Установка инфракрасного датчика для управления светом

 

Инфракрасные датчики (или, как их ещё называют, пирометрические) – самые популярные устройства из соответствующего модельного ряда, представленного сегодня на рынке. Они считаются одними из самых безвредных аппаратов, т.к. не ничего не излучают (как ультразвуковые или микроволновые аналоги), а лишь улавливают изменения температур в помещении. Благодаря невысокой стоимости и долгому сроку службы их чаще всего выбирают для освещения домов, квартир или улиц.
Однако и они имеют недостаток — грешат частыми ложными срабатываниями. Поэтому тщательно подбирайте место их установки. Нужно располагать их подальше от отопительных приборов, кондиционера и т.п. Так как исходящее от них тепловое излучение может восприниматься датчиком движения, как сигнал к замыканию цепи и включению освещения.
Давайте рассмотрим виды ик-датчиков, конструкцию и все нюансы их работы. Возможно, данный материал вдохновит вас на создание этого полезнейшего в любом хозяйстве устройства, которое позволит существенно снизить расход электроэнергии.

Общие сведения

Существует два подтипа инфракрасных датчиков: движения и присутствия. Несмотря на схожесть конструкции, есть небольшое отличие в их работе.
Первые — реагируют только на выявленные активные передвижения (сопровождаемые ик-излучением, идущим от тела человека), и включают (выключают) свет.
Вторые — постоянно мониторят помещение на предмет наличия всех (даже пассивных) движений, обычно издаваемых человеком. Как только они прекращаются — в течение времени, заданного в настройках – цепь размыкается и свет гаснет, даже если человек не ушёл.
Посмотрим, из чего же состоит PIR (аббревиатура от пассивного инфракрасного датчика). В качестве примера ниже приведена конструкция импортного D203S, со схемой его подключения:

Конструкция и подключение датчика

Конструкция D203S

Он не требует никаких дополнительных элементов и может прямо впаиваться в схему освещения.
Аналог советского образца, типа ПМ-4, обязательно нужно дополнять полевым транзистором.

Конструкция и подключение датчика

Советского ПМ-4

Впрочем, примитивный датчик можно сделать самостоятельно из старого транзистора. Для этого возьмите транзистор, вроде представленного ниже, отпилите верх корпуса, чтобы обнажить встроенный кристалл. Должно получиться следующее:

Внутренняя часть транзистора

Старый транзистор

Ботовую «болванку», прикрыв любым светофильтром, можно использовать как сенсор. Правда, дальность улавливания движений у него будет невелика.

Схемы блоков с ик-датчиками присутствия, произведённые в заводских условиях, выглядят так.

Заводская плата с ик-датчиком

Схемы блоков с ик-датчиками

Сверху, над датчиком со встроенным кристаллом, устанавливается ячеистая, куполообразная линза Френеля, фокусирующая сигнал. Обычно она выполняется из пластика (для удешевления блока), поэтому обращаться с ней нужно аккуратно.

Несмотря на неказистый вид, линза играет очень важную роль. Она выполняет функцию «концентратора», и направляет усиленный пучок инфракрасного излучения, идущего от людей, на сенсор (кристалл) датчика.

Устройство ик-датчика обнаружения

Линза датчика

Благодаря тому, что линзы на пластиковой сфере разнонаправлены, возможен охват больших площадей в помещении.
В целом, это одна из самых популярных систем: недорогая, энергоэффективная, компактная и долговечная.

Сделай сам

Сегодня предлагается масса готовых PIR-блоков промышленного производства. Но почему бы не попробовать его собрать самостоятельно? Дееспособный модуль для включения света можно сделать своими руками, главное обладать базовыми навыками чтения электросхем и пайки.
Хоть обычно используемые мастерами схемы и не предполагают присутствия большого количества дорогостоящих деталей, однако времени на сборку придётся потратить немало.

Собираем датчик самостоятельно

Сборка датчика

Итака, для приведённой выше схемы вам понадобятся: В1 — сам PIR-сенсор, VТ 1 — полевой транзистор, VD 1 – фотодиод, VD 2,VD 3- диоды, VD 4, VD 6 – диодные мосты, VD 5– стабилитрон, Т 1 – трансформатор, DA1- таймер параллельного стабилизатора, DA2 – таймер аналоговый, DA3- линейный регулятор, VU1 – оптопара, FU1 – предохранитель, R1 — R11 — резисторы, C1 — C4 – конденсаторы, HL1 – светодиод.

Конечный результат должен выглядеть следующим образом. Прибор получается достаточно компактным – 15,0× 6,0× 9,0 см. При условии настройки — он может улавливать передвижения теплокровных объектов на расстоянии 1-12 метров от сенсора. И потребляет при этом ничтожные 5 ватт.

Готовый вариант датчика обнаружения

Конечный результат

 

К такой системе можно подсоединять как лампы накаливания, так и энергосберегающие. Однако не следует превышать максимальный порог нагрузок мощности, равный 1000 Вт.
К счастью, вовсе необязательно корпеть над платами, ведь купить такие модули – не проблема. На сайтах продукции (производства КНР) вы найдёте массу предложений готовых PIR-схем, стартующих от 70 рублей. Их можно подключать напрямую к имеющейся системе освещения.

