, OU4'teki karşılaştırıcının çıkışına bağlı VD8 diyotu aracılığıyla çalışması engellenir. Kondansatör C10, lamba açıldığında ortam ışığı sensörünün açılmasını geciktirir, böylece sensörün yanlış alarmlarını önler.
Cihazın gücü transformatörsüzdür. Söndürme kondansatörü C9 aracılığıyla şebeke voltajı VD4 ve VD6 diyotları üzerinde yapılmış bir doğrultucuya beslenir. Doğrultulmuş voltajın dalgalanması, kondansatör C8 ile yumuşatılır ve voltaj, Zener diyot VD3 tarafından 16V'da sabitlenir. Bu voltaj, triyak VD2 üzerindeki güç anahtarının çalışmasını kontrol eden transistör VT1'deki anahtar aşamaya güç vermek için kullanılır.
Cihazın tüm düğümlerine güç vermek için kullanılan R2, C3 ve VD1 elemanlarına bir 9.1V parametrik voltaj regülatörü monte edilmiştir: bir PIR sensörü, DA1 mikro devresi ve günışığı fotoğraf sensörü transistör VT2 üzerinde.
Açıklanan devre Master Kit tarafından bir kit olarak üretilir. Kit, Şekil 5'te gösterilen gerekli tüm radyo bileşenlerini, bitmiş bir devre kartını ve cihazın montajı için bir muhafazayı içerir. Kit ayrıca cihazın montajı ve kurulumu için talimatlar içerir.
Her ne kadar genel olarak devre basit olarak görülse de, servis verilebilir parçalardan hatasız montaj ile hemen çalışmaya başlasa da, trafosuz güce sahip olmasına dikkat çekmek istiyorum. Bu nedenle, montaj ve devreye alma sırasında, son derece dikkatli olmalı, güvenlik düzenlemelerine uymalı ve daha da iyisi bir izolasyon transformatörü kullanmalısınız.
Şekil 5. Ana Kit kitinden kasa
Devre, açıldıktan bir buçuk ila iki dakika içinde çalışma moduna tamamen girer, bu nedenle tüm ayarlar bu süre geçtikten sonra yapılmalıdır. Ayarlar basittir ve direnç R22 tarafından gerekli gecikme süresinin ayarlanmasına indirgenir ve direnç R23'ün yardımıyla ışık sensörünün eşiği seçilir.
Hareket sensörünün eşiği, R11 direncinin değeri ile belirlenir.Duyarlılıkta bir artış gerekiyorsa değeri biraz azaltılabilir. Buna göre, çok sayıda yanlış pozitif ile, değeri artma yönünde değiştirmeniz gerekecektir.
Şekil 6, Şekil 3'te gösterilen devreye çok benzeyen bir kızılötesi hareket sensörünün başka bir diyagramını göstermektedir.
Şekil 6. Kızılötesi hareket sensörü. Seçenek 2 (büyütmek için resmin üzerine tıklayın)
Benzer bir şema, tek bir cihaz şeklinde bir halojen lambalı bir projektör ile donatılmıştır ve kural olarak, özel hanehalklarının girişlerine monte edilir. Amacı, evin sahipleri geldiğinde bahçedeki ışığı açmak ve ayrıca sahipleri davetsiz olanlar da dahil olmak üzere konukların bölgeye girmesi konusunda uyarmaktır. Şemanın kendisi öncekine çok benzer ve aynı işlevleri yerine getirir, bu yüzden ayrıntılı bir açıklama gerekli değildir. Sadece bireysel düğümlerde duralım.
Bir kızılötesi sensör olarak, önceki devrede olduğu gibi DA1 çipine beslenen sinyal PIR D203C fototransistör kullanılır. Sensörün hassasiyeti, değişken bir direnç VR3 ile ayarlanır. Işık sensörü, gün ışığı transistörü VT2 aracılığıyla bir yük kontrol rölesi içeren transistör VT1'in çalışmasını engelleyen bir CDS fotodirençinde yapılır. Bu nedenle, gündüz, projektör yanmaz.
Bir öncekinde olduğu gibi, devre deşarj süresi değişken bir direnç VR1 tarafından düzenlenen C14 kondansatörü üzerinde gerçekleştirilen bir zaman gecikmesi içerir. Zaman ayar sınırları doğrudan şemada gösterilmiştir.
Hareket sensörüne sahip bir halojen spot lamba, caddeye monte edilmek üzere tasarlanmıştır, bu nedenle kediler, köpekler veya diğer küçük hayvanlar, insanların yanı sıra sensör kapsama alanına düşebilir. Bu, sensörlerin yanlış tetiklenmesine ve ışığın dahil edilmesine neden olabilir.
Bu tür yanlış alarmlara karşı korunmak için, sensörün önüne, cihazın görünürlük aralığını aşağıdan bir şekilde sınırlandıracak koruyucu bir ekran takılması önerilir: gelen kapıyı ayırt etmek için tüm kapıyı değil, sadece üst yarısını görmek yeterlidir.
Daha karmaşık hareket sensörlerinde, bu sorun şu şekilde çözülür: entegre mikrodenetleyicibir nesnenin boyutunu belirleme yeteneğine sahiptir: bir makine, bir kişi veya bir fare. Tabii ki, bu tür sensörler daha pahalıdır.
Akustik sensörlü otomatik aydınlatma anahtarları
için ışık kontrolü apartmanların girişlerinde de kullanılır optik akustik anahtarlar. Anahtarlar bir mikrofon, bir optik sensör ve bir çıkış anahtarı cihazı içerir.
Bu tür anahtarların çalışmasının mantığı kızılötesi ile aynıdır: gündüz, mikrofon bir optik sensör tarafından kapatılır ve karanlıkta aydınlatma, girişte önemsiz seslerle bile yanar. Pozlama süresi yaklaşık 1 dakikadır, bundan sonra ışık söner.
Seslerin yeni oluşumu ile döngü tekrar eder. Mikrofonun hassasiyeti, erişim koşulları için oldukça yeterli olan 5 m'lik bir mesafeden ses alabileceği şekildedir. Tabii ki, böyle bir sensör sokakta kullanılamaz, çünkü ışık herhangi bir sesden, örneğin geçen bir arabadan açılacaktır.
Yapısal olarak, akustik-optik anahtarlar iki versiyonda mevcuttur: bir duvara veya tavana monte edilen ayrı bir ünite olarak veya çeşitli tasarımların armatürlerine yerleşik olarak. Bu anahtarlar sırasıyla şekil 7 ve 8'de gösterilmektedir.
Şekil 7. Optik-akustik enerji tasarruflu anahtar EV-05
Şekil 8. Dahili optik-akustik anahtarlı EVS-01 lamba
Kural olarak, bu tür anahtarların fiyatı, kızılötesi sensörlü anahtarlardan daha düşüktür, bu nedenle, kızılötesi sensörlerin kurulumunu dışlamamasına rağmen, konut ve toplumsal hizmetlerde kullanılması tavsiye edilebilir.
Ayrıca okuyun:Dış veya iç mekan aydınlatması için bir fotoğraf rölesi nasıl seçilir, yapılandırılır ve bağlanır
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: