Senzor de mișcare IR

Una dintre inovațiile care a intrat în viața noastră, domeniul său de aplicare este larg, așa că a încetat să mai fie o „curiozitate” și a început să fie folosit peste tot. Desigur, oamenii sunt interesați de acest dispozitiv. Am reușit să găsesc o publicație a autorului, care a abordat acest subiect în detaliu, așa cum se spune, nici adaugă, nici a scădea.

Vă prezint atenției articol din revista „Radioamator” autor N.P. Vlasyuk, Orașul Kiev.

Senzor de mișcare cu infraroșu pasiv

Un senzor de mișcare cu infraroșu pasiv alimentat de ~220 V este furnizat complet cu un spot cu halogen și este proiectat ca un singur dispozitiv. Se numește pasiv deoarece nu luminează zona controlată cu radiații infraroșii, ci își folosește radiația infraroșie de fond și, prin urmare, este absolut inofensiv.

Scopul senzorului IR și aplicarea practică

Senzorul este proiectat să pornească automat o sarcină, de exemplu un reflector, atunci când un obiect în mișcare intră în zona sa de control și să-l oprească după ce obiectul părăsește zona. Este folosit pentru iluminarea fațadelor caselor, curților de utilități, șantierelor etc.

Date tehnice ale senzorului PIR model 1VY7015

Tensiunea de alimentare a senzorului și a întregului dispozitiv este de ~220 V, consumul de curent al senzorului în sine în modul de securitate este de 0,021 A, ceea ce corespunde unui consum de putere de 4,62 W. Desigur, atunci când porniți o lampă cu halogen de 150 sau 500 W, consumul de energie crește corespunzător. Raza maximă de detectare a unui obiect în mișcare (în fața senzorului) 12 m, zonă de sensibilitate în plan orizontal 120...180 0, întârziere reglabilă a luminii (după ce obiectul părăsește zona de control) de la 5... 10 s la 10 ... 15 minute. Intervalul de temperatură de funcționare admisibil este de -10…+40°С. Umiditate admisă până la 93%.

Senzorul IR poate fi în unul dintre următoarele moduri. „Modul de securitate”, în care monitorizează „vigilent” zona controlată și este gata să pornească releul executiv (încărcare) în orice moment. „Modul de alarmă”, în care senzorul, folosind un releu executiv, a pornit sarcina, deoarece un obiect în mișcare a intrat în zona sa controlată. „Modul de repaus”, în care senzorul, aflat în starea de pornire (sub curent), în timpul zilei, nu răspunde la stimuli externi, iar odată cu apusul (întuneric) trece automat în „Modul de securitate”. Acest mod este conceput pentru a evita aprinderea luminii în timpul zilei. După ce este aplicată alimentarea, senzorul pornește în „Modul de alarmă” și apoi intră în „Modul de securitate”.

Senzorii similari sunt, de asemenea, vânduți separat. Sunt utilizate mult mai pe scară largă decât un kit (reflector cu senzor), iar în funcție de modul de alimentare, pot fi proiectate pentru o tensiune de ~220 V sau = 12 V.

Principiul de funcționare al unui senzor pasiv cu infraroșu

Radiația infraroșie de fundal a zonei controlate este focalizată de sticla frontală (lentila) pe un fototranzistor sensibil la razele infraroșii. Tensiunea joasă provenită de la acesta este amplificată cu ajutorul amplificatoarelor operaționale (op-amps) ale microcircuitului incluse în circuitul senzorului. În condiții normale, releul electromecanic al comutatorului de sarcină este dezactivat. De îndată ce un obiect în mișcare apare în zona controlată, iluminarea fototranzistorului se schimbă și emite o tensiune modificată la intrarea amplificatorului operațional. Semnalul amplificat dezechilibrează circuitul, declanșând un releu care pornește o sarcină, cum ar fi o lampă de iluminat. De îndată ce obiectul părăsește zona, lampa continuă să lumineze pentru o perioadă de timp, în funcție de timpul setat al releului electronic de timp, apoi intră în starea sa inițială - „Modul de securitate”.

