Sensor kapasitif DIY sederhana. Skema praktis untuk menghubungkan sensor

Pengoperasian sensor kapasitif biasanya didasarkan pada pencatatan perubahan parameter generator, sistem osilasi yang mencakup kapasitansi objek yang dipantau. Sensor yang paling sederhana berisi satu osilator LC berdasarkan transistor efek medan dan beroperasi berdasarkan prinsip peningkatan konsumsi arus atau penurunan tegangan seiring dengan peningkatan kapasitansi. Perangkat tersebut, dengan jangkauan deteksi maksimum objek yang mendekat tidak lebih dari 0,1 m, memiliki stabilitas yang sangat rendah dan kekebalan kebisingan yang rendah. Sensor kapasitif memiliki karakteristik yang lebih tinggi, rangkaiannya dibuat berdasarkan dua generator dan beroperasi berdasarkan prinsip membandingkan frekuensi atau fase osilasi referensi dan generator yang dapat disetel (pengukur). Misalnya dijelaskan dalam . Yang terbaik dari mereka mampu merasakan pendekatan seseorang pada jarak 2 m. Namun, jika dilakukan pada elemen diskrit, ukurannya menjadi terlalu besar, dan jika menggunakan sirkuit mikro khusus, harganya terlalu mahal.

Artikel ini membahas tentang rangkaian sensor kapasitif dengan sensitivitas tinggi pada chip dekoder nada NJM567. Chip ini dan analognya (misalnya, NE567) banyak digunakan untuk mendeteksi sinyal pita sempit dalam rentang 10 Hz hingga 500 kHz. Mereka juga digunakan dalam sistem untuk secara otomatis mengatur kecepatan putaran unit kepala video perekam video rumah tangga. Penggunaan osilator RC yang terpasang pada dekoder nada menyederhanakan rangkaian sensor kapasitif, dan loop PLL internal osilator ini memastikan stabilitas dan kekebalan kebisingan pada sensor.
Jangkauan deteksi orang yang mendekat setidaknya 0,5 m (dengan panjang antena sensor 1 m), yang jauh lebih besar daripada, misalnya, perangkat yang dibuat sesuai skema. Perangkat tidak mengandung produk belitan (induktor), yang menyederhanakan pengulangannya.

Rangkaian sensor kapasitif ditunjukkan pada Gambar. 1. Elemen pengatur frekuensi generator yang terletak pada chip DA2 adalah resistor R6 dan kapasitor C5. Sinyal generator dengan frekuensi sekitar 15 kHz dari pin 5 sirkuit mikro DA2 diumpankan ke sirkuit pemindah fasa yang dibentuk oleh resistor pemangkas R5, antena WA1, kapasitor SZ dan resistor R3. Dari sana, melalui pengikut sumber pada transistor efek medan VT1, penguat pada transistor VT2 dan kapasitor C4, sinyal disuplai ke input IN (pin 3) dari sirkuit mikro DA2. Pin 2 dari rangkaian mikro ini dihubungkan ke kapasitor C8 dari filter detektor fase sistem PLL, yang kapasitansinya menentukan lebar pita penangkapannya. Semakin besar kapasitasnya, semakin sempit stripnya.

Tegangan referensi disuplai ke detektor fasa kedua dari rangkaian mikro dari generator dengan pergeseran fasa 90 relatif terhadap tegangan yang disuplai ke detektor fasa PLL. Tegangan pada pin 1 dari rangkaian mikro (output dari detektor kedua), yang disuplai ke komparator tegangan yang terpasang di dalamnya, bergantung pada pergeseran fasa antara sinyal input dan sinyal generator yang dimasukkan oleh rangkaian yang dibahas di atas, termasuk antena WA1 . C7 adalah kapasitor filter keluaran dari detektor fase. Resistor R8, dihubungkan antara pin 1 dan 8 dari sirkuit mikro, menciptakan histeresis dalam karakteristik switching komparator, yang diperlukan untuk meningkatkan kekebalan kebisingan. Rangkaian R7C6 merupakan beban keluaran OUT yang dibuat berdasarkan rangkaian kolektor terbuka.

Selanjutnya sesuai rangkaian sensor kapasitif, sinyal melalui dioda VD2 disuplai ke rangkaian resistor R9 dan kapasitor C9 dan ke input elemen logika DD1.1. Sirkuit R10C10 menghasilkan pulsa yang memblokir pemicuan palsu pada sensor pada saat daya dihidupkan. Dari keluaran elemen DD1.1, sinyal disuplai melalui dioda VD4 ke rangkaian R11C11, yang memastikan durasi sinyal keluaran sensor tidak kurang dari yang ditentukan, dan ke elemen DD1.2 dan DD1.3 terhubung di seri, membentuk sinyal keluaran sensor yang saling terbalik pada jalur “Output”. 1” dan “Keluar. 2". Level sinyal tinggi pada jalur “Output”. 2” dan LED HL1 menyala menunjukkan bahwa seseorang berada di area sensitif.

Unit catu daya sensor kapasitif dirakit pada stabilizer terintegrasi LM317LZ, tegangan keluarannya diatur ke 5 V menggunakan resistor R1 dan R2. Tegangan input bisa berada dalam kisaran 10...24 V. Dioda VD1 melindungi sensor dari polaritas yang salah dari sumber tegangan ini.
Semua bagian sensor dipasang pada papan sirkuit cetak satu sisi yang terbuat dari fiberglass foil, gambarnya ditunjukkan pada Gambar. 2. Resistor R1 dan R2 - untuk pemasangan di permukaan. Mereka dipasang di papan dari sisi konduktor yang dicetak. Resistor pemangkas R5 - SPZ-19a atau setara impornya.