Подключение

Если Вы собираетесь своими руками устанавливать готовые датчики включения света — приведём простые рекомендации, от которых можно отталкиваться. Алгоритм подключения датчиков к осветительной сети выглядит одинаково для всех типов устройств. Первое, что Вы должны сделать перед началом монтажа – обесточить квартиру.

Имейте в виду, что схема датчиков предполагает наличие дополнительного провода для заземления. Так что если у вас дома он не предусмотрен – придётся тянуть его от щитка или распредкоробки.

Ниже приведены самые популярные схемы монтажа датчиков движения на существующих линиях. Их чаще всего рекомендуют сами производители PIR.

Подключение датчиков к сети

Монтаж датчиков движения

На рисунках — красный провод, помеченный литерой «L» – это фаза, синий провод с пометкой «N» – это ноль, чёрный (в некоторых случаях коричневый, жёлтый или зелёный) – это выходная (или коммутируемая) фаза – идущая с датчика на светильник.

Обращаем внимание, что приведённые цвета проводов не являются догмой. Производитель может менять их на своё усмотрение, поэтому обязательно читайте инструкцию или, вскрыв корпус, изучите схему прибора.

Первая схема – простая и эффективная, при монтаже которой включением-выключением света руководит датчик, вторая – предоставляет возможность самостоятельного включения лампы пользователем, когда в этом есть необходимость, минуя датчик. Только для этого нужно будет оборудовать отдельный выключатель, и тогда лампа будет работать столько, сколько нужно, без присутствия человека.
Если для освещения большого помещения планируется установить сразу нескольких датчиков, можно воспользоваться следующим алгоритмом подключения:

Принцип подключение нескольких датчиков

Подключение нескольких датчиков

Каким бы блоком не было выявлено присутствия пользователя, цепь освещения замкнётся в любом случае.
И ещё один важный момент. При подключении датчика к действующей сети освещения, обязательно убедитесь, что мощность используемого светильника не превышает выходящей мощности датчика. Иначе последний попросту может сгореть.

Если у вас нет опыта создания подобных систем, рекомендуем перед окончательным монтажом проверить собранную цепь на работоспособность. Для этого подсоедините её к временной схеме и испытайте, срабатывает ли датчик на ваши движения. Как вариант, попробуйте сделать так:

Проверка работоспособности датчика движения

Способ проверки

Правильное размещение

Как уже упоминалось, важное значение имеет правильное размещение датчиков присутствия в комнате. Как видно из рисунка ниже — лучшие места – углы комнаты, удалённые от батарей центрального отопления или стены, свободные от кондиционеров, увлажнителей воздуха или конвекторов.

Принцип размещения датчиков движения

Размещение датчиков

Не стоит устанавливать их и напротив окон, иначе попадающие на сенсоры лучи света будут провоцировать постоянные ложные срабатывания, даже без присутствия человека. Не самое лучшее место и у двери – так как каждый раз, когда вы будете приходить мимо, сенсор будет реагировать на ваши движения путём включения света. А для большей части современных ламп это не есть хорошо. Они намного быстрее выходят из строя. Да и наличие вибраций от хлопанья дверью — далеко не оптимальные условия для эксплуатации микросхем.
Радиус действия (чувствительности) такого датчика обычно составляет 3-10 метров, в зависимости от используемой модели. Поэтому для нормального освещения длинных или неправильной формы помещений рекомендуется использовать сразу несколько датчиков движения.
Оптимальная высота монтажа – под потолком, на 2,4 – 3 метра от пола. Чтобы в радиус покрытия датчика не попадали никакие другие источники тепла (кроме жильцов) регулируйте угол наклона и направленность сенсора. Это же относится и другим светильникам в комнате – иначе датчик будет срабатывать на лампу накаливания – как на источник тепла.
Кстати, по поводу ламп — для связки с датчиком движения лучше выбирать светодиодные или галогенные модели. Они экономны, дают достаточно яркий поток света и главное, невосприимчивы к частым включениям-выключениям так, как, например, люминесцентные.
Хотя со многими моделями датчиков светодиодные лампы не работают или светят в пол силы. А некоторые схемы и вовсе предполагают только лампы накаливания, мощностью не менее 40 Вт. Энергосберегающие лампы также могут «моргать» ночью (даже при условии выключения света) из-за неправильно подсоединённого выключателя с индикатором (диодной лампочкой). Чтобы избежать проблем с морганием LED-ламп, нужно использовать специальный сетевой адаптер, который будет выдавать постоянное напряжение, без которого диоды не могут работать нормально.
Ниже приложена схема расположения датчиков движения на примере однокомнатной квартиры.

Правильная расстановка датчиков в квартире

Размещение датчиков

Как видим, для небольших помещений вполне достаточно одного датчика присутствия. Проблематичнее всего будет выбрать место и подходящий угол наклона сенсора на кухне, так как конвекционные токи от плиты, готовых блюд, микроволновки и т.д. будут провоцировать ложные срабатывания. Возможно, здесь даже придётся воспользоваться датчиками другого типа (ультразвуковым или микроволновым).

Инфракрасные датчики – отличный способ рационально использовать электроэнергию, используемую на освещение. Да и вообще – с ними просто удобно. Не нужно впотьмах разыскивать на стене клавишу для включения света. Такие модули не так уж сложно сделать своими руками, главное — не напутать с фазами и допустимыми уровнями тока с напряжением.

 

Полезные материалы

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *