IR қозғалыс сенсоры

Біздің өмірімізге енген жаңалықтардың бірі, оның ауқымы кең, сондықтан ол «қызық» болудан қалып, барлық жерде қолданыла бастады. Әрине, адамдар бұл құрылғыға қызығушылық танытады. Мен бұл тақырыпты өздері айтқандай, қосу да, азайту да жоқ, егжей-тегжейлі жазған автордың басылымын таптым.

назарларыңызға ұсынамын «Радиоаматор» журналының мақаласы автор Н.П. Власюк, Киев қаласы.

Пассивті инфрақызыл қозғалыс сенсоры

~220 В қуат алатын пассивті инфрақызыл қозғалыс сенсоры галогендік прожектормен бірге жеткізіледі және бір құрылғы ретінде жасалған. Оны пассивті деп атайды, өйткені ол басқарылатын аймақты инфрақызыл сәулемен жарықтандырмайды, бірақ оның инфрақызыл фон сәулесін пайдаланады, сондықтан мүлдем зиянсыз.

ИҚ сенсорының мақсаты және практикалық қолданылуы

Сенсор қозғалыстағы объект басқару аймағына кірген кезде жүктемені, мысалы, прожекторды автоматты түрде қосуға арналған және объект аймақтан шыққаннан кейін оны өшіреді. Ол үйлердің қасбеттерін, шаруашылық аулаларын, құрылыс алаңдарын және т.б.

1VY7015 моделінің PIR сенсорының техникалық деректері

Сенсордың және бүкіл құрылғының қоректендіру кернеуі ~220 В, қауіпсіздік режимінде сенсордың өзінің ток тұтынуы 0,021 А, бұл 4,62 Вт қуат тұтынуына сәйкес келеді. Әрине, 150 немесе 500 Вт галогендік шамды қосқанда, қуат тұтынуы сәйкесінше артады. Қозғалатын объектіні анықтаудың максималды радиусы (датчиктің алдында) 12 м, көлденең жазықтықтағы сезімталдық аймағы 120...180 0, реттелетін жарықтандыру кідірісі (объект басқару аймағынан шыққаннан кейін) 5...10 с-тан 10-ға дейін ... 15 мин. Рұқсат етілген жұмыс температурасы диапазоны -10…+40°С. Рұқсат етілген ылғалдылық 93% дейін.

IR сенсоры келесі режимдердің бірінде болуы мүмкін. «Қауіпсіздік режимі», онда ол басқарылатын аумақты «қырағы» бақылайды және кез келген уақытта атқарушы реле (жүктеме) қосуға дайын. «Дабыл режимі», онда сенсор атқарушы реле арқылы жүктемені қосады, өйткені қозғалатын объект оның басқарылатын аймағына кірді. «Ұйқы режимі», онда сенсор күндіз қосулы күйде (ток астында) бола отырып, сыртқы тітіркендіргіштерге жауап бермейді, ал ымырт (қараңғылық) басталуымен автоматты түрде «Қауіпсіздік режиміне» ауысады. Бұл режим күндізгі уақытта жарықтандыруды қосуды болдырмауға арналған. Қуат берілгеннен кейін сенсор «Дабыл режимінде» басталады, содан кейін «Қауіпсіздік режиміне» өтеді.

Ұқсас сенсорлар бөлек сатылады. Олар жинаққа (датчигі бар прожектор) қарағанда әлдеқайда кеңірек қолданылады және қуат беру режиміне сәйкес олар ~220 В немесе = 12 В кернеуге арналған.

Пассивті инфрақызыл сенсордың жұмыс принципі

Бақыланатын аймақтың фондық инфрақызыл сәулеленуі алдыңғы әйнек (линза) арқылы инфрақызыл сәулелерге сезімтал фототранзисторға бағытталған. Одан келетін төмен кернеу сенсор тізбегіне кіретін микросұлбаның операциялық күшейткіштері (оп-ампер) көмегімен күшейтіледі. Қалыпты жағдайда электромеханикалық жүктемені ауыстырып-қосқыш релесі токтан ажыратылады. Басқарылатын аймақта қозғалатын объект пайда болғаннан кейін фототранзистордың жарықтандыруы өзгереді және ол оп-ампердің кірісіне өзгерген кернеуді шығарады. Күшейтілген сигнал тізбекті теңгерімнен шығарады, жарықтандыру шамы сияқты жүктемені қосатын релені іске қосады. Нысан аймақтан шыққаннан кейін шам электронды уақыт релесінің белгіленген уақытына байланысты біраз уақыт жануды жалғастырады, содан кейін бастапқы күйіне - «Қауіпсіздік режиміне» өтеді.

1VY7015 пассивті инфрақызыл сенсор моделінің принципиалды диаграммасы 1-суретте көрсетілген.

Ұқсас 1 2 В IR сенсорларымен салыстырғанда, бұл модельдің схемасы қарапайым. Ол электр схемасына сәйкес сызылады. Өндірушілер электр схемасында барлық радио элементтерді көрсетпегендіктен, автор мұны өзі жасауға мәжбүр болды. 80x68 мм өлшемді тақтада орнатылған радиоэлементтер CHIP элементтерін қолданбай орналастырылады.

Электр сызбасының негізгі радиоэлементтерінің мақсаты

1. Датчиктің қоректену блогы трансформаторсыз, қуаты 0,33 мкФ × 400 В сөндіргіш конденсатор С2 көмегімен жасалған. Түзеткіш көпірден кейін стабилдік диод ZD (1 N4749) 25 В кернеуді орнатады, ол K1 релесінің орамына қуат беріңіз, ал тұрақтандырғыш DA1 (78L08 ) 25 В-тан 8 В тұрақтандырады, ол LM324 чипін және тұтастай алғанда бүкіл тізбекті қуаттандыру үшін қолданылады. C4 конденсаторы тегістейтін конденсатор болып табылады, ал SZ сенсорды жоғары жиілікті кедергілерден қорғайды.

2. Үш терминалды инфрақызыл фототранзистор PIR D203C сенсордың «байқағыш көзі», оның негізгі элементі болып табылады, ол басқарылатын аймақтың инфрақызыл фоны тез өзгерген кезде атқарушы релені қосуға «команда» береді. R15 резисторы арқылы +8 В қуат алады. C13 конденсаторы тегістейтін конденсатор, ал C12 фототранзисторды жоғары жиілікті кедергілерден қорғайды.

3. LM324N чипі (нарықтық құны $0,1) - сенсордың негізгі күшейткіші. Ол датчик тізбегі (R7, C6; D1, D2; R21, D3 радиоэлементтер) арқылы тізбектей жалғанған (4-3-2-1) 4 оп-амперден тұрады, бұл өндірілген сигналдың жоғары күшейтілуін қамтамасыз етеді. IR фототранзисторы және бүкіл сенсордың жоғары сезімталдығы арқылы. Ол 8 В кернеуімен қоректенеді («плюс» - 4 түйреуіш, «минус» - 11 істікше).

4. LS-T73 SHD-24VDC-F-A үлгісіндегі K1 электромеханикалық релесінің мақсаты - жүктемені қосу, дәлірек айтсақ, оған ~220 В кернеу реле орамына VT1 транзисторымен беріледі . Реле орамасының номиналды жұмыс кернеуі 24 В, ал оның контактілері корпустағы жазуға сәйкес ~ 240 В кезінде 10 А токқа мүмкіндік береді, бұл осындай шағын өлшемді реленің ауысу мүмкіндігіне күмән тудырады. жүктеме 2400 Вт. Шетелдік өндірушілер көбінесе радиоэлементтерінің параметрлерін асыра бағалайды.

5. SS9014 немесе 2SC511 типті VT1 транзисторы. Негізгі шекті параметрлер: Uke.max=45 В, lk.max=0,1 A. К1 релесін оның негізіндегі кернеу коэффициенттеріне (LM324N 1 түйреуіш және VT2 коллекторы) байланысты қосу/өшіруді қамтамасыз етеді.

6. Көпір (R5, R6, R7, VR2, CDS фоторезисторы) VT2 транзисторы (SS9014, 2SC511) сенсордың екі жұмыс режимінің бірін орнатуға арналған: «Қауіпсіздік режимі» немесе «Ұйқы режимі». Қажетті режим CDS фоторезисторының жарықтандырылуымен қамтамасыз етіледі (бұл оның кедергісі жарықтандыруға байланысты өзгеретіндіктен, сенсорға VR2 (DAY LIGHT) айнымалы резистор сырғытпасының позициясы бойынша күндізгі немесе түнді көрсетеді). Сонымен, айнымалы резистор сырғытпасы «Күндіз» күйінде болғанда, сенсор күндіз және түнде жұмыс істейді, ал «Түн» күйінде - тек түнде, ал күндіз ол «ұйқы» режимінде болады.

7. Реттелетін электрондық уақыт релесі (C14, R22 VR1) объект басқарылатын аймақтан шыққаннан кейін 5...10 с-тан 10...15 минутқа дейін жарық шамын өшіру уақытының кідірісін қамтамасыз етеді. Реттеу қамтамасыз етілген

айнымалы резистор TIME VR1.

8. SENS VR3 айнымалы резисторы №3 операциялық күшейткіштегі теріс кері байланыс тереңдігін өзгерту арқылы сенсордың сезімталдығын реттейді.

9. R1C1 демпфер тізбегі галогендік шамды қосу/өшіру кезінде пайда болатын кернеудің жоғарылауын сіңіреді.

10. Қалған радиоэлементтер (мысалы, R16-R20 R11, R12 және т.б.) LM324N микросхемасының оп-ампасының қалыпты жұмысын қамтамасыз етеді.

Инфрақызыл сенсорды жөндеуді бастаған кезде оның барлық радиоэлементтері өмірге қауіп төндіретін фазалық кернеу астында екенін есте ұстаған жөн. Мұндай құрылғыларды жөндеу кезінде оларды оқшаулағыш трансформатор арқылы қосу ұсынылады. Сенсор сенімді жұмыс істейді және сирек жөндеуді қажет етеді, бірақ ол зақымдалған болса, жөндеу оның схемасын сыртқы тексеруден басталады. Зақым табылмаса, қуат көзінің шығыс кернеулерін тексеру керек (25 және 8 В). Электрмен жабдықтау құрылғысы және тізбектің кез келген басқа элементі (микросұлба, транзисторлар, тұрақтандырғыштар, конденсаторлар, резисторлар) қоректендіру желісіндегі кернеудің жоғарылауы немесе найзағай соғуы салдарынан істен шығуы мүмкін және олардан қорғау, өкінішке орай, электр тізбегінде қарастырылмаған. сенсорлық тізбек. Сынақшы микросұлбадан басқа барлық осы элементтердің жұмысқа жарамдылығын тексере алады. Микросұлбаны, егер ол жұмыс істемейді деп күдіктенсе, ауыстыруға болады. Датчиктегі әлсіз сілтеме K1 релесінің контактілері болуы мүмкін, өйткені олар галогендік шамның маңызды кіріс токтарын ауыстырады, олардың өнімділігі сынаушымен тексеріледі;

IR сенсорын орнату сенсордың төменгі жағында орналасқан үш реттеу резисторын дұрыс орнатудан тұрады (Cурет 2).

Бұл резисторлар нені реттейді?

УАҚЫТ - галогендік шамды қосуға себеп болған объект басқарылатын аймақтан кеткеннен кейін оны өшірудің кешігу уақытын реттейді. Реттеу диапазоны 5...10 с бастап 10...15 мин.

DAY LIGHT - сенсорды күндізгі уақытта «Қауіпсіздік режиміне» немесе «Ұйқы режиміне» орнатады. Физикалық тұрғыдан алғанда, айнымалы резистор сырғытпасының позициясы сенсордың белгілі бір жарық жағдайларында жұмыс істеуіне мүмкіндік береді немесе тыйым салады. Реттелетін жарық диапазоны 30 люкс. Сонымен, реттегіш сағат тіліне қарсы бұрылса («ай» белгісіне орнатылған), онда сенсор тек қараңғыда жұмыс істейді, ал күндіз «ұйықтайды». Егер сіз оны сағат тіліне қарсы экстремалды күйге («кішкентай күн» белгісі) бұрсаңыз, сенсор күндіз де, түнде де жұмыс істейді, яғни. күні бойы. Осы мәндер арасындағы аралық күйде сенсор ымырт кезінде «Қауіпсіздік режиміне» ауыса алады. Сенсор жоғарыда көрсетілген режимдердің біріне автоматты түрде ауысады.

SENS - сенсордың сезімталдығын реттейді, яғни. басқарылатын аймақтың үлкенірек немесе кішірек аумағын (немесе ауқымын) орнатады.

ИҚ сенсорының кемшіліктері

~220 В IR сенсорының кемшіліктері оның жалған дабылдары болып табылады. Бұл бақыланатын аумақта орналасқан ағаштардың немесе бұталардың бұтақтары қозғалған кезде орын алады; өтіп бара жатқан көліктен, дәлірек айтқанда, оның қозғалтқышының қызуынан; өзгермелі жылу көзінен, егер ол сенсордың астында орналасса; желдің екпіні салдарынан температураның күрт өзгеруінен; жануарлардың (иттер, мысықтар) өтуінен найзағай мен автомобиль фараларынан; Қуат көзі жыпылықтаған кезде сенсор іске қосылады және шам біраз уақыт жануды жалғастырады. Жоғарыда сипатталған сенсордың кемшіліктері оның ~220 В кернеуі болмаған кезде жұмыс істемейтін күйін қамтиды. Сенсордың орнын өзгерту арқылы жалған дабылдардың санын азайтуға болады.

Алдыңғы әйнектің мақсаты - инфрақызыл сенсордың линзасы. Бақыланатын аумақты 120° және тіпті 180° басқаруға дейін кеңейту үшін сенсор линзасы жартылай шеңберлі немесе сфералық етіп жасалады. Оны жасау (құю) кезінде оның ішкі жағында көптеген тікбұрышты линзалар қарастырылған. Олар бақыланатын секторды шағын аудандарға бөледі. Әрбір линза өз бөлімінен инфрақызыл сәулеленуді фототранзистордың ортасына бағыттайды. Бақыланатын аймақты бөліктерге бөлу басқарылатын аймақтың желдеткіш пішінді болуына әкеледі (3-сурет).

Нәтижесінде сенсор зиянкесті тек қара аймақта «көреді», ал ақ аймақта ол «соқыр» болады. Бұл аймақтар, линзалардың саны мен өлшеміне байланысты, дизайнерлер көрсеткен конфигурацияға ие. Микропроцессорларды қолдану осы сенсорлардың жоғарыда сипатталған бірқатар кемшіліктерін жоюға мүмкіндік береді. Объектив IR сенсорының ең маңызды элементі болып табылады. Бұл сенсордың көлденең және тігінен қаншалықты кең «көретініне» байланысты. Кейбір IR сенсорларында белгілі бір тапсырма үшін бақыланатын аумақты жасайтын ауыстырылатын линзалар бар. Линзаның әйнегі бүтін болуы керек (сынбаған), әйтпесе оның басқарылатын аймағының конфигурациясы болжау мүмкін емес.

1.Әртүрлі бөлмелерді жарықтандыру, яғни. подъездерде, қоймаларда, пәтерлерде (үйлерде), ферма аулаларында және фермаларда жарықтандыруды автоматты түрде қосу/өшіру. Мұны істеу үшін жағдайға байланысты сіз жоғарыда сипатталған прожекторлары бар ИК сенсорларының жиынтықтарын немесе бөлек сатылатын сенсорларды пайдалана аласыз. Жинақты 2,5...4,5 м биіктіктегі қозғалмайтын заттарға орнатыңыз (Cурет 4).

Бөлек сатылатын пассивті инфрақызыл сенсорлар ~220 В немесе +12 В қуат көзіне арналған. сондықтан оларға электр шамдарын қосу оңай .

Мұндай сенсордың нұсқаларының бірі АҚШ 1009 моделі 6-суретте көрсетілген.

Онда тек екі реттеу резисторы бар: объект бақыланатын аймақтан шыққаннан кейін жүктемені өшіру уақытын реттейтін Уақытты кешіктіру және сенсордың күндізгі уақытта жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін немесе тыйым салатын Light Control. Максималды рұқсат етілген жүктеме - 1200 Вт. Бақыланатын аумақтың көру бұрышы 180°, ал оның максималды ұзындығы 12 м.

Сенсордан желіні және жүктемені қосуға арналған үш түсті сым шығады. 7-суретте

мұндай сенсорды бөлек ~220 В шамға қосу схемасын көрсетеді, оны үстел шамы ретінде де пайдалануға болады.

Датчикті үйдің (пәтердің) қолданыстағы электр сымдарына қосқанда, яғни. Қазірдің өзінде орнатылған шамдар мен ажыратқыштар үшін сенсордың жалпы сымын дұрыс табу және оны электр сымымен біріктіру маңызды. 8, a, b-суретте сенсорды қосқанға дейін және оны қосқаннан кейінгі электр сымдарының бөлігінің диаграммалары көрсетілген.