Chip NJM567D dapat diganti dengan NE567, KIA567, LM567 dengan indeks huruf berbeda yang menunjukkan jenis casing. Jika tipe DIP8 (seperti NJM567D) atau logam bulat, papan sirkuit tercetak tidak perlu menyesuaikan. Analog dari sirkuit mikro K561LE5 adalah CD4001A. Transistor KP303E digantikan oleh BF245, KT3102E oleh BC547.
Antena WA1 adalah sepotong kawat berinsulasi inti tunggal dengan penampang 0,5 mm2 dan panjang 0,3...1,5 m. Antena yang pendek memberikan sensitivitas yang lebih rendah. Perlu diingat bahwa kapasitansi yang diperlukan dari kapasitor SZ bergantung pada kapasitansi antena itu sendiri, dan juga pada panjangnya. Kapasitas yang ditunjukkan dalam diagram optimal untuk antena yang panjangnya sekitar satu meter. Untuk bekerja dengan antena sepanjang 0,3 m, kapasitansi harus dikurangi menjadi 30 pF.

Sensor kapasitif harus diatur dengan memasangnya dan antena di tempat yang akan digunakan. Perlu diingat bahwa ambang respons juga dipengaruhi oleh lokasi antena relatif terhadap objek dan kabel yang diarde.
Awalnya, penggeser resistor tuning R5 diatur ke posisi resistansi maksimum. Setelah menyalakan daya, LED HL1 akan tetap mati. Anda dapat memverifikasi bahwa sensor berfungsi dengan menyalakan LED ini saat Anda menyentuh antena dengan tangan Anda. Jika kapasitansi kapasitor SZ dipilih dengan benar, maka ketika penggeser resistor pemangkas R5 dipindahkan ke posisi resistansi minimum, LED akan menyala tanpa menyentuh antena.

Setelah memastikan bahwa rangkaian sensor kapasitif berfungsi, penyesuaiannya dilanjutkan sesuai dengan metode yang terkenal, mencapai ambang respons yang diperlukan dengan menggerakkan penggeser resistor pemangkas secara mulus. Dianjurkan untuk melakukan ini dengan menggunakan obeng dielektrik, yang memiliki efek minimal pada sirkuit pemindah fasa.
Pengaturan optimal sesuai dengan menyalakan LED ketika seseorang mendekati antena sepanjang satu meter pada jarak 0,5 m, dan mematikannya ketika dia menjauh hingga 0,6 m. Memperpendek antena menjadi 0,3 m akan mengurangi nilai-nilai ini sebesar sekitar sepertiga.

Perlu dicatat bahwa jika kapasitansi kapasitor SZ terlalu besar, LED HL1 mungkin menyala di posisi paling kiri penggeser, dan saat Anda menyentuh antena dengan tangan, antena mungkin padam. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa perangkat beroperasi dengan prinsip seimbang dan, jika perlu, dapat disesuaikan untuk memicu ketika objek yang dilindungi dikeluarkan dari area sensitif.

LITERATUR
1. Tabunshchikov V. Relai ajaib. - Modeler-desainer, 1991, No. 1, hal. 23.
2. Nechaev I. Relai kapasitif. - Radio, 1992, No. 9, hal. 48-51.
3. Ershov M. Sensor kapasitif. - Radio, 2004, No.3, hal. 41.42.
4. Dekoder Nada NJM567/Lingkaran Terkunci Fase. www.pdf.datasheet.su/njr/njm567d.pdf
5. Solomein V. Relai kapasitif. -Radio, 2010, No.5, hal. 38, 39.

V.TUSHNOV, Lugansk, Ukraina
“Radio” No.12 2012

Saat ini, tidak seorang pun akan terkejut dengan perangkat peringatan pencegahan elektronik dengan tujuan dan efektivitas berbeda, yang memberi tahu orang atau menyalakan alarm keamanan jauh sebelum kontak langsung tamu yang tidak diinginkan dengan batas (wilayah) yang dilindungi. Banyak dari simpul-simpul yang dijelaskan dalam literatur ini, menurut saya, menarik, tetapi rumit. Berbeda dengan mereka, sederhana sirkuit elektronik sensor kapasitif non-kontak (Gbr. 1), yang bahkan dapat dirakit oleh amatir radio pemula. Perangkat ini memiliki banyak kemampuan, salah satunya - sensitivitas input tinggi - digunakan untuk memperingatkan tentang pendekatan objek bernyawa (misalnya, seseorang) ke sensor E1.
Sirkuit ini didasarkan pada dua elemen sirkuit mikro K561TL1 yang dihubungkan sebagai inverter. Sirkuit mikro ini berisi empat elemen bertipe sama dengan fungsi 2I-NOT dari pemicu Schmitt dengan histeresis (penundaan) pada input dan inversi pada output. Penunjukan fungsional - menunjukkan loop histeresis