Schema schematică a senzorului infraroșu pasiv model 1VY7015 este prezentată în Fig. 1.

În comparație cu senzorii IR similari de 1 2V, circuitul acestui model este simplu. Este desenat conform schemei electrice. Deoarece producătorii nu au indicat toate elementele radio pe schema de conexiuni, autorul a trebuit să facă acest lucru el însuși. Pe o placă de 80x68 mm, elementele radio montate sunt amplasate fără a utiliza elemente CHIP.

Scopul principalelor elemente radio ale schemei de circuit

1. Unitatea de alimentare a senzorului este fără transformator, realizată folosind un condensator de stingere C2 cu o capacitate de 0,33 μF × 400 V. După puntea redresoare, dioda zener ZD (1 N4749) setează o tensiune de 25 V, care este utilizată pentru alimentează înfășurarea releului K1, iar stabilizatorul DA1 (78L08 ) de la 25 V stabilizează 8 V, care este folosit pentru alimentarea cipul LM324 și a întregului circuit în general. Condensatorul C4 este un condensator de netezire, iar SZ protejează senzorul de interferențe de înaltă frecvență.

2. Fototranzistorul infraroșu cu trei terminale PIR D203C este „ochiul atent” al senzorului, elementul său principal, este cel care emite „comanda” de a porni releul executiv atunci când fundalul infraroșu al zonei controlate se schimbă rapid. Alimentat de +8 V prin rezistorul R15. Condensatorul C13 este un condensator de netezire, iar C12 protejează fototranzistorul de interferențe de înaltă frecvență.

3. Cip LM324N (valoare de piață 0,1 USD) - amplificatorul principal al senzorului. Este format din 4 amplificatoare operaționale, care sunt conectate în serie (4-3-2-1) prin circuitul senzorului (elementele radio R7, C6; D1, D2; R21, D3), care asigură o amplificare ridicată a semnalului produs. de fototranzistorul IR și sensibilitatea ridicată a întregului senzor. Este alimentat de 8 V („plus” - pinul 4, „minus” - pinul 11).

4. Scopul releului electromecanic K1 model LS-T73 SHD-24VDC-F-A este de a porni sarcina sau, mai degrabă, de a-i furniza ~220 V Tensiunea de +25 V a înfășurării releului este furnizată de tranzistorul VT1 . Tensiunea nominală de funcționare a înfășurării releului este de 24 V, iar contactele sale, conform inscripției de pe carcasă, permit un curent de 10 A la ~ 240 V, ceea ce ridică îndoieli cu privire la capacitatea unui releu de dimensiuni atât de mici de a comuta o sarcina de 2400 W. Producătorii străini supraestimează adesea parametrii radioelementelor lor.

5. Tranzistor VT1 tip SS9014 sau 2SC511. Parametri limită principali: Uke.max=45 V, lk.max=0,1 A. Asigură pornirea/oprirea releului K1 în funcție de raporturile de tensiune (pin 1 al LM324N și colector VT2) de pe baza acestuia.

6. Tranzistorul punte (R5, R6, R7, VR2, fotorezistor CDS) VT2 (SS9014, 2SC511) este proiectat pentru a stabili unul dintre cele două moduri de funcționare ale senzorului: „Modul de securitate” sau „Modul de repaus”. Modul necesar este asigurat de iluminarea fotorezistorului CDS (acesta, cu rezistența sa schimbându-se odată cu iluminarea, indică senzorului dacă este zi sau noapte prin poziția cursorului de rezistență variabilă VR2 (DAY LIGHT). Deci, când glisorul cu rezistență variabilă se află în poziția „Ziu”, senzorul funcționează ca zi și noapte, iar în poziția „Noapte” - numai noaptea, iar ziua este în modul „sleep”.

7. Un releu de timp electronic reglabil (C14, R22 VR1) asigură o întârziere pentru stingerea lămpii luminoase de la 5... 10 s la 10... 15 min după ce obiectul părăsește zona controlată. Se asigură reglarea

rezistență variabilă TIME VR1.

8. Rezistorul variabil SENS VR3 reglează sensibilitatea senzorului prin modificarea adâncimii feedback-ului negativ în amplificatorul operațional nr. 3.

9. Circuitul amortizorului R1C1 absoarbe supratensiunile care apar atunci când lampa cu halogen este aprinsă/oprită.

10. Elementele radio rămase (de exemplu, R16-R20 R11, R12 etc.) asigură funcționarea normală a amplificatorului operațional al cipului LM324N.

Când începeți să reparați senzorul IR, ar trebui să vă amintiți că toate elementele radio ale acestuia sunt sub tensiune de fază, ceea ce pune viața în pericol. Când reparați astfel de dispozitive, se recomandă să le porniți printr-un transformator de izolare. Senzorul funcționează fiabil și rareori necesită reparații, dar dacă este deteriorat, reparația începe cu o inspecție externă a plăcii de circuite. Dacă nu se constată nicio deteriorare, atunci ar trebui să verificați tensiunile de ieșire ale sursei de alimentare (25 și 8V). Dispozitivul de alimentare și orice alt element al circuitului (microcircuit, tranzistori, stabilizator, condensatori, rezistențe) se pot defecta din cauza supratensiunii în rețeaua de alimentare sau a loviturilor de trăsnet, iar protecția împotriva acestora, din păcate, nu este prevăzută în circuitul senzorului. Testerul poate verifica funcționalitatea tuturor acestor elemente, cu excepția microcircuitului. Microcircuitul, dacă se suspectează că este inoperabil, poate fi înlocuit. Veriga slabă a senzorului poate fi contactele releului K1, deoarece aceștia comută curenții de pornire semnificativi ai lămpii cu halogen, performanța lor este verificată cu un tester.

Configurarea senzorului IR constă în instalarea corectă a trei rezistențe de reglare situate în partea de jos a senzorului (Fig. 2).

Ce reglementează aceste rezistențe?

TIME - reglează timpul de întârziere pentru stingerea lămpii cu halogen după ce obiectul care a determinat-o aprinderea a părăsit zona controlată. Interval de reglare de la 5...10 s la 10...15 min.

LUMINĂ DE ZI - setează senzorul pe „Modul de securitate” sau „Modul de repaus” în timpul zilei. Din punct de vedere fizic, poziția cursorului de rezistență variabilă permite sau interzice funcționarea senzorului în anumite condiții de iluminare. Interval de iluminare reglabil 30 lux. Deci, dacă regulatorul este rotit în sens invers acelor de ceasornic (setat la semnul „semilună”), atunci senzorul funcționează numai pe întuneric și „doarme” în timpul zilei. Dacă îl întoarceți în poziția sa extremă în sens invers acelor de ceasornic (semnul „soarele mic”), senzorul funcționează atât ziua, cât și noaptea, adică. toată ziua. Într-o poziție intermediară între aceste valori, senzorul poate comuta în „Modul de securitate” deja la amurg. Senzorul comută automat la unul dintre modurile de mai sus.

SENS - reglează sensibilitatea senzorului, de ex. setează o zonă (sau interval) mai mare sau mai mică a zonei controlate.

Dezavantajele senzorului IR

Dezavantajele senzorului IR de ~220 V sunt alarmele sale false. Aceasta se întâmplă atunci când ramurile copacilor sau tufișurilor situate într-o zonă controlată se mișcă; de la o mașină care trece, sau mai precis, de la căldura motorului său; de la o sursă de căldură în schimbare, dacă se află sub senzor; de la schimbări bruște de temperatură din cauza rafalelor de vânt; de la fulgere și farurile auto de la trecerea animalelor (câini, pisici); Când sursa de alimentare clipește, senzorul este declanșat și lampa continuă să se aprindă pentru o perioadă de timp. Dezavantajele senzorului descris mai sus includ starea sa de nefuncționare în absența tensiunii ~220 V. Numărul de alarme false poate fi redus prin schimbarea poziției senzorului.

Scopul geamului frontal este lentila senzorului IR. Pentru a extinde zona monitorizată la Control 120° și chiar 180°, lentila senzorului este semicirculară sau sferică. În timpul fabricării (turnării), numeroase lentile dreptunghiulare sunt prevăzute pe partea interioară. Ei împart sectorul controlat în zone mici. Fiecare lentilă, din propria sa secțiune, concentrează radiația infraroșie în centrul fototranzistorului. Împărțirea zonei controlate în secțiuni duce la faptul că zona controlată devine sub formă de evantai (Fig. 3).

Ca urmare, senzorul „vede” intrusul numai în zona neagră, iar în zona albă este „orb”. Aceste zone, în funcție de numărul și dimensiunea lentilelor, au o configurație specificată de designeri. Utilizarea microprocesoarelor face posibilă eliminarea unui număr dintre dezavantajele descrise mai sus ale acestor senzori. Lentila este cel mai important element al senzorului IR. Depinde de cât de larg „vede” senzorul pe orizontală și pe verticală. Unii senzori IR au lentile interschimbabile care creează o zonă monitorizată pentru o anumită sarcină. Sticla lentilei trebuie să fie intactă (nu spartă), altfel configurația zonei sale controlate este imprevizibilă.

1.Iluminarea diferitelor încăperi, de ex. pornirea/stingerea automată a iluminatului la intrări, depozite, apartamente (case), curți și ferme. Pentru a face acest lucru, în funcție de situație, puteți utiliza fie seturile descrise mai sus de senzori IR cu spoturi, fie senzori vânduți separat. Instalați kitul pe obiecte staționare la o înălțime de 2,5...4,5 m (Fig. 4).

Senzorii infraroșii pasivi vânduți separat pot fi proiectați pentru o tensiune de alimentare de ~220 V sau +12 V. Pentru iluminare, este mai bine să folosiți senzori de ~220 V, acestea sunt relativ ieftine și, de asemenea, furnizează ~220 V la sarcină; deci este ușor să conectați becurile la ele.

Una dintre variantele unui astfel de senzor, modelul USA 1009, este prezentată în Fig. 6.

Conține doar două rezistențe de reglare: Time Delay, care reglează timpul în care sarcina este oprită după ce obiectul părăsește zona controlată și Light Control, care permite sau interzice funcționarea senzorului în timpul zilei. Sarcina maximă admisă este de 1200 W. Unghiul de vizualizare al zonei controlate este de 180°, iar lungimea sa maximă este de 12 m.

Din senzor ies trei fire colorate, destinate conectării rețelei și sarcinii. În Fig.7

prezintă o diagramă pentru conectarea unui astfel de senzor la o lampă separată de ~220 V, care poate fi folosită și ca lampă de masă.

La conectarea senzorului la cablajul electric existent al casei (apartamentului), de ex. Pentru becurile și întrerupătoarele deja instalate, este important să găsiți corect firul comun al senzorului și să îl combinați cu cablajul electric. Figura 8, a, b prezintă diagrame ale secțiunii de cablare electrică înainte de a porni senzorul și după pornirea acestuia.

Dacă utilizați un senzor pentru a ilumina veranda unei case, atunci este mai bine să instalați senzorul însuși lângă becul.

Utilizarea senzorilor IR în circuitele de iluminat economisește semnificativ energie și creează confort atunci când aceștia sunt porniți/opriți automat.

2. Aprinderea automată a iluminatului în apartamente și case. Într-o astfel de situație, este mai bine să adaptați senzorul la o lampă de masă, astfel încât să poată fi stins cu ușurință atunci când nu este nevoie.

