Zelfgemaakte bewegingssensoren om de lichten aan te doen
De bewegingssensor kan in de winkel worden gekocht. Maar als je een beetje vrije tijd, een beetje vaardigheid en kennis hebt, kun je zo'n sensor zelf maken. Dit zal u wat geld besparen en ervoor zorgen dat u een plezierige tijd van technische creativiteit beleeft.
Wat voor sensor je zelf kunt maken
Er zijn verschillende soorten bewegingsdetectoren, en elk type kan in principe zelf worden gemaakt. Maar ultrasone en radiofrequente sensoren zijn moeilijk te vervaardigen en vereisen speciale vaardigheden en apparatuur voor de afstelling. Daarom zijn capacitieve en infraroodsensoren gemakkelijker te fabriceren.
Gereedschap en materialen
De constructie van een bewegingsmelder vereist
- soldeerbout en verbruiksartikelen;
- verbindingsdraden;
- klein loodgieters gereedschap;
- multimeter.
U zult ook een breadboard nodig hebben om de sensor te maken. En het is een goed idee om een oscilloscoop te hebben om de prestaties van het op een RF-oscillator gebaseerde apparaat te controleren.
Capacitieve sensor
Deze sensoren reageren op veranderingen in de elektrische capaciteit. Op het internet, thuis en zelfs in technische documentatie wordt vaak de misleidende term "volumetrische sensor" gebruikt. Dit begrip is ontstaan door het onjuiste verband tussen geometrische capaciteit en volume. In feite reageert de sensor op de elektrische capaciteit van de ruimte. Volume, als meetkundige parameter, speelt hier geen rol.
De bewegingssensor kan gemakkelijk met de hand worden gemaakt. Een eenvoudig capacitief relais kan op slechts één chip worden geassembleerd. Een Schmitt trigger K561TL1 wordt gebruikt om de sensor te bouwen. De antenne is een draad of een pen van enkele tientallen centimeters lang, of een andere geleidende structuur van vergelijkbare afmetingen (metaalgaas, enz.). Wanneer een persoon nadert, neemt de capaciteit tussen de pen en de vloer toe en stijgt de spanning op pennen 1,2 van de chip. Wanneer de drempel wordt bereikt, "schakelt" de trigger, de transistor opent via het bufferelement D1/2 en levert stroom aan de belasting. Het kan een laagspanningsrelais zijn.
Het nadeel van deze rudimentaire sensoren is hun gebrek aan gevoeligheid. Om te kunnen werken, moet een persoon enkele tientallen of zelfs enkele centimeters van de antenne verwijderd zijn. Circuits met HF-oscillators zijn gevoeliger, maar ingewikkelder. Het wikkelen van onderdelen kan ook een probleem zijn. In de meeste gevallen moeten deze met de hand worden gemaakt.
Het voordeel van deze schakeling is de mogelijkheid om een geprefabriceerde transformator van de CT1-A transistorontvanger te gebruiken. Het maakt deel uit van een oscillatorschakeling (inductief "driepunts") op de transistor VT1. Gebruik weerstand R1 om de diepte van de terugkoppeling in te stellen, zodat er oscillaties ontstaan. De oscillaties in de generator worden getransformeerd in wikkeling III, gelijkgericht door diode VD1. De gelijkgerichte spanning opent transistor VT2, deze levert een positief potentiaal aan de controle-elektrode van de thyristor. Wanneer de thyristor wordt geopend, wordt relais K1 bekrachtigd, waarvan de contacten kunnen worden gebruikt om het alarm aan te sluiten.
De antenne is een stuk draad van ongeveer 0,5 meter lang. Wanneer een persoon nadert (op een afstand van 1,5-2 meter) zal de door het lichaam van die persoon in het oscillatorcircuit geïntroduceerde capaciteit de oscillaties verstoren. De spanning op wikkeling III zal verdwijnen, de transistor zal sluiten, de thyristor zal uitschakelen en het relais zal spanningsloos worden.
Montage van de detector
Voor de assemblage van de detector kan een printplaat worden gemaakt. Bijvoorbeeld, met behulp van de LUT methode. De technologie is niet ingewikkeld, en gemakkelijk onder de knie te krijgen. Maar als het om een eenmalige klus gaat, heeft het geen zin tijd te verspillen met experimenten. Je beste kans is om een broodplank te gebruiken.
Dit is een printplaat met gemetalliseerde gaatjes in een standaardsteek, waarin elektronische componenten kunnen worden gesoldeerd. De verbinding met de stroomkring wordt gemaakt door de geleiders op de daarvoor bestemde punten te solderen.
U kunt ook een breadboard gebruiken, maar de betrouwbaarheid van de verbindingen is veel geringer. Deze methode kan beter worden gebruikt om te experimenteren en de kunst van het circuit bij te schaven.