Beras. 1. Diagram kelistrikan sensor kapasitif non-kontak pada elemen tersebut di dalam peruntukannya. Penggunaan K561TL1 di sirkuit ini dibenarkan oleh fakta bahwa sirkuit ini (dan khususnya sirkuit mikro seri K561) memiliki arus operasi yang sangat rendah, kekebalan kebisingan yang tinggi (hingga 45% dari level tegangan suplai), dan beroperasi dalam kondisi rentang tegangan suplai yang luas (dari 3 hingga 15 V) , memiliki perlindungan input dari potensi listrik statis dan kelebihan level input jangka pendek dan banyak keunggulan lain yang memungkinkannya digunakan secara luas dalam desain radio amatir tanpa memerlukan tindakan pencegahan dan perlindungan khusus .
Selain itu, K561TL1 memungkinkan Anda untuk menghubungkan elemen logika independennya secara paralel, sebagai elemen penyangga, sehingga kekuatan sinyal keluaran meningkat berkali-kali lipat. Pemicu Schmitt, sebagai suatu peraturan, adalah sirkuit bistable yang mampu bekerja dengan sinyal input yang meningkat secara perlahan, termasuk sinyal dengan campuran noise, sambil memberikan tepi pulsa yang curam pada output, yang dapat ditransmisikan ke node berikutnya dalam sirkuit untuk digabungkan dengan node lain. elemen kunci dan sirkuit mikro.
Sirkuit mikro K561TL1 (serta K561TL2) dapat mengalokasikan sinyal kontrol (termasuk digital) untuk perangkat lain dari pulsa input fuzzy. Analog asing K561TL1 adalah CD4093B.
Batasi keadaan mendekati level logika rendah. Pada keluaran DD1.1 - tingkat tinggi, pada output DD1.2 rendah lagi. Transistor VT1 yang berfungsi sebagai penguat arus ditutup. Kapsul piezoelektrik HA1 (dengan generator 3CH internal) tidak aktif.
Antena terhubung ke sensor E1 - antena teleskopik mobil digunakan sebagai antena. Ketika seseorang berada di dekat antena, kapasitansi antara pin antena dan lantai berubah. Hal ini menyebabkan elemen DD1.1, DD1.2 beralih ke keadaan sebaliknya. Untuk berpindah node, seseorang dengan tinggi rata-rata harus berada (berjalan) di samping antena sepanjang 35 cm pada jarak hingga 1,5 m.
Level tegangan tinggi muncul di pin 4 sirkuit mikro, akibatnya transistor VT1 terbuka dan kapsul NA1 berbunyi.
Dengan memilih kapasitansi kapasitor C1, Anda dapat mengubah mode operasi elemen sirkuit mikro. Jadi, ketika kapasitansi C1 dikurangi menjadi 82-120 pF, node bekerja secara berbeda. Sekarang sinyal suara hanya berbunyi selama input DD1.1 dipengaruhi oleh gangguan tegangan bolak-balik - sentuhan manusia.
Diagram kelistrikan(Gbr. 1) juga dapat digunakan sebagai dasar untuk node sensor pemicu. Untuk melakukan ini, hilangkan resistor konstan R1, kabel terlindung, dan sensor adalah kontak sirkuit mikro 1 dan 2.
Kabel berpelindung (kabel RK-50, RK-75, kabel berpelindung untuk sinyal 34 - semua jenis cocok) sepanjang 1-1,5 m dihubungkan secara seri dengan R1, layar dihubungkan ke kabel biasa. Kabel tengah (tanpa pelindung) di ujungnya dihubungkan ke pin antena.
Jika rekomendasi yang ditentukan diikuti dan jenis serta peringkat elemen yang ditentukan dalam diagram digunakan, unit menghasilkan sinyal suara dengan frekuensi sekitar 1 kHz (tergantung pada jenis kapsul HA1) ketika seseorang mendekati pin antena di jarak 1,5-1 m. Tidak ada efek pemicu. Ketika seseorang menjauh dari antena, suara di kapsul HA1 berhenti.
Percobaan juga dilakukan dengan hewan - kucing dan anjing: node tidak bereaksi terhadap pendekatan mereka terhadap sensor - antena perangkat ini didasarkan pada perubahan kapasitansi sensor-antena E1 antara itu dan "ground" (kabel biasa, segala sesuatu yang berhubungan dengan loop ground - dalam hal ini, lantai dan dinding ruangan). Ketika seseorang mendekat, kapasitas ini berubah secara signifikan, yang cukup untuk memicu sirkuit mikro K561TL1.
Penerapan Praktis simpul sulit untuk ditaksir terlalu tinggi. Dalam versi aslinya, perangkat dipasang di sebelahnya kusen pintu bangunan tempat tinggal multi-apartemen. Pintu masuk- logam.
Volume sinyal (34) yang dipancarkan oleh kapsul HA1 cukup untuk mendengarnya di loggia tertutup (sebanding dengan volume bel apartemen).
Catu daya distabilkan dengan tegangan 9-15 V, dengan penyaringan tegangan riak yang baik pada output. Konsumsi arus dapat diabaikan dalam mode siaga (beberapa mikroamp) dan meningkat menjadi 22-28 mA ketika kerja aktif emitor NA1. Sumber tanpa transformator tidak dapat digunakan karena kemungkinan kerusakan sengatan listrik. Kapasitor oksida C2 berfungsi sebagai filter catu daya tambahan, tipenya K50-35 atau sejenisnya, untuk tegangan operasi tidak lebih rendah dari tegangan sumber listrik.
Selama pengoperasian unit, fitur menarik. Dengan demikian, tegangan suplai node mempengaruhi operasinya. Ketika tegangan suplai ditingkatkan menjadi 15 V, hanya kabel listrik multi-inti tanpa pelindung biasa yang digunakan sebagai antena sensor kawat tembaga dengan penampang 1-2 mm dan panjang 1 m, dalam hal ini tidak diperlukan layar atau resistor R1. Kabel tembaga listrik dihubungkan langsung ke pin 1 dan 2 elemen DD1.1. Efeknya sama.
Ketika pentahapan steker catu daya berubah, node secara serempak kehilangan sensitivitas dan hanya dapat bekerja sebagai sensor (bereaksi terhadap sentuhan E1). Hal ini berlaku untuk semua nilai tegangan catu daya di kisaran 9-15 V. Jelas, tujuan kedua dari rangkaian ini adalah sensor biasa (atau sensor pemicu).
Nuansa ini harus diperhitungkan saat mengulang simpul. Namun, kapan koneksi yang benar dijelaskan di sini, diperoleh bagian yang penting dan stabil alarm pencuri, memastikan keamanan rumah, memperingatkan pemiliknya bahkan sebelum situasi darurat terjadi.
Elemen-elemennya dipasang secara kompak pada papan fiberglass.
Rumah untuk perangkat yang terbuat dari bahan dielektrik (non-konduktor). Untuk mengontrol catu daya, perangkat dapat dilengkapi dengan LED indikator yang dihubungkan secara paralel dengan sumber listrik.