Үйдің кіреберісін жарықтандыру үшін сенсорды пайдалансаңыз, сенсордың өзін шамның жанына орнатқан дұрыс.

Жарықтандыру тізбектерінде ИК сенсорларын пайдалану энергияны айтарлықтай үнемдейді және олар автоматты түрде қосу/өшіру кезінде ыңғайлылық тудырады.

2. Пәтерлерде және үйлерде жарықтандыруды автоматты түрде қосу. Мұндай жағдайда сенсорды үстел шамына бейімдеген дұрыс, сондықтан оны қажет емес кезде оңай өшіруге болады.

3. Қонақтардың келгенін үй иесіне хабарлау. Бұл жағдайда сенсорды қоршау қақпасына немесе оның жанындағы кеңістікке бағыттау керек және дыбысты хабарлау үшін ~220 В қуат беретін қоңырауды немесе басқа дыбыс детекторын пайдаланыңыз.

4. Шаруашылық ауласын, гаражды, ферманы, кеңсені, пәтерді күзету. Осы мақсатта сіз жоғарыда сипатталған, ~220 В қуатпен жұмыс істейтін арзан IR сенсорларын да пайдалана аласыз. Дегенмен, мұндай сенсорлардың үлкен кемшілігі бар: желі сөніп қалса, олар жұмыс істемейді, сондықтан олар тек маңызды емес объектілерді қорғау үшін қолданылады. . +12 В-тан қуат алатын IR сенсорларында мұндай кемшіліктер жоқ, өйткені олар батареялардан резервтік қуатпен оңай қамтамасыз етіледі. Осы мақсатта қабырғаға бекітілген шағын қабылдау және басқару құрылғысы (RCD) әзірленді. Онда қуат көзі, 12 В 4 Ah немесе 7 Ah батареялары және электрондық компоненттер бар. Қорғалатын объектінің барлық сенсорлары бір басқару пультіне қосылған, ол оларды сенімді қоректендірумен қамтамасыз етеді, олардан дабыл сигналдарын қабылдайды және оларды қауіпсіздікке жібереді. Қауіпсіздік болмаған жағдайда басқару тақтасына күшті дыбыстық сирена қосуға болады, ол зиянкестерді қорқытады. Осылайша, маңызды объектілерді қорғау үшін 12 В IR сенсорлары бар басқару панелінің жинақтарын пайдалану керек, олардың арасында стандартты 4 сымды кабель тартылады (12 В қуат үшін екі сым, дабыл сигналы үшін). Сыртқы реттеу резисторлары +12 В IR сенсорларында орнатылмаған, өйткені олардың кейбір функциялары басқару панелінің құрылғысының «электрондық толтыруына» беріледі.

Аулаңызды қорғау үшін IR сенсорлары байқалмайтындай етіп орнатылуы керек, әйтпесе олар зақымдалуы мүмкін. Ол үшін ИК сенсорларын үй ішіндегі терезелердің қасына орнатуға болады, олардың объективтерін қорғалған объектілерге бағыттауға болады. Пәтерлер мен кеңселерді қорғау үшін бөлмелердің бұрыштарында ИК сенсорлары орнатылады, ал гараждар мен фермаларды қорғау үшін олардың линзалары кіреберіс қақпасына бағытталған.

Жоғарыда айтылғандай, ~220 В және 12 В үшін арзан IR сенсорларының бірқатар кемшіліктері бар, мысалы, иттер, мысықтар немесе тышқандар өткенде сенсорды іске қосу. Бұл құбылысты жою үшін терезе төсенішіне үй ішіне ИК сенсорын орнату, оны аулаға бағыттау және оның алдына қорғаныс экранын қою қажет (9-сурет).

Бұл жағдайда жер мен ИК сенсорының түсіру аймағы арасында «соқыр аймақ» пайда болады, онда сенсор кішкентай зиянкестерге жауап бермейді, бірақ ол өтіп бара жатқан адамға жауап береді, өйткені адамның биіктігі одан жоғары. аймақ.

Жаңа 12 В датчиктерінде дизайнерлер сенсордың схемасы мен дизайнын қиындата отырып, бұл кемшілікті жойды. Осылайша, Crow SRX-1100 израильдік IR сенсорында микропроцессор қосылды және микротолқынды радиоэмиттер орнатылды, ол зиянкестің өлшемін анықтайды, оны белгіленген шектермен салыстырады және дабылға пәрмен беру немесе бермеу туралы шешім қабылдайды.

Жапонияның және басқа елдердің дизайнерлері бұл мәселені басқаша шешті. Олар әйнек линзаларының фокустау нүктесіне қатысты фототранзистормен жоғары немесе төмен электронды тақтаның орын ауыстыруын (ИК-датчигі ішінде) қамтамасыз етті. Нәтижесінде жерге жақын қара сезімтал сегменттер кесіліп, жерге жақын жерде «соқыр аймақ» орнатылады, онда сенсор кішкентай жануарларды «көрмейді». Соқыр нүктенің биіктігін электронды тақтаның бірдей жылжуымен реттеуге болады. Инфрақызыл сенсорлардың кішкентай жануарлардың өтуіне жауап беруін болдырмаудың басқа жолдары бар. ИҚ сенсоры найзағай немесе көлік фараларымен жарықтандырылған кезде іске қосылуы мәселесі шешілді. Әрине, бұл жақсартулардың барлығы пассивті IR сенсорларын қымбаттатады, бірақ олар қауіпсіздіктің сенімділігін арттырады.

Қауіпсіздік детекторларының кең таңдауының ішінде инфрақызыл қозғалыс сенсоры ең көп таралған құрылғы болып табылады. Қолжетімді баға мен тиімділік - оларды танымал еткен қасиеттер. Мұның бәрі инфрақызыл сәулеленудің ХІХ ғасырдың басында ашылғанының арқасында.

Ол 0,74-2000 микрон диапазонында көрінетін қызыл жарық шегінен тыс жатыр. Заттардың оптикалық қасиеттері әр түрлі және сәулелену түріне байланысты. Судың кішкене қабаты инфрақызыл сәулелену үшін мөлдір емес. Күннің инфрақызыл сәулелері барлық шығарылатын энергияның 50 пайызын құрайды.

Қолдану саласы

Инфрақызыл қозғалыс сенсорлары қауіпсіздік үшін ұзақ уақыт бойы қолданылған. Олар үй-жайдағы жылы заттардың қозғалысын жазып алып, басқару пультіне дабыл сигналын берді. Олар бейнекамералар мен камералармен біріктіріле бастады. Бұзушылық орын алған кезде оқиға тіркелді. Содан кейін қолдану аясы кеңейді. Зоологтар зерттелетін жануарларды бақылау үшін камералық қақпандарды қолдана бастады.

Ең бастысы, инфрақызыл сенсорлар ақылды үй жүйелерінде қолданылады, онда олар қатысу сенсорының рөлін атқарады. Жылы қанды зат құрылғының ауқымына кіргенде, үй ішінде немесе сыртта жарықтандыруды қосады. Бұл электр қуатын үнемдейді және адамдардың өмірін жеңілдетеді.

Қол жеткізуді басқару жүйелерінде қозғалыс детекторлары қоғамдық ғимараттардағы есіктердің ашылуы мен жабылуын басқарады. Сарапшылардың пікірінше, ИК сенсорлар нарығы алдағы 3-5 жылда жыл сайын 20%-ға өседі.

ИҚ қозғалыс сенсорының жұмыс принципі

ИҚ детекторының жұмысы белгілі бір аумақтың инфрақызыл сәулеленуін бақылау, оны фондық деңгеймен салыстыру және талдау нәтижелері бойынша хабарлама шығару болып табылады.

Қауіпсіздік үшін IR қозғалыс сенсорлары сенсорлардың белсенді және пассивті түрлерін пайдаланады. Біріншісі басқару үшін өзінің таратқышын пайдаланады, құрылғының қамту аймағындағы барлығын сәулелендіреді. Қабылдағыш ИК-сәулеленудің шағылысқан бөлігін қабылдайды және оның сипаттамаларына сүйене отырып, қауіпсіздік аймағының бұзылғанын немесе бұзылмағанын анықтайды. Белсенді датчиктер біріктірілген типті, қабылдау және жіберу блоктары бөлінген кезде бұл объектінің периметрін бақылайтын детекторлар; Олар пассивті құрылғылармен салыстырғанда ұзағырақ диапазонға ие.

Пассивті инфрақызыл қозғалыс сенсорында эмитент жоқ, ол қоршаған инфрақызыл сәулеленудің өзгеруіне жауап береді. Жалпы алғанда, детекторда инфрақызыл сәулеленуді анықтауға қабілетті екі сезімтал элемент бар. Сенсорлардың алдында кеңістікті бірнеше ондаған аймақтарға бөлетін Fresnel линзасы орнатылған.

Кішкентай линза ғарыштың белгілі бір аймағынан радиацияны жинайды және оны оның сезімтал элементіне жібереді. Көрші аймақты басқаратын көрші линза екінші сенсорға сәуле ағынын жібереді. Көрші аудандардан келетін радиация шамамен бірдей. Тепе-теңдік бұзылса немесе белгілі бір шекті мән асып кетсе, құрылғы қауіпсіздік аймағының бұзылғаны туралы басқару тақтасына хабарлайды.

ИҚ сенсорының тізбегі

Әрбір өндірушінің бірегей IR детекторының схемасы бар, бірақ функционалдық жағынан олар шамамен бірдей.

IR сенсорында оптикалық жүйе, пиросезімтал элемент және сигналды өңдеу блогы бар.

Оптикалық жүйе

Заманауи қозғалыс сенсорларының жұмыс аймағы әртүрлі формаларға байланысты өте әртүрлі оптикалық жүйе. Арқалықтар құрылғыдан әртүрлі жазықтықта радиалды бағытта ауытқиды.

Детектордың қос сенсоры болғандықтан, барлық сәулелер екіге бөлінеді.

Оптикалық жүйе бір ғана жазықтықты немесе әртүрлі деңгейдегі бірнеше жазықтықты бақылайтындай етіп бағытталған. Кеңістікті дөңгелек немесе сәулелік жолмен басқара алады.

ИҚ сенсорларының оптикасын құрастыру кезінде дөңес пластикалық шыныаяқта көптеген призматикалық қырларын көрсететін Fresnel линзалары жиі қолданылады. Әрбір линза өзінің кеңістігінен ИК ағынын жинап, оны PIR элементіне жібереді.

Оптикалық жүйенің дизайны барлық линзалар бойынша селективтілік бірдей болатындай етіп жасалған. Жәндіктерді элементтерден өз жылуынан қорғау үшін құрылғыда герметикалық камера орнатылған. Айна оптикасы сирек қолданылады. Бұл құрылғының ауқымын және құрылғының бағасын айтарлықтай арттырады.

Пиросезімтал элемент

ИҚ сенсорындағы сенсордың рөлін сезімтал жартылай өткізгіш элементтерге негізделген пироэлектрлік түрлендіргіш атқарады. Ол екі сенсордан тұрады. Олардың әрқайсысы екі көршілес сәулелерден сәуле ағынын алады. Біркелкі фонмен сенсор үнсіз. Егер теңгерімсіздік орын алса, бір аймақта қосымша жылу көзі пайда болады, бірақ екіншісінде емес, сенсор іске қосылады.

Сенімділікті арттыру және жалған дабылдарды азайту үшін жақында төрттік PIR элементтері қолданыла бастады. Бұл құрылғының сезімталдығы мен шуға төзімділігін арттырды. Бірақ бұл бұзушыны сенімді тану қашықтығын қысқартты. Мұны шешу үшін дәл оптиканы пайдалану керек.

Сигналдарды өңдеу блогы

Бөлімшенің негізгі міндеті - кедергі фонында адамды сенімді түрде тану.

Олар алуан түрлі болады:

1. күн радиациясы;
2. жасанды ИК көздері;
3. кондиционерлер мен тоңазытқыштар;
4. жануарлар;
5. ауа конвекциясы;
6. электромагниттік кедергі;
7. діріл.

Талдау үшін өңдеу блогы пироэлектрлік түрлендіргіштің шығыс сигналының амплитудасын, пішінін және ұзақтығын пайдаланады. Зиянкестің соққысы симметриялы биполярлық сигналды тудырады. Кедергі өңдеу модуліне асимметриялық мәндерді тудырады. Ең қарапайым нұсқада сигнал амплитудасы шекті мәнмен салыстырылады.

Егер шекті мән асып кетсе, детектор бұл туралы басқару панеліне белгілі бір сигнал жіберу арқылы хабарлайды. Неғұрлым күрделі датчиктерде шекті мәннен асып кету ұзақтығы және осы асулардың саны өлшенеді. Құрылғының шуға төзімділігін арттыру үшін автоматты термиялық компенсация қолданылады. Ол бүкіл температура диапазонында тұрақты сезімталдықты қамтамасыз етеді.

Сигналдарды өңдеу аналогтық және цифрлық құрылғылармен жүзеге асырылады. Соңғы құрылғылар сигналдарды өңдеудің цифрлық алгоритмдерін қолдана бастады, бұл құрылғының таңдау қабілетін жақсартты.

Қауіпсіздік дабылында ИҚ детекторын қолданудың тиімділігі

Оның тиімділігі көбінесе сенсор түрін және қауіпсіздік орнындағы орынды дұрыс таңдауға байланысты. Сыртта және үй ішінде қолдануға арналған пассивті инфрақызыл қозғалыс сенсорлары белгілі бір қозғалыс жылдамдықтарында фонмен салыстырғанда жылы заттардың қозғалысына жауап береді. Төмен жылдамдықта көрші секторлардағы инфрақызыл сәулелену ағындарының өзгеруі соншалықты шамалы, ол фондық дрейф ретінде қабылданады және қауіпсіздік аймағының бұзылуына жауап бермейді.

Егер зиянкес тамаша жылу оқшаулағышы бар қорғаныс костюмін кисе, онда ИК қозғалыс сенсоры әрекет етпейді және көршілес аудандарда радиациялық тепе-теңдік бұзылмайды. Адам радиацияның фонымен біріктіріледі.

Қауіпті адам қозғалыс детекторының сәулелері бойымен төмен жылдамдықпен қозғалады, бұл жағдайда ол жиі үнсіз қалады.

Ағынды өзгерту құрылғыны іске қосу үшін жеткіліксіз. Бұл әсіресе жануарларды қорғау функциялары бар детекторларға қатысты. Үй жануарларының пайда болуына реакцияны болдырмау үшін олар сезімталдықты төмендетеді.

Инфрақызыл сенсорды дұрыс орнату маңызды. Ғимараттың конфигурациясына сәйкес «перде» типті құрылғыны пайдалану қажет және мұны істеу керек. Өндіруші құрылғыны белгілі бір биіктікте орнатуды ұсынады, бұл да сақталуы керек.

Инфрақызыл сенсорлардың тиімділігін арттыру үшін олар басқа принциптерде жұмыс істейтін сенсорлармен бірге қолданылады.

Әдетте, жоғары сезімталдығы бар радиотолқын детекторы қосымша қосылады, бұл жалған дабылдардың пайызын азайтады және күзет дабылының сенімділігін арттырады. Терезелерді енуден қорғау кезінде әйнектің сынуына жауап беретін ультрадыбыстық детектор қосымша орнатылады.

Қорытынды

Бірте-бірте ИК сенсорлары күрделене түседі, олардың сезімталдығы артады, селективтілігі жақсарады. Сенсорлар ақылды үйде, бейнебақылауда және кіруді басқару жүйелерінде кеңінен қолданылады. Түрлі құрылғылармен бөлісу көбейді тұтынушылық қасиеттерсенсорлар Олар ұзақ өмір сүруге арналған.

Бейне: қозғалыс сенсоры, жұмыс принципі

1.3.1. Пассивті оптоэлектрондық инфрақызыл (ИК) қозғалыс сенсорлары

Жүйені құру үшін мен жүйені құруға және периметрді бақылауға қолайлы модульдерді таңдауды шештім.

Мен келесі компоненттерді таңдадым:

• пассивті инфрақызыл қозғалыс сенсоры;
• GSM модулі;
• сирена.

Оларды толығырақ қарастырайық.

21 ғасырда барлығына таныс IR сенсорлары– олар есікке жақындағанда әуежайлар мен дүкендердің есіктерін ашады. Олар сондай-ақ қозғалысты анықтайды және күзет дабыл жүйесінде дабыл береді.

Қазіргі уақытта пассивті электро-оптикалық инфрақызыл детекторлар қауіпсіздік объектілеріне рұқсатсыз кіруден үй-жайларды қорғауды таңдауда жетекші орынды алады. Эстетикалық көрініс, орнатудың қарапайымдылығы, конфигурациялау және техникалық қызмет көрсету оларға басқа анықтау құралдарына қарағанда жиі басымдық береді.

Пассивті оптоэлектронды инфрақызыл детекторлар(оларды жиі атайды қозғалыс сенсорларынемесе PIR сенсорлары) кеңістіктің қорғалатын (бақыланатын) бөлігіне адамның ену фактісін анықтау, дабыл сигналын қалыптастыру және атқарушы реленің (бақылау станциясының релесі) контактілерін ашу арқылы сигнал беру « мазасыздық» ескерту білдіреді.

Ескерту құралы ретінде хабарландыру беру жүйелерінің (TPS) терминалдық құрылғылары (TD) немесе өрт дабылының басқару пульті (PPKOP) пайдаланылуы мүмкін. Өз кезегінде, жоғарыда аталған құрылғылар (CU немесе Control Panel) алынған дабыл хабарламасын әртүрлі деректерді беру арналары арқылы орталық бақылау станциясына (CMS) немесе жергілікті қауіпсіздік консоліне жібереді.

Пассивті оптикалық-электронды инфрақызыл детекторлардың жұмыс принципікөздері адам денесі немесе ұсақ жануарлар, сондай-ақ олардың көру аймағындағы объектілердің барлық түрлері болып табылатын температуралық фонның инфрақызыл сәулелену деңгейіндегі өзгерістерді қабылдауға негізделген.

Датчик, 5-15 микрон диапазонында инфрақызыл сәулеленуге сезімтал, адам ағзасынан жылулық сәулеленуді анықтайды. Дәл осы диапазонда денелерден максималды сәулелену 20-40 градус Цельсий температурасында түседі.

Нысан неғұрлым ыстық болса, соғұрлым көп сәуле шығарады.
бейнекамераларға арналған инфрақызыл жарықтандыру прожекторлары, сәулелік (екі позициялық) детекторлар» арқалық қиылыстары«және теледидардың басқару панелдері 1 микроннан қысқа толқын ұзындығы диапазонында жұмыс істейді; спектрдің адамға көрінетін аймағы 0,45–0,65 микрон аймағында.

Пассивті сенсорларолар бұл түр деп аталады, өйткені олар өздері ештеңе шығармайды, олар тек адам денесінен жылулық сәулені қабылдайды.

Мәселе мынада, тіпті 0º C температурадағы кез келген нысан IR диапазонында өте көп сәуле шығарады. Одан да сорақысы, детектордың өзі сәуле шығарады - оның денесі және тіпті сезімтал элементтің материалы.

Сондықтан мұндай алғашқы детекторлар детектордың өзі, айталық, сұйық азотқа (-196º C) дейін салқындаған жағдайда ғана жұмыс істеді. Мұндай детекторлар күнделікті өмірде өте практикалық емес.

Яғни, адамнан радиация сайттардың біріне ғана бағытталғаны маңызды, сонымен қатар ол өзгереді.

Детектор ең сенімді жұмыс істейді, егер адамның суреті алдымен бір сайтқа тиіп кетсе, одан сигнал екіншісіне қарағанда үлкен болады, содан кейін адам оның суреті енді екінші сайтқа тиіп, екіншісінен сигнал жоғарылайтындай етіп қозғалады және біріншіден төмендейді.

Сигнал айырмашылығының мұндай айтарлықтай жылдам өзгерістерін тіпті қоршаған барлық басқа объектілер (және әсіресе күн сәулесі) тудыратын үлкен және айнымалы сигналдың фонында оңай анықтауға болады.

Күріш. 1.

IN пассивті оптикалық-электронды инфрақызыл детекторларинфрақызыл жылулық сәулелену Френель линзасына түседі, содан кейін ол линзаның оптикалық осінде орналасқан сезімтал пироэлектрлік элементке бағытталған.

Пассивті инфрақызыл детекторлар объектілерден инфрақызыл энергия ағындарын қабылдайды және пироэлектрлік қабылдағыш арқылы күшейткіш және сигналды өңдеу тізбегі арқылы дабыл хабарлама генераторының кірісіне берілетін электрлік сигналға түрлендіріледі ( күріш. 1).

Пассивті инфрақызыл сенсор арқылы зиянкесті анықтау үшін келесі шарттар орындалуы керек:

• зиянкес датчиктің сезімталдық аймағының сәулесін көлденең бағытта кесіп өтуі керек;
• құқық бұзушының қозғалысы белгілі бір жылдамдық диапазонында болуы керек;
• Датчиктің сезімталдығы зиянкестің денесінің беті (оның киімінің әсерін ескере отырып) мен фон (қабырғалар, еден) арасындағы температура айырмашылығын тіркеу үшін жеткілікті болуы керек.

• датчиктің бағытталу үлгісін құрайтын және кеңістіктік сезімталдық аймағының пішіні мен түрін анықтайтын оптикалық жүйе;
• адамның жылулық сәулеленуін тіркейтін пироқабылдағыш;
• пироқабылдағыштың сигналдарды өңдеу блогы, ол қозғалыстағы адам тудыратын сигналдарды табиғи және жасанды шығу фонынан бөледі.

Күріш. 2.

Нұсқаға байланысты Френель линзаларыПассивті оптикалық-электрондық инфрақызыл детекторлар басқарылатын кеңістіктің әртүрлі геометриялық өлшемдеріне ие және көлемдік анықтау аймағымен де, беттік немесе сызықтықпен де болуы мүмкін.

Мұндай детекторлардың диапазоны 5-тен 20 м-ге дейін. Бұл детекторлардың сыртқы түрі ұсынылған күріш. 2.

Белсенді және пассивті инфрақызыл сенсорлардың айырмашылығы

Инфрақызыл сенсорлар күн сайын кең таралған. Сіз түсінсеңіз де, білмесеңіз де, өміріңізде инфрақызыл (ИК) сенсорды бірнеше рет пайдаланған шығарсыз. Көпшілігіміз теледидар арналарын инфрақызыл сәуле шығаратын қашықтан басқару пульті арқылы ауыстырамыз, ал көпшілігіміз инфрақызыл сәуле арқылы қозғалысты анықтайтын қауіпсіздік сенсорлары арқылы өтеміз.

Өндірушілер IR сенсорларын кеңінен пайдаланады және сіз оларды автоматтандырылған гараж есіктерінде қолданғанын көрген боларсыз. Бүгінгі күні инфрақызыл сенсорлардың екі түрі бар - белсенді және пассивті. Бұл материалда біз белсенді және пассивті инфрақызыл сенсорлар арасындағы айырмашылықтар және олардың қолдану аймақтары туралы айтатын боламыз.

ИҚ сенсорының жұмыс принципі қарапайым. Стандартты инфрақызыл сенсорда эмитент көрінбейтін жарықты біршама қашықтықтағы қабылдағышқа жібереді. Егер қабылдағыш сигнал қабылдамаса, сенсор олардың арасында нысан бар екенін көрсетеді. Бірақ пассивті және белсенді сенсорлардың нақты айырмашылығы неде?

Сіз пассивті IR сенсорлары олардың белсенді әріптестеріне қарағанда күрделі емес деп болжауға болады, бірақ сіз қателесесіз. PIR сенсорының функционалдығын түсіну қиынырақ болуы мүмкін. Біріншіден, әрбір адам (адамдар, жануарлар, тіпті жансыз заттар) белгілі бір мөлшерде ИК сәулеленуді шығарады. Олар шығаратын ИҚ-сәулелену дененің немесе объектінің жылу және материалдық құрамына байланысты. Адамдар ИК-ні көре алмайды, бірақ адамдар осы көрінбейтін сигналдарды анықтау үшін электронды анықтау құрылғыларын әзірледі.

Пассивті инфрақызыл сенсорлар (PIR сенсорлары) жылу энергиясын анықтау үшін жұп пироэлектрлік сенсорларды пайдаланады. қоршаған орта. Бұл екі сенсор бір-бірінің жанында орнатылады және олардың арасындағы сигнал айырмашылығы өзгерген кезде (мысалы, адам бөлмеге кірсе) сенсор қосылады. ИҚ сәулелену сенсор корпусы ретінде жасалған линзалар сериясын пайдаланып екі пироэлектрлік сенсордың әрқайсысына бағытталған. Бұл линзалар құрылғының сезу аймағын кеңейтеді.

Линзаларды орнату және сенсорлық электроника күрделі технология болғанымен, бұл құрылғыларды пайдалану оңай практикалық қолдану. Микроконтроллер пайдалану үшін жеткілікті күшті дискретті шығысты шығару үшін сенсорға тек қуат көзі және жер желісі қажет. Әдеттегі параметрлерге сезімталдықты реттеу үшін потенциометрлерді қосу және PIR іске қосылғаннан кейін қосулы болатын уақыт мөлшерін реттеу кіреді.

Сіз әдетте қауіпсіздік дабылдары мен автоматты жарықтандыру жүйелерінде PIR сенсорларын көресіз. Бұл қолданбалар сенсордың белгілі бір нысан орнын анықтауын талап етпейді, ол жай ғана белгілі бір аймақтағы қозғалатын нысандарды немесе адамдарды анықтайды.

PIR сенсорлары жалпы қозғалысты анықтағыңыз келсе, олар жасайтын әрекеттер үшін өте жақсы болғанымен, олар сізге нысан туралы көбірек ақпарат бермейді. Қосымша ақпарат алу үшін сізге белсенді IR сенсоры қажет. Белсенді IR сенсорын орнату үшін эмитент пен қабылдағыш қажет, бірақ бұл өлшеу әдісі оның пассивті аналогына қарағанда қарапайым. Міне, белсенді IR қалай жұмыс істейді негізгі деңгей. ИҚ эмитент орнатылған қабылдағышқа бағытталған жарық сәулесін шығарады. Егер ештеңе кедергі болмаса, қабылдағыш сигналды көреді. Егер қабылдағыш инфрақызыл сәулені көрмесе, ол нысанның эмитент пен қабылдағыш арасында екенін және сондықтан бақыланатын аймақта бар екенін анықтайды.

Стандартты белсенді инфрақызыл сенсордың бір нұсқасы бірдей бағытқа бағытталған эмитент пен қабылдағышты пайдаланады. Екеуі де бір-біріне өте жақын орнатылған, сондықтан қабылдағыш аймаққа кірген кезде объектінің сәулеленуін анықтай алады. Бекітілген рефлектор сигналды кері жібереді. Бұл әдіс бөлек эмитент пен қабылдағыш қондырғыларын орнатуды қайталайды, бірақ қашықтағы электрлік құрамдас орнатуды қажет етпейді. Әрбір әдіс сенсор анықтайтын материалға және басқа нақты жағдайларға негізделген өзінің артықшылықтары мен кемшіліктеріне ие.

Белсенді IR сенсорлары өнеркәсіптік қондырғыларда өте кең таралған. Бұл қолданбаларда сәуле шығарғыштар мен қабылдағыштар жұбы объектінің, мысалы, конвейер лентасында белгілі бір қалыпта тұрғанын дәл белгілей алады. Сондай-ақ, гараж есігінің қауіпсіздік жүйелерінде есік жолындағы кедергілердің салдарынан жарақаттанудың немесе механикалық бұзылудың алдын алатын белсенді инфрақызыл сенсорларды таба аласыз. Қолданбаңыз қандай болмасын, сіздің қажеттіліктеріңізге сәйкес пассивті және белсенді конфигурацияларда қол жетімді әртүрлі инфрақызыл сенсорлар бар.

~220 В қуат алатын пассивті инфрақызыл қозғалыс сенсоры галогендік прожектормен бірге жеткізіледі және бір құрылғы ретінде жасалған. Оны пассивті деп атайды, өйткені ол басқарылатын аймақты инфрақызыл сәулемен жарықтандырмайды, бірақ оның инфрақызыл сәулеленуін пайдаланады, сондықтан ол мүлдем зиянсыз.

ИҚ сенсорының мақсаты және практикалық қолданылуы

Сенсор қозғалыстағы объект басқару аймағына кірген кезде жүктемені, мысалы, прожекторды автоматты түрде қосуға арналған және объект аймақтан шыққаннан кейін оны өшіреді. Ол үйлердің қасбеттерін, шаруашылық аулаларын, құрылыс алаңдарын және т.б.

1VY7015 моделінің PIR сенсорының техникалық деректері

Сенсордың және бүкіл құрылғының қоректендіру кернеуі ~220 В, қауіпсіздік режимінде сенсордың өзінің ток тұтынуы 0,021 А, бұл 4,62 Вт қуат тұтынуына сәйкес келеді.

Әрине, 150 немесе 500 Вт галогендік шамды қосқанда, қуат тұтынуы сәйкесінше артады. Қозғалатын объектіні анықтаудың максималды радиусы (датчиктің алдында) 12 м, көлденең жазықтықтағы сезімталдық аймағы 120...180°, реттелетін жарықтандыру кідірісі (объект басқару аймағынан шыққаннан кейін) 5...10 с-тан 10-ға дейін ...15 мин. Рұқсат етілген жұмыс температурасы диапазоны –10…+40°С. Рұқсат етілген ылғалдылық 93% дейін.

IR сенсоры келесі режимдердің бірінде болуы мүмкін. «Қауіпсіздік режимі», онда ол басқарылатын аумақты «қырағы» бақылайды және кез келген уақытта атқарушы реле (жүктеме) қосуға дайын. «Дабыл режимі», онда сенсор атқарушы реле арқылы жүктемені қосады, өйткені қозғалатын объект оның басқарылатын аймағына кірді. «Ұйқы режимі», онда сенсор күндіз қосулы күйде (ток астында) бола отырып, сыртқы тітіркендіргіштерге жауап бермейді, ал ымырт (қараңғылық) басталуымен автоматты түрде «Қауіпсіздік режиміне» ауысады. Бұл режим күндізгі уақытта жарықтандыруды қосуды болдырмауға арналған. Қуат берілгеннен кейін сенсор «Дабыл режимінде» басталады, содан кейін «Қауіпсіздік режиміне» өтеді.

Ұқсас сенсорлар бөлек сатылады. Олар жинаққа (датчигі бар прожектор) қарағанда әлдеқайда кеңірек қолданылады және қуат беру режиміне сәйкес олар ~220 В немесе = 12 В кернеуге арналған.

Пассивті инфрақызыл сенсордың жұмыс принципі

Бақыланатын аймақтың фондық инфрақызыл сәулеленуі алдыңғы әйнек (линза) арқылы инфрақызыл сәулелерге сезімтал фототранзисторға бағытталған. Одан келетін төмен кернеу сенсор тізбегіне кіретін микросұлбаның операциялық күшейткіштері (оп-ампер) көмегімен күшейтіледі. Қалыпты жағдайда электромеханикалық жүктемені ауыстырып-қосқыш релесі токтан ажыратылады. Басқарылатын аймақта қозғалатын объект пайда болғаннан кейін фототранзистордың жарықтандыруы өзгереді және ол оп-ампердің кірісіне өзгерген кернеуді шығарады. Күшейтілген сигнал тізбекті теңгерімнен шығарады, жарықтандыру шамы сияқты жүктемені қосатын релені іске қосады. Нысан аймақтан шыққаннан кейін шам электронды уақыт релесінің белгіленген уақытына байланысты біраз уақыт жануды жалғастырады, содан кейін бастапқы күйіне - «Қауіпсіздік режиміне» өтеді.

1VY7015 пассивті инфрақызыл сенсор моделінің принципиалды диаграммасы 1-суретте көрсетілген. Ұқсас 12 В IR сенсорларымен салыстырғанда, бұл модельдің схемасы қарапайым. Ол электр схемасына сәйкес сызылады. Өндірушілер электр схемасында барлық радио элементтерді көрсетпегендіктен, автор мұны өзі жасауға мәжбүр болды. 80x68 мм өлшемді тақтада орнатылған радиоэлементтер CHIP элементтерін қолданбай орналастырылады.

Электр сызбасының негізгі радиоэлементтерінің мақсаты

1. Датчиктің қоректену блогы трансформаторсыз, қуаты 0,33 мкФ x 400 В сөндіргіш конденсатор C2 көмегімен жасалған. Түзеткіш көпірден кейін стабилдік диод ZD (1N4749) орамды қуаттандыру үшін қолданылатын кернеуді 25 В-қа орнатады. K1 релесі, ал тұрақтандырғыш DA1 (78L08) 25 В 8 В тұрақтандырады, ол LM324 чипін және тұтастай алғанда бүкіл тізбекті қуаттандыру үшін қолданылады. C4 конденсаторы тегістейтін конденсатор, ал C3 сенсорды жоғары жиілікті кедергілерден қорғайды.

2. Үш терминалды инфрақызыл фототранзистор PIR D203C - сенсордың «байқағыш көзі», оның негізгі элементі, ол басқарылатын аймақтың инфрақызыл фоны тез өзгерген кезде атқарушы релені қосуға «команда» береді. R15 резисторы арқылы +8 В қуат алады. C13 конденсаторы тегістейтін конденсатор, ал C12 фототранзисторды жоғары жиілікті кедергілерден қорғайды.