Controle van elektronische componenten op goede werking
Allereerst moet u de geselecteerde onderdelen inspecteren. Als zij niet zijn gebruikt, er geen soldeersporen zijn en geen mechanische schade, dan heeft het niet veel zin ze verder te testen. Er is een kans van 99 procent dat de onderdelen onbeschadigd zijn.. Als dit niet het geval is, is het een goed idee om de onderdelen te controleren:
- weerstanden worden getest met een multimeter - deze moet de nominale weerstand aangeven (rekening houdend met de nauwkeurigheidsklasse van de weerstand);
- De wikkelingsonderdelen moeten worden getest om er zeker van te zijn dat zij niet onderbroken zijn;
- Condensatoren met een kleine capaciteit kunnen met een tester alleen worden gecontroleerd op de afwezigheid van een kortsluiting;
- Condensatoren met een hoge capaciteit kunnen worden gecontroleerd met een pijl-multimeter in de weerstandsteststand - de pijl moet een ruk naar rechts geven en dan langzaam naar nul (naar links) terugkeren;
- diodes kunnen worden gecontroleerd met een tester in de diodecontrolestand - in de ene stand moet de weerstand oneindig zijn, in de andere stand zal de multimeter een bepaalde waarde aangeven (afhankelijk van het type diode);
- Bipolaire transistors worden op dezelfde wijze getest als twee diodes - tussen basis en collector en tussen basis en emitter.
Belangrijk! Veld-effect transistors met p-n junctie (KP305 enz.) worden op dezelfde manier getest (gate-source, gate-stock), maar tussen de drain en de source zal de multimeter een weerstand aangeven (voor bipolair - oneindig).
Microschakelingen kunnen niet met een multimeter worden gecontroleerd.
Markeren en snijden van de plank
Vervolgens moet u alle componenten op de printplaat rangschikken om de toekomstige verbindingen te optimaliseren. Om dit te doen, plaats ze in een hoek of aan een kant. Teken vervolgens de lijnen, verwijder de elementen en knip het overschot af. Dit hoeft niet, maar de printplaat zal meer ruimte innemen en een grotere behuizing vereisen (die nodig zal zijn als de detector buiten wordt geïnstalleerd).
De randen van de plank moeten worden gevijld. Dit zal de prestaties niet beïnvloeden, maar het ziet er wel beter uit.
Daarna worden de onderdelen teruggeplaatst, in de gaten gesoldeerd en met draden verbonden volgens het schema.
De video laat zien hoe je een bewegingssensor maakt om een licht aan te doen met een arduino module.
Infraroodsensor en arduino
Het is mogelijk om een goede bewegingssensor te maken op het Arduino platform. De elektronische "bouwer" omvat de PIR-sensormodule HC-SR501. Het omvat een infrarooddetector die op afstand reageert op temperatuurveranderingen, met een controller.
De module is volledig compatibel met het moederbord en wordt daarop aangesloten met drie draden.
| IR module uitgang | GND | VCC | OUT |
| Arduino Uno bord uitgang | GND | +5 V | 2 |
Om het systeem te laten werken, moet je de volgende sketch in de Arduino laden:
Eerst stel je de constanten in die de pintoewijzing van het moederbord bepalen:
const int IRPin=2
De constante IRPin staat voor het pinnummer voor de ingang van de sensor, deze krijgt een waarde van 2 toegewezen.
const int OUTpin=3
De constante OUTpin geeft het pinnummer voor de uitgang naar het uitvoerend relais aan en heeft de waarde 3.
De void setup() sectie is ingesteld:
- Serial.begin(9600) - communicatiesnelheid met de computer;
- pinMode(IRPin, INPUT) - pen 2 is toegewezen als ingang;
- pinMode(OUTpin, OUTPUT) - pen 3 is toegewezen als uitgang.
In de nietige lus sectie, de constante val constante wordt toegekend aan de ingangswaarde van de sensor (nul of één). Vervolgens verschijnt, afhankelijk van de waarde van de constante, een hoog of laag niveau op uitgang 3.
Functiecontrole en sensorinstelling
Alvorens de geassembleerde sensor voor de eerste maal in te schakelen, moet de assemblage grondig worden gecontroleerd. Als er geen fouten worden gevonden, kan er spanning worden aangelegd. Controleer binnen enkele seconden na het inschakelen of er geen plaatselijke oververhitting of rookontwikkeling is. Als de "smogtest" met goed gevolg is afgelegd, kan worden nagegaan of de sensoren goed werken. Schmitt triggers en Arduino sensoren behoeven geen afstelling. Het is alleen nodig de aanwezigheid van het voorwerp in de nabijheid van de sensor te simuleren (een hand op te steken) en de signaalverandering aan de uitgang te controleren. De detector gebaseerd op de HF-generator vereist instelling van het moment van begin van oscillatie met de potentiometer P1. Het begin van de oscillaties kan worden gecontroleerd met een oscilloscoop of door een klik van een relais.
Aansluiten van een belasting
Als de sensor functioneert, kan er een belasting op worden aangesloten. Dit kan de ingang van een ander elektronisch apparaat zijn (een zoemer), maar vaak is de detector nodig om de verlichting te regelen. Het probleem is dat de belastingscapaciteit van de homemade sensoruitgang niet toelaat dat zelfs lampen met een laag vermogen rechtstreeks worden aangesloten. Daarom een tussenschakelaar in de vorm van een relais is absoluut noodzakelijk.
Alvorens de starter aan te sluiten, moet u zich ervan vergewissen dat de uitgangsrelaiscontacten van de sensor een spanning van 220 volt kunnen schakelen. Anders zal een extra relais moeten worden geïnstalleerd.
De uitgang van de Arduino is zo laag-vermogen dat hij geen relais of starter rechtstreeks kan aansturen. U hebt een extra relais met een transistorschakelaar nodig.
Als alle montage- en afstelstappen met succes zijn uitgevoerd, kunt u de sensor definitief installeren, de definitieve aansluiting tot stand brengen en genieten van een duidelijk functionerende automatisering.