Beras. 2. Foto perangkat jadi dengan antena mobil berupa sensor kapasitif
Penyesuaian tidak diperlukan jika rekomendasi dipatuhi dengan ketat. Mungkin, dengan opsi lain untuk sensor dan antena, node akan muncul dalam kualitas yang berbeda. Jika Anda bereksperimen dengan panjang kabel pelindung, panjang dan luas antena sensor E1 dan mengubah tegangan suplai node, Anda mungkin perlu menyesuaikan resistansi resistor R1 dalam rentang yang luas dari 0,1 hingga 100 MOhm. Untuk mengurangi sensitivitas unit, naikkan kapasitansi kapasitor C1. Jika ini tidak membuahkan hasil, resistor konstan dengan resistansi 5-10 MOhm dihubungkan secara paralel dengan C1.
Kapasitor non polar tipe C1 KM6. Resistor tetap R2 - MLT-0,25. Resistor R1 tipe BC-0,5, BC-1. Transistor VT1 diperlukan untuk memperkuat sinyal dari output elemen DD1.2. Tanpa transistor ini, kapsul HA1 terdengar lemah. Transistor VT1 dapat diganti dengan KT503, KT940, KT603, KT801 dengan indeks huruf apa saja -
Kapsul emitor HA1 dapat diganti dengan yang serupa dengan generator bawaan (34) dan arus operasi tidak lebih dari 50 mA, misalnya FMQ-2015B, KRKH-1212V dan sejenisnya.
Berkat penggunaan kapsul dengan generator internal, unit ini menunjukkan efek menarik - kapan pendekatan dekat orang ke sensor-antena E1, suara kapsulnya monoton, dan ketika seseorang menjauh (atau mendekat lebih jauh pada jarak lebih dari 1,5 m), kapsul menghasilkan suara yang stabil dan terputus-putus sesuai dengan perubahan dalam tingkat potensial pada keluaran elemen DD1.2.
Jika kapsul dengan generator interupsi bawaan (34), misalnya KPI-4332-12, digunakan sebagai HA1, suaranya akan menyerupai sirene pada jarak yang relatif jauh antara seseorang dari sensor antena dan sinyal terputus-putus dari sebuah kandang. alam pada pendekatan maksimal.
Beberapa kelemahan perangkat ini adalah kurangnya selektivitas “teman/musuh” - dengan demikian, node akan memberi sinyal pendekatan siapa pun ke E1, termasuk pemilik apartemen yang keluar “untuk membeli sepotong roti”.
Pengoperasian unit ini didasarkan pada gangguan listrik dan perubahan kapasitansi, yang paling berguna saat beroperasi di area perumahan besar dengan jaringan komunikasi listrik yang berkembang. Ada kemungkinan bahwa perangkat seperti itu tidak akan berguna di hutan, di lapangan, dan di mana pun di mana tidak ada komunikasi listrik dari jaringan penerangan 220 V. Ini adalah fitur perangkat tersebut.
Dengan bereksperimen dengan unit ini dan sirkuit mikro K561TL1 (meskipun dihidupkan secara normal), Anda dapat memperoleh pengalaman yang sangat berharga dan nyata, mudah diulang, tetapi pada intinya asli dan fitur fungsional perangkat elektronik.

Sensor gerak paling sering digunakan untuk menyalakan lampu saat Anda lewat atau berada di dekatnya. Dengan bantuannya, Anda dapat menghemat listrik dan tidak perlu mematikan saklar. Perangkat ini juga digunakan dalam sistem alarm untuk mendeteksi gangguan yang tidak diinginkan. Selain itu, mereka juga dapat ditemukan di jalur produksi, di mana mereka diperlukan untuk pelaksanaan tugas teknologi apa pun secara otomatis. Sensor gerak terkadang disebut sensor kehadiran.

Jenis sensor gerak

Sensor gerak dibedakan berdasarkan prinsip pengoperasiannya, pengoperasiannya, keakuratan pengoperasian, dan fitur penggunaannya bergantung pada hal ini. Masing-masing dari mereka memiliki kekuatan dan kelemahan. Harga akhir sensor tersebut juga tergantung pada desain dan jenis elemen yang digunakan.

Sensor gerak dapat dibuat dalam satu wadah atau wadah berbeda (unit kontrol terpisah dari sensor).

Kontak

Opsi sensor gerak paling sederhana adalah menggunakan atau. Sakelar buluh (kontak tertutup) adalah sakelar yang diaktifkan ketika medan magnet. Inti dari pekerjaannya adalah memasang limit switch dengan kontak yang biasanya terbuka atau saklar buluh pada pintu, ketika dibuka dan memasuki ruangan, kontak akan menutup, menyalakan relai, dan menyalakan lampu. Diagram seperti itu ditunjukkan di bawah ini.

Inframerah

Mereka dipicu oleh radiasi termal dan bereaksi terhadap perubahan suhu. Saat Anda memasuki bidang pandang sensor tersebut, sensor tersebut dipicu oleh radiasi termal dari tubuh Anda. Kerugian dari metode deteksi ini adalah hasil positif palsu. Radiasi termal melekat pada segala sesuatu yang ada disekitarnya. Berikut beberapa contohnya:

1. berdiri di ruangan dengan pemanas listrik, yang menyala dan mati secara berkala sesuai dengan pengatur waktu atau termostat. Saat pemanas dihidupkan, alarm palsu dapat terjadi. Anda dapat mencoba menghindarinya dengan mengatur sensitivitasnya dalam waktu lama dan hati-hati, serta mencoba mengarahkannya agar tidak ada pemanas yang berhadapan langsung.

2. Bila dipasang di luar ruangan, mungkin terpicu oleh hembusan angin hangat.

Secara keseluruhan sensor ini berfungsi dengan baik dan merupakan pilihan termurah. Sensor PIR digunakan sebagai elemen sensitif; sensor ini menciptakan medan listrik yang sebanding dengan radiasi termal.

Namun sensornya sendiri tidak memiliki arah yang lebar; lensa Fresnel dipasang di atasnya.

Akan lebih tepat untuk mengatakan - lensa multi-segmen, atau multilensa. Perhatikan jendela sensor seperti itu, itu dibagi menjadi beberapa bagian; ini adalah segmen lensa; mereka memfokuskan radiasi yang masuk ke dalam sinar sempit dan mengarahkannya ke area sensitif sensor. Akibatnya, berkas radiasi dari berbagai arah jatuh ke jendela penerima kecil sensor piroelektrik.

Untuk meningkatkan efisiensi deteksi gerakan, sensor ganda atau quad atau beberapa sensor terpisah dapat dipasang. Dengan demikian, bidang pandang perangkat meluas.

Berdasarkan hal di atas, perlu diperhatikan juga bahwa sensor tidak boleh terkena cahaya dari lampu, dan tidak boleh ada lampu pijar di bidang pandangnya, ini juga merupakan sumber radiasi IR yang kuat, maka pengoperasiannya sistem secara keseluruhan akan menjadi tidak stabil dan tidak terduga. Sinar IR tidak dapat menembus kaca dengan baik, sehingga tidak akan berfungsi jika Anda berjalan di balik jendela atau pintu kaca.

Ini adalah jenis sensor yang paling umum; Anda dapat membelinya atau merakitnya sendiri, jadi mari kita lihat desainnya secara detail.

Bagaimana cara merakit sensor gerak IR dengan tangan Anda sendiri?

Opsi paling umum adalah HC-SR501. Itu dapat dibeli di toko suku cadang radio, di Aliexpress, dan sering kali disertakan dalam kit Arduino. Dapat digunakan bersama dengan mikrokontroler atau secara mandiri. Ini adalah papan sirkuit tercetak dengan sirkuit mikro, kabel dan satu sensor PIR. Yang terakhir ditutupi dengan lensa, ada dua potensiometer di papan, salah satunya mengatur sensitivitas, dan yang kedua adalah waktu di mana sinyal hadir pada output sensor. Ketika gerakan terdeteksi, sinyal muncul di output dan berlangsung selama waktu yang ditentukan.

Ini ditenagai oleh tegangan 5 hingga 20 volt, beroperasi pada jarak 3 hingga 7 meter, dan sinyal keluaran berlangsung dari 5 hingga 300 detik, Anda dapat memperpanjang periode ini jika Anda menggunakan mikrokontroler atau relai penundaan waktu. Sudut pandangnya sekitar 120 derajat.

Foto menunjukkan unit sensor (kiri), lensa (kanan bawah), dan sisi belakang papan (kanan atas).

Mari kita lihat lebih dekat papannya. Ada elemen sensitif di sisi depannya. Di bagian belakang ada rangkaian mikro, kabelnya, di sebelah kanan ada dua resistor pemangkas, yang atas adalah waktu tunda sinyal, dan yang bawah adalah sensitivitas. Di bagian kanan bawah terdapat jumper untuk peralihan antara mode H dan L. Pada mode L, sensor menghasilkan sinyal keluaran hanya untuk jangka waktu yang ditentukan oleh potensiometer. Mode H menghasilkan sinyal saat Anda berada dalam jangkauan sensor, dan ketika Anda meninggalkannya, sinyal akan hilang setelah waktu yang ditentukan oleh potensiometer atas.