3. LM324N чипі (нарықтық құны $0,1) сенсордың негізгі күшейткіші болып табылады. Ол IR1 шығаратын сигналдың жоғары күшейтілуін қамтамасыз ететін сенсор тізбегі (радиоэлементтер R7, C6; D1, D2; R21, D3) арқылы тізбектей жалғанған (4 3 2 1) 4 оп-амперден тұрады. фототранзистор және бүкіл сенсордың жоғары сезімталдығы. Ол 8 В кернеуімен қоректенеді («плюс» – 4 түйреуіш, «минус» – 11 істікше).

4. LS-T73 SHD-24VDC-F-A (нарық құны $0,8) K1 электромеханикалық релесінің мақсаты - жүктемені қосу, дәлірек айтсақ, оған ~ 220 В кернеу реле орамына беріледі VT1 транзисторы арқылы. Реле орамасының номиналды жұмыс кернеуі 24 В, ал оның контактілері корпустағы жазуға сәйкес ~ 240 В кезінде 10 А токқа мүмкіндік береді, бұл осындай шағын өлшемді реленің ауысу мүмкіндігіне күмән тудырады. жүктеме 2400 Вт. Шетелдік өндірушілер көбінесе радиоэлементтерінің параметрлерін асыра бағалайды.

5. Транзистор VT1 түрі SS9014 немесе 2SC511 (нарықтық құны шамамен $0,2). Негізгі шекті параметрлер: Uke.max=45 V, Ik.max=0,1 A. Оның негізіндегі кернеу коэффициенттеріне (LM324N 1-ші істікше және коллектор VT2) байланысты K1 релесін қосу/өшіруді қамтамасыз етеді.

6. Көпір (R5, R6, R7, VR2, CDS фоторезисторы) және транзистор VT2 (SS9014, 2SC511) сенсордың екі жұмыс режимінің бірін орнатуға арналған: «Қауіпсіздік режимі» немесе «Ұйқы режимі». Қажетті режим CDS фоторезисторының жарықтандырылуымен қамтамасыз етіледі (бұл жарықтандыруға байланысты өзгеретін кедергісі сенсорға күндіз немесе түнді көрсетеді) және айнымалы резистордың VR2 (DAY LIGHT) орналасуымен қамтамасыз етіледі. ) жүгірткі. Сонымен, айнымалы резистор сырғытпасы «Күндізгі» күйде болғанда, сенсор күндіз де, түнде де жұмыс істейді, ал «Түнгі» күйде – тек түнде, ал күндіз «ұйқы» режимінде болады.

7. Реттелетін электрондық уақыт релесі (C14, R22, VR1) объект басқарылатын аймақтан шыққаннан кейін 5...10 с-тан 10...15 минутқа дейін жарық шамын өшіру уақытының кідірісін қамтамасыз етеді. Реттеу TIME VR1 айнымалы резисторымен қамтамасыз етіледі.

8. SENS VR3 айнымалы резисторы №3 операциялық күшейткіштегі теріс кері байланыс тереңдігін өзгерту арқылы сенсордың сезімталдығын реттейді.

9. R1C1 демпфер тізбегі галогендік шамды қосу/өшіру кезінде пайда болатын кернеудің жоғарылауын сіңіреді.

10. Қалған радиоэлементтер (мысалы, R16–R20, R11, R12 және т.б.) LM324N чипінің оп-амперінің қалыпты жұмысын қамтамасыз етеді.

Инфрақызыл сенсорды жөндеуді бастағанда, оның барлық радиоэлементтері өмірге қауіп төндіретін фазалық кернеу астында екенін есте ұстаған жөн. Мұндай құрылғыларды жөндеу кезінде оларды оқшаулағыш трансформатор арқылы қосу ұсынылады. Сенсор сенімді жұмыс істейді және сирек жөндеуді қажет етеді, бірақ ол зақымдалған болса, жөндеу оның схемасын сыртқы тексеруден басталады. Зақым табылмаса, қуат көзінің шығыс кернеулерін (25 және 8 В) тексеру керек. Электрмен жабдықтау құрылғысы және тізбектің кез келген басқа элементі (микросұлба, транзисторлар, тұрақтандырғыштар, конденсаторлар, резисторлар) қоректендіру желісіндегі кернеудің жоғарылауына немесе найзағай соғуына байланысты істен шығуы мүмкін және, өкінішке орай, олардан қорғаныс жоқ. сенсор тізбегі берілген. Сынақшы микросұлбадан басқа барлық осы элементтердің жұмысқа жарамдылығын тексере алады. Микросұлбаны, егер ол жұмыс істемейді деп күдіктенсе, ауыстыруға болады. Датчиктегі әлсіз сілтеме K1 релесінің контактілері болуы мүмкін, өйткені олар галогендік шамның маңызды кіріс токтарын ауыстырады, олардың өнімділігі сынаушымен тексеріледі;

IR сенсорын орнату

ИҚ сенсорын орнату сенсордың төменгі жағында орналасқан үш реттеу резисторын дұрыс орнатуды қамтиды (Cурет 2). Бұл резисторлар нені реттейді?

TIME– галогендік шамды қосуға себеп болған объект басқарылатын аймақтан шыққаннан кейін оны өшірудің кідіріс уақытын реттейді. Реттеу диапазоны 5...10 с бастап 10...15 мин.

КҮН ЖАРЫҚ– сенсорды күндізгі уақытта «Қауіпсіздік режиміне» немесе «Ұйқы режиміне» орнатады. Физикалық тұрғыдан алғанда, айнымалы резистор сырғытпасының позициясы сенсордың белгілі бір жарық жағдайларында жұмыс істеуіне мүмкіндік береді немесе тыйым салады. Реттелетін жарық диапазоны 30 люкс. Сонымен, реттегіш сағат тіліне қарсы бұрылса («ай» белгісіне орнатылған), онда сенсор тек қараңғыда жұмыс істейді, ал күндіз «ұйықтайды». Егер сіз оны сағат тіліне қарсы экстремалды күйге («кішкентай күн» белгісі) бұрсаңыз, сенсор күндіз де, түнде де жұмыс істейді, яғни. күні бойы. Осы мәндер арасындағы аралық күйде сенсор ымырт кезінде «Қауіпсіздік режиміне» өтуі мүмкін. Сенсор жоғарыда көрсетілген режимдердің біріне автоматты түрде ауысады.

SENS– сенсордың сезімталдығын реттейді, яғни. басқарылатын аймақтың үлкенірек немесе кішірек аумағын (немесе ауқымын) орнатады.

ИҚ сенсорының кемшіліктері

~220 В IR сенсорының кемшіліктері оның жалған дабылдары болып табылады. Бұл бақыланатын аумақта орналасқан ағаштардың немесе бұталардың бұтақтары қозғалған кезде орын алады; өтіп бара жатқан көліктен, дәлірек айтқанда, оның қозғалтқышының қызуынан; өзгермелі жылу көзінен, егер ол сенсордың астында орналасса; желдің екпіні салдарынан температураның күрт өзгеруінен; найзағайдан және автомобиль фараларынан; жануарлардың өтуінен (иттер, мысықтар); Қуат көзі жыпылықтаған кезде сенсор іске қосылады және шам біраз уақыт жануды жалғастырады. Жоғарыда сипатталған сенсордың кемшіліктері оның ~220 В кернеуі болмаған кезде жұмыс істемейтін күйін қамтиды. Сенсордың орнын өзгерту арқылы жалған дабылдардың санын азайтуға болады.

Алдыңғы әйнектің мақсаты - инфрақызыл сенсор линзасы. Бақыланатын аумақты 120° және тіпті 180° кеңейту үшін сенсор линзасы жартылай шеңберлі немесе сфералық етіп жасалады. Оны жасау (құю) кезінде оның ішкі жағында көптеген тікбұрышты линзалар қарастырылған. Олар бақыланатын секторды шағын аудандарға бөледі. Әрбір линза өз бөлімінен инфрақызыл сәулеленуді фототранзистордың ортасына бағыттайды. Бақыланатын аймақты бөліктерге бөлу басқарылатын аймақтың желдеткіш пішінді болуына әкеледі (3-сурет). Нәтижесінде сенсор зиянкесті тек қара аймақта «көреді», ал ақ аймақта ол «соқыр» болады. Бұл аймақтар, линзалардың саны мен өлшеміне байланысты, дизайнерлер көрсеткен конфигурацияға ие. Микропроцессорларды қолдану осы сенсорлардың жоғарыда сипатталған бірқатар кемшіліктерін жоюға мүмкіндік береді. Объектив IR сенсорының ең маңызды элементі болып табылады. Бұл сенсордың көлденең және тігінен қаншалықты кең «көретініне» байланысты. Кейбір IR сенсорларында белгілі бір тапсырма үшін бақыланатын аумақты жасайтын ауыстырылатын линзалар бар. Линзаның әйнегі бүтін болуы керек (сынбаған), әйтпесе оның басқарылатын аймағының конфигурациясы болжау мүмкін емес.