3. Anuntarea proprietarului casei despre sosirea oaspetilor. În acest caz, senzorul trebuie direcționat către poarta gardului sau spațiul din apropiere, iar pentru notificarea sonoră, utilizați un sonerie sau alt detector de sunet alimentat de ~220 V.

4. Securitatea curții gospodăriei, garaj, fermă, birou, apartament. În acest scop, puteți folosi și senzorii IR ieftini descriși mai sus, alimentați cu ~220 V. Cu toate acestea, astfel de senzori au un mare dezavantaj: dacă rețeaua se stinge, nu funcționează, deci sunt folosiți doar pentru protejarea obiectelor neimportante. . Senzorii IR alimentați de la +12 V nu prezintă aceste dezavantaje, deoarece sunt ușor furnizați cu energie de rezervă de la baterii. În acest scop, a fost dezvoltat un mic dispozitiv de recepție și control (RCD), care este montat pe perete. Adăpostește sursa de alimentare, baterii de 12 V 4 Ah sau 7 Ah și componente electronice. Toți senzorii obiectului protejat sunt conectați la un singur panou de control, care le asigură o sursă de alimentare fiabilă, primește semnale de alarmă de la ei și le transmite securității. În absența securității, puteți conecta o sirenă sonoră puternică la panoul de control, care va speria intrușii. Astfel, pentru a proteja obiectele importante, trebuie folosite kituri de panou de control cu ​​senzori IR de 12 V între ele se trage un cablu standard cu 4 fire (două fire pentru alimentare de 12 V, două pentru semnal de alarmă). Rezistoarele de reglare externe nu sunt instalate pe senzorii IR de +12 V, deoarece unele dintre funcțiile acestora sunt transferate la „umplerea electronică” a dispozitivului panoului de control.

Pentru a vă proteja curtea, senzorii IR trebuie instalați astfel încât să nu fie vizibili, altfel s-ar putea deteriora. Pentru a face acest lucru, senzori IR pot fi instalați lângă ferestrele din interiorul casei, îndreptându-și lentila spre obiectele protejate. Pentru a proteja apartamentele și birourile, în colțul camerelor sunt instalați senzori IR, iar pentru a proteja garajele și fermele, lentilele acestora sunt îndreptate spre poarta de intrare.

După cum sa menționat deja, senzorii IR ieftini pentru ~220 V și 12 V au o serie de dezavantaje, cum ar fi senzorul care se declanșează atunci când trec câini, pisici sau șoareci. Pentru a elimina acest fenomen, este necesar să instalați un senzor IR în interiorul casei pe pervazul ferestrei, să îl direcționați spre curte și să plasați un ecran de protecție în fața acestuia (Fig. 9).

În acest caz, se formează o „zonă oarbă” între sol și zona de captare a senzorului IR, în care senzorul nu răspunde la intrușii mici, dar va reacționa la o persoană care trece, deoarece persoana are o înălțime mai mare decât aceasta. zona.

La noii senzori de 12 V, proiectanții, complicând circuitul și designul senzorului, au eliminat acest dezavantaj. Astfel, senzorul israelian IR Crow SRX-1100 are adăugat un microprocesor și instalat un emițător radio cu microunde, care determină dimensiunea intrusului, îl compară cu pragurile stabilite și decide dacă da sau nu o comandă la alarmă.

Designerii din Japonia și din alte țări au rezolvat această problemă într-un mod diferit. Acestea prevedeau o deplasare (în interiorul senzorului IR) a plăcii electronice cu fototranzistorul în sus sau în jos față de punctul de focalizare al lentilelor de sticlă. Drept urmare, segmentele negre sensibile cele mai apropiate de sol sunt tăiate și se stabilește o „zonă oarbă” în apropierea solului, în care senzorul „nu vede” animalele mici. Înălțimea unghiului mort poate fi reglată prin aceeași deplasare a plăcii electronice. Există și alte modalități de a împiedica senzorii IR să răspundă la trecerea animalelor mici. Problema declanșării senzorului IR atunci când este iluminat de fulgere sau faruri auto a fost rezolvată. Desigur, toate aceste îmbunătățiri fac senzorii IR pasivi mai scumpi, dar cresc fiabilitatea securității.