Jika ingin menggunakan sensor tanpa mikrokontroler, maka rakit rangkaian ini, semua elemen diberi label. Rangkaian ini ditenagai melalui kapasitor pemadaman, tegangan suplai dibatasi pada 12V menggunakan dioda zener. Ketika muncul sinyal positif pada keluaran sensor, relay P dihidupkan melalui transistor NPN (misalnya BC547, mje13001-9, KT815, KT817 dan lain-lain). Dapat digunakan relai otomotif atau lainnya dengan koil 12V.

Jika Anda perlu mengimplementasikan beberapa fungsi lain, Anda dapat menggunakannya bersama dengan mikrokontroler, misalnya. Di bawah ini adalah diagram koneksi dan kode program.

ultrasonik

Emitor beroperasi pada frekuensi tinggi - dari 20 kHz hingga 60 kHz. Hal ini menyebabkan satu masalah - hewan, seperti anjing, sensitif terhadap frekuensi ini, terlebih lagi, mereka digunakan untuk menakut-nakuti dan melatih mereka. Sensor semacam itu dapat mengganggu mereka dan menyebabkan masalah.

Sensor gerak ultrasonik beroperasi pada efek Doppler. Gelombang yang dipancarkan, dipantulkan dari suatu benda bergerak, kembali dan diterima oleh penerima, sedangkan panjang gelombang (frekuensi) sedikit berubah. Hal ini terdeteksi dan sensor menghasilkan sinyal yang digunakan untuk mengontrol relay atau triac dan mengalihkan beban.

Sensor memproses gerakan dengan baik, tetapi jika gerakannya sangat lambat, mungkin tidak berfungsi. Keuntungannya adalah tidak sensitif terhadap perubahan kondisi lingkungan.

Sensor laser atau foto

Mereka memiliki emitor (misalnya, LED IR) dan penerima (fotodioda dengan spektrum serupa). Ini adalah sensor sederhana dan dapat diimplementasikan dalam dua versi:

1. Emitor dan fotodioda dipasang pada saluran (area terkendali) yang saling berhadapan. Ketika Anda melewatinya, Anda memblokir radiasi dan tidak mencapai penerima, kemudian sensor dipicu dan relai dihidupkan. Ini juga dapat digunakan dalam sistem alarm.

2. Emitor dan fotodioda terletak bersebelahan, ketika Anda berada dalam jangkauan sensor, radiasi dipantulkan dari Anda dan mengenai fotodioda. Ini juga disebut sensor rintangan dan berhasil digunakan dalam robotika.

gelombang mikro

Ini juga terdiri dari pemancar dan penerima. Yang pertama menghasilkan sinyal frekuensi tinggi, yang kedua menerimanya. Saat Anda lewat di dekatnya, frekuensinya berubah. Penerima dikonfigurasi sedemikian rupa sehingga ketika frekuensi berubah, sinyal diperkuat dan ditransmisikan ke aktuator, seperti relai, dan beban dihidupkan.

Sensor gerak gelombang mikro sangat sensitif, memungkinkan Anda untuk “melihat” suatu objek bahkan di balik pintu atau di balik kaca, tetapi hal ini juga menyebabkan masalah alarm palsu ketika objek tersebut berada di luar jangkauan pandang yang diharapkan.

Ini adalah sensor yang cukup mahal, tetapi mereka merespons gerakan terkecil sekalipun.

Perangkat kapasitif bekerja dengan cara yang sama. Diagram seperti itu ditunjukkan di bawah ini.

Bagaimana cara menghubungkan sensor gerak?

Anda dapat menemukan opsi dan skema yang tak terhitung jumlahnya untuk menghubungkan sensor gerak tergantung pada kebutuhan Anda, terkadang Anda memerlukan sistem untuk dipicu ketika bergerak di tempat yang berbeda, misalnya, penerangan jalan dari rumah ke gerbang dan sebaliknya. , dalam kasus lain perlu menyalakan atau mematikan lampu secara paksa, dll. .d. Kami akan melihat beberapa opsi.

Biasanya sensor gerak memiliki tiga kabel atau tiga terminal untuk dihubungkan:

1. Fase yang akan datang.

2. Fase berangkat untuk memberi daya pada beban.

Jika Anda tidak memiliki daya sensor yang cukup, gunakan relai perantara dan. Untuk melakukan ini, alih-alih bola lampu di sirkuit di bawah ini, terminal koil dihubungkan.

Foto di bawah menunjukkan terminal yang terhubung dengan kabel listrik.

Kesimpulan

Menggunakan sensor gerak, meskipun kedengarannya, adalah sebuah langkah. Pertama, ini akan membantu menghemat energi dan umur lampu. Kedua, ini akan menghilangkan kebutuhan untuk selalu menekan tombol. Untuk penerangan luar ruangan pengaturan yang benar Anda bisa menyalakan lampunya saat sudah mendekati gerbang rumah.

Jika jarak dari gerbang ke rumah adalah 7-10, Anda dapat bertahan dengan satu sensor, maka Anda tidak perlu memasang kabel ke sensor kedua atau merakit sirkuit dengan sakelar pass-through.

Seperti yang telah disebutkan, sensor IR adalah yang paling umum; sensor ini cukup untuk tugas-tugas sederhana; jika Anda memerlukan sensitivitas atau akurasi yang lebih tinggi, lihat lebih dekat jenis sensor lainnya.

Saat ini, sensor kehadiran telah menjadi sangat populer untuk mendeteksi gerakan ketika seseorang bergerak di sekitar ruangan.