Пассивті инфрақызыл сенсорларды қолдану

1. Әртүрлі бөлмелерді жарықтандыру, яғни. подъездерде, қоймаларда, пәтерлерде (үйлерде), ферма аулаларында және фермаларда жарықтандыруды автоматты түрде қосу/өшіру. Мұны істеу үшін жағдайға байланысты сіз жоғарыда сипатталған прожекторлары бар ИК сенсорларының жиынтықтарын немесе бөлек сатылатын сенсорларды пайдалана аласыз. 150 Вт галоген шамы бар жинақтың құны (прожекторы бар сенсор) $8-14, ал 500 Вт шамы бар - $12-18. Жинақты 2,5...4,5 м биіктіктегі қозғалмайтын заттарға орнатыңыз (Cурет 4). Нұсқауларға сәйкес жинақтың ұсынылатын және рұқсат етілген еңістері 5-суретте көрсетілген.

Бөлек сатылатын пассивті инфрақызыл датчиктер ~220 В немесе +12 В қуат көзіне арналған. Жарықтандыру үшін ~220 В датчиктерді қолданған дұрыс, олар салыстырмалы түрде арзан (құны 8–14 доллар), сонымен қатар шығуы ~ жүктемеге 220 В, сондықтан оларға шамдарды қосу оңай. Мұндай сенсордың бір нұсқасы, моделі YCA 1009 6-суретте көрсетілген. Онда тек екі реттеу резисторы бар: объект бақыланатын аймақтан шыққаннан кейін жүктемені өшіру уақытын реттейтін Уақытты кешіктіру және сенсордың күндізгі уақытта жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін немесе тыйым салатын Light Control. Максималды рұқсат етілген жүктеме - 1200 Вт. Бақыланатын аумақтың көру бұрышы 180°, ал оның максималды ұзындығы 12 м.

Сенсордан желіні және жүктемені қосуға арналған үш түсті сым шығады. 7-суретте мұндай сенсорды бөлек ~220 В шамға қосу схемасы көрсетілген, оны үстел шамы ретінде де пайдалануға болады.

Датчикті үйдің (пәтердің) қолданыстағы электр сымдарына қосқанда, яғни. Қазірдің өзінде орнатылған шамдар мен ажыратқыштар үшін сенсордың жалпы сымын дұрыс табу және оны электр сымымен біріктіру маңызды. 8, a, b-суретте сенсорды қосқанға дейін және оны қосқаннан кейінгі электр сымдарының бөлігінің диаграммалары көрсетілген. Үйдің кіреберісін жарықтандыру үшін сенсорды пайдалансаңыз, сенсордың өзін шамның жанына орнатқан дұрыс.

Жарықтандыру тізбектерінде ИК сенсорларын пайдалану энергияны айтарлықтай үнемдейді және олар автоматты түрде қосу/өшіру кезінде ыңғайлылық тудырады.

2. Пәтерлерде және үйлерде жарықтандыруды автоматты түрде қосу. Мұндай жағдайда сенсорды үстел шамына бейімдеген дұрыс, сондықтан оны қажет емес кезде оңай өшіруге болады.

3. Қонақтардың келуі туралы үй иесіне хабарлау. Бұл жағдайда сенсорды қоршау қақпасына немесе оның жанындағы кеңістікке бағыттау керек және дыбысты хабарлау үшін ~220 В қуат беретін қоңырауды немесе басқа дыбыс детекторын пайдаланыңыз.

4. Шаруашылық ауласын, гаражды, ферманы, кеңсені, пәтерді күзету. Осы мақсатта сіз ~220 В қуат алатын жоғарыда сипатталған арзан IR сенсорларын да пайдалана аласыз.

Дегенмен, мұндай сенсорлардың үлкен кемшілігі бар: егер желі сөніп қалса, олар жұмыс істемейді, сондықтан олар тек маңызды емес объектілерді қорғау үшін қолданылады. +12 В-тан қуат алатын IR сенсорларында мұндай кемшіліктер жоқ, өйткені олар батареялардан резервтік қуатпен оңай қамтамасыз етіледі. Осы мақсатта қабырғаға бекітілген шағын басқару панелі (RCD) әзірленді. Онда қуат көзі, 12 В 4 Ah немесе 7 Ah батареялары және электрондық компоненттер бар. Қорғалатын объектінің барлық сенсорлары бір басқару пультіне қосылған, ол оларды сенімді қоректендірумен қамтамасыз етеді, олардан дабыл сигналдарын қабылдайды және оларды қауіпсіздікке жібереді. Қауіпсіздік болмаған жағдайда басқару тақтасына күшті дыбыстық сирена қосуға болады, ол зиянкестерді қорқытады. Осылайша, маңызды объектілерді қорғау үшін 12 В IR сенсорлары бар басқару панелінің жинақтарын пайдалану керек, олардың арасында стандартты 4 сымды кабель тартылады (12 В қуат үшін екі сым, дабыл сигналы үшін). Сыртқы реттеу резисторлары +12 В IR сенсорларында орнатылмаған, өйткені олардың кейбір функциялары басқару панелінің құрылғысының «электрондық толтыруына» беріледі.

Аулаңызды қорғау үшін IR сенсорлары байқалмайтындай етіп орнатылуы керек, әйтпесе олар зақымдалуы мүмкін. Ол үшін ИК сенсорларын үй ішіндегі терезелердің қасына орнатуға болады, олардың объективтерін қорғалған объектілерге бағыттауға болады. Пәтерлер мен кеңселерді қорғау үшін бөлмелердің бұрыштарында ИК сенсорлары орнатылады, ал гараждар мен фермаларды қорғау үшін олардың линзалары кіреберіс қақпасына бағытталған. Жоғарыда айтылғандай, ~220 В және 12 В үшін арзан IR сенсорларының бірқатар кемшіліктері бар, мысалы, иттер, мысықтар немесе тышқандар өткенде сенсорды іске қосу. Бұл құбылысты жою үшін терезе төсенішіне үй ішіне ИК сенсорын орнату, оны аулаға бағыттау және оның алдына қорғаныс экранын қою қажет (9-сурет). Бұл жағдайда жер мен ИК сенсорының түсіру аймағы арасында «соқыр аймақ» пайда болады, онда сенсор кішкентай зиянкестерге жауап бермейді, бірақ ол өтіп бара жатқан адамға жауап береді, өйткені адамның биіктігі жоғары. бұл аймаққа қарағанда.

Жаңа 12 В датчиктерінде дизайнерлер сенсордың схемасы мен дизайнын қиындата отырып, бұл кемшілікті жойды. Осылайша, Crow SRX-1100 израильдік IR сенсорында микропроцессор қосылды және микротолқынды радиоэмиттер орнатылды, ол зиянкестің өлшемін анықтайды, оны белгіленген шектермен салыстырады және дабылға пәрмен беру немесе бермеу туралы шешім қабылдайды. Жапонияның және басқа елдердің дизайнерлері бұл мәселені басқаша шешті. Олар әйнек линзаларының фокустау нүктесіне қатысты фототранзистормен жоғары немесе төмен электронды тақтаның орын ауыстыруын (ИК-датчигі ішінде) қамтамасыз етті. Нәтижесінде жерге жақын қара сезімтал сегменттер кесіліп, жерге жақын жерде «соқыр аймақ» орнатылады, онда сенсор кішкентай жануарларды «көрмейді». «Соқыр аймақтың» биіктігін электронды тақтаның бірдей жылжуымен реттеуге болады. Инфрақызыл сенсорлардың кішкентай жануарлардың өтуіне жауап беруін болдырмаудың басқа жолдары бар. ИҚ сенсоры найзағай немесе көлік фараларымен жарықтандырылған кезде іске қосылуы мәселесі шешілді. Әрине, бұл жақсартулардың барлығы пассивті IR сенсорларын қымбаттатады, бірақ олар қауіпсіздіктің сенімділігін арттырады.