Saat menghubungkan perangkat tersebut ke perlengkapan pencahayaan, kamu akan menerima sistem otomatis dengan menyalakan lampu. Hampir semua orang dapat memasang sendiri sensor kehadiran untuk mendeteksi seseorang. Dan di sini diagram perakitan akan menjadi yang utama. Anda akan mempelajari segala sesuatu tentang proses perakitan dari artikel ini.

Prinsip operasi

Hal pertama yang perlu Anda ketahui kapan perakitan mandiri alat tersebut adalah prinsip operasinya.
Memperhatikan! Banyak orang mengacaukan perangkat tersebut dengan sensor gerak. Tapi ini adalah model yang berbeda.
Prinsip pengoperasian perangkat ini didasarkan pada respons sensor terhadap lokasi seseorang atau hewan besar. Pengoperasian perangkat didasarkan pada efek Doppler - perubahan panjang gelombang dan frekuensi. Perubahan ini dicatat oleh sensor dan dikirimkan ke perangkat untuk selanjutnya menyalakan pencahayaan atau sinyal suara. Selain itu, sinyal sampai ke sensor terlepas dari apakah benda bergerak atau tetap tidak bergerak. Perangkat ini dilengkapi dengan antena dan generator. Tanpa adanya sinyal antena reflektif, perangkat berada dalam mode tidur. Diagram operasi ditunjukkan di bawah ini.

Saat menyambungkan perangkat ke sumber cahaya, dalam situasi di mana benda apa pun muncul wilayah kerja lampu diaktifkan. Pada saat yang sama, untuk menyalakan lampu seperti itu, tidak perlu ada gerakan (walaupun sedikit).

Di mana itu digunakan?

Sensor kehadiran saat ini aktif digunakan di bidang berikut:

sistem " rumah pintar» untuk menyalakan lampu dalam mode otomatis (diagram koneksi ditunjukkan di bawah). Dalam situasi ini, hal ini memungkinkan Anda menghemat konsumsi listrik secara signifikan;

Diagram koneksi

sistem keamanan;
robotika;
berbagai jalur produksi;
sistem pengawasan video;
untuk mengontrol konsumsi listrik, dll.

Selain itu, mainan interaktif yang dilengkapi perangkat serupa semakin banyak bermunculan. Namun dalam kebanyakan kasus, ketika perangkat bereaksi, tidak perlu menyalakan lampu. Produk tersebut dapat merespons suhu, ultrasound, berat benda, dan banyak parameter lainnya. Pencahayaan tidak menyala di sini. Perangkat bereaksi, misalnya dengan menyalakan suara atau mengirimkan sinyal ke perangkat portabel perangkat seluler(untuk model modern).
Perkembangan seperti ini sangat diperlukan dalam sistem keamanan. Namun tidak semua orang mampu membeli perangkat semacam itu. Harganya cukup mahal dan mungkin tidak terjangkau. Oleh karena itu, beberapa orang membuat perangkat tersebut dengan tangan mereka sendiri.

Mari kita mulai merakit

Untuk merakit sensor, Anda memerlukan diagram di bawah ini.

Selain itu, Anda memerlukan:

generator gelombang mikro;
transistor KT371 (KT368), yang harus diperkuat terlebih dahulu dengan KT3102;
pembanding;
sirkuit mikro K554CA3.

Semua komponen yang diperlukan untuk perakitan dapat ditemukan di pasar radio atau di toko elektronik khusus.
Menurut diagram ini, elemen-elemen di atas perlu dirakit dan disolder.
Berdasarkan diagram di atas, sensor akan bekerja seperti ini:

generator menghasilkan sinyal gelombang mikro;
kemudian ditransmisikan ke antena cambuk;
kemudian sinyal tersebut dipantulkan dari suatu benda yang bergerak dalam daerah yang dikendalikan;
akibatnya adalah pergeseran frekuensi;
kemudian dikembalikan ke antena dan generator gelombang mikro.

Pada tahap ini ia akan beroperasi sebagai penerima konversi langsung. Hal ini disebabkan sinyal yang diterima diubah menjadi infrasonik (frekuensi rendah).
Setelah konversi sinyal, hal berikut terjadi:

sekarang getaran frekuensi rendah yang sudah diterima, mencapai pra-penguat, diperkuat;
mereka kemudian ditransmisikan ke komparator dan diubah menjadi pulsa (persegi panjang).

Jika sinyal tidak dipantulkan, maka diperoleh tegangan tingkat tinggi pada keluaran komparator.
Kapasitor pemangkas diperlukan untuk mengatur frekuensi. Itu harus sama dengan frekuensi resonansi antena.

Memperhatikan! Parameter ini harus dipilih sesuai dengan sensitivitas maksimum sensor.

Dari sudut pandang desain, perangkat harus dirancang sirkuit tercetak, terbuat dari fiberglass. Papan harus diletakkan di atas kotak plastik.

Sirkuit tercetak (contoh)

Anda dapat menggunakan sepotong kawat kaku sebagai antena. Untuk pembuatannya, lebih baik memilih kawat tembaga. Kami menyoldernya ke bantalan kontak papan yang dihasilkan. Output antena dilakukan melalui output pada housing. Para ahli merekomendasikan menempatkan antena secara vertikal.
Ingatlah bahwa benda pelindung apa pun tidak boleh diletakkan di dekat sensor yang dirakit sendiri. Selain itu, Anda harus tahu bahwa agar produk yang disolder berfungsi normal, kabel umumnya harus memiliki sambungan kapasitif ke ground.

Tahap akhir

Setelah Anda memasang perangkat ringkas, perangkat tersebut harus ditangguhkan di dalam pintu, sedekat mungkin dengan gagang pintu Dan kunci pintu. Produk juga dapat ditempatkan di tempat lain. Yang utama adalah itu daerah yang dikendalikan sudah cukup.
Selama pemasangan, perlu dipastikan bahwa panjang konduktor dan kabel elemen minimal. Ini akan menghindari gangguan yang dapat menyebabkan perangkat tidak berfungsi dengan baik.
Dengan mengikuti instruksi dan diagram yang diberikan, relatif mudah untuk merakit sensor kehadiran dengan tangan Anda sendiri. Hal utama adalah memasang semua komponen dalam urutan yang benar.

Memilih sensor otonom yang tepat untuk mengemudi dengan sirene Review dan pemasangan remote control untuk kontrol cahaya radio

Trik apa yang digunakan pemilik untuk melindungi propertinya! Mulai dari gembok paling sederhana seukuran batu bata yang bagus(di Utara mereka bahkan menggunakan... perangkap serigala!) hingga sistem alarm modern dengan peralatan elektronik yang canggih. Keamanan elektronik sering kali didasarkan pada fakta bahwa penjahat entah bagaimana akan menyerahkan dirinya dan mengirimkan informasi tentang penampilannya. Bisa jadi itu adalah suara langkah kaki - “telinga” elektronik akan langsung bereaksi dan memberi sinyal bahaya. Ada sistem keamanan yang merespons radiasi manusia, yang komposisi spektralnya sangat berbeda dari latar belakang utama. Tapi penjahatnya tidak tidur, berusaha luput dari perhatian ketika melakukan perbuatan kotornya - pakaian kamuflase khusus dan segala macam perangkat cerdik muncul.

Sementara itu, ada sistem proteksi yang benar-benar andal. Itu disesuaikan dengan bidang fisik seseorang, di mana alam itu sendiri mengecualikan kemungkinan adanya hambatan. Ini adalah medan gravitasi yang dimiliki setiap benda bermassa. Gravitasi adalah gravitasi (tarikan), interaksi universal antara semua jenis materi fisik (materi biasa, medan fisik apa pun), seperti yang dinyatakan dalam hukum ketiga Isaac Newton.

Prinsip ini menjadi dasar perangkat. penemu terkenal Sh. Gaya gravitasi dapat diabaikan. Katakanlah, gaya tarik-menarik timbal balik antara dua benda yang terletak pada jarak satu meter satu sama lain dan masing-masing berbobot satu ton hanya sekitar 0,006 g. Mereka hanya dapat diamati dengan bantuan perangkat besar yang hanya digunakan di planetarium. Perangkat S. Lifshitz kecil, kompak, sangat mudah dibuat dan cerdik, seperti segala sesuatu yang cerdik. Basisnya adalah bejana transparan yang direkatkan dari kaca plexiglass. Di dalamnya ada sekat yang membaginya secara simetris menjadi setengah tingginya dan keluar. Dua tabung dengan penampang 1 meter persegi dipasang di kedua sisi partisi. mm. Di sisi bejana ada dua tabung pendek dengan keran. Semua koneksi perangkat disegel.

Kapal ditempatkan di atas meja atau pada platform tetap. Setetes cairan berwarna dimasukkan ke dalam tabung kecil. Kedua tetes tersebut harus berada pada level yang sama. Setelah itu, bejana diisi dengan air melalui tabung pendek hingga tingkat di mana bagian bawah partisi terendam seluruhnya dalam cairan, dan lapisan udara 2 - 3 mm tersisa sebelum tutup bejana. Keran telah ditutup dan perangkat siap digunakan. Jika seseorang sekarang mendekati salah satu ujungnya, sebagian cairan, di bawah pengaruh gaya gravitasi, akan berpindah dari separuh bejana ke separuh bejana lainnya - ke separuh bejana yang didekatinya. Dan karena pergerakan zat cair di bagian-bagian bejana yang terpisah berhubungan dengan pergerakan celah udara, maka tetesan berwarna pada tabung kecil juga akan bergerak. Mengeluarkan seseorang dari perangkat akan menyebabkan efek sebaliknya - membalikkan perpindahan tetesan. Ada demonstrasi efek gravitasi.

Jika Anda membawa beban ke perangkat, penurunan di kapiler kiri akan naik, dan di kapiler kanan akan turun

Sekarang bisakah Anda menebak kemana tujuan kita dengan ini? Kita hanya perlu sedikit memperbaiki perangkat kita agar otomatis memberikan sinyal ketika ada orang yang mendekatinya. Ada banyak pilihan di sini. Tetesan berwarna yang bergerak dapat menghalangi berkas cahaya dan menyebabkan fotosel menyala dan menyalakan sirene.

Lihatlah gambarnya dan Anda akan lebih memahami mekanisme kerja penjaga tersebut. Perangkat berfungsi jika dipasang di balik pintu brankas lapis baja atau di balik tebal dinding beton- tidak ada hambatan gravitasi. Dengan kata lain, perangkat keamanan tersebut adalah yang paling dapat diandalkan.

Alat tersebut secara otomatis akan membunyikan sinyal ketika seseorang mendekatinya.