Dintre varietatea mare de detectoare de securitate, senzorul de mișcare cu infraroșu este cel mai comun dispozitiv. Prețul accesibil și eficiența sunt calitățile care le-au făcut populare. Și totul datorită faptului că radiația infraroșie a fost descoperită la începutul secolului al XIX-lea.

Se află dincolo de limita luminii roșii vizibile în intervalul 0,74-2000 microni. Proprietățile optice ale substanțelor variază foarte mult și depind de tipul de iradiere. Un strat mic de apă este opac la radiația IR. Radiația infraroșie de la soare reprezintă 50% din toată energia emisă.

Zona de aplicare

Senzorii de mișcare cu infraroșu au fost folosiți pentru securitate de mult timp. Aceștia au înregistrat mișcările obiectelor calde din incintă și au transmis un semnal de alarmă către panoul de control. Au început să fie combinate cu camere video și camere. Când a avut loc o încălcare, incidentul a fost înregistrat. Apoi domeniul de aplicare sa extins. Zoologii au început să folosească capcane pentru a controla animalele studiate.

Cel mai mult, senzorii IR sunt folosiți în sistemele de casă inteligentă, unde joacă rolul unui senzor de prezență. Când un obiect cu sânge cald intră în raza de acțiune a dispozitivului, acesta aprinde iluminarea în interior sau în exterior. Economisește energie electrică și face viața mai ușoară oamenilor.

În sistemele de control al accesului, detectoarele de mișcare controlează deschiderea și închiderea ușilor din clădirile publice. Potrivit experților, piața senzorilor IR va crește cu 20% anual în următorii 3-5 ani.

Principiul de funcționare al senzorului de mișcare IR

Lucrarea detectorului IR este de a monitoriza radiația infraroșie a unei anumite zone, de a o compara cu nivelul de fundal și de a emite un mesaj pe baza rezultatelor analizei.

Senzorii de mișcare IR pentru securitate folosesc tipuri de senzori activi și pasivi. Primii își folosesc propriul transmițător pentru control, iradiind totul în zona de acoperire a dispozitivului. Receptorul primește partea reflectată a radiației IR și, pe baza caracteristicilor sale, determină dacă a existat sau nu o încălcare a zonei de securitate. Senzorii activi sunt de tip combinat, atunci când unitățile de recepție și de transmisie sunt separate, acestea sunt detectoare care monitorizează perimetrul unui obiect. Au o rază de acțiune mai mare în comparație cu dispozitivele pasive.

Un senzor de mișcare cu infraroșu pasiv nu are un emițător; În general, detectorul are două elemente sensibile capabile să detecteze radiația infraroșie. O lentilă Fresnel este instalată în fața senzorilor, împărțind spațiul în câteva zeci de zone.

O lentilă mică colectează radiația dintr-o anumită zonă a spațiului și o trimite la elementul său sensibil. O lentilă adiacentă care controlează zona adiacentă trimite un flux de radiație către al doilea senzor. Radiația din zonele învecinate este aproximativ aceeași. Dacă echilibrul este deranjat sau este depășită o anumită valoare de prag, dispozitivul anunță centrala că zona de securitate a fost încălcată.

Circuitul senzorului IR

Fiecare producător are o diagramă unică a circuitului detectorului IR, dar din punct de vedere funcțional sunt aproximativ aceleași.

Senzorul IR are un sistem optic, un element pirosensibil și o unitate de procesare a semnalului.

Sistem optic

Zona de lucru a senzorilor de mișcare moderni este foarte diversă datorită diferitelor forme sistem optic. Fasciculele diverg de la dispozitiv într-o direcție radială în planuri diferite.

Deoarece detectorul are un senzor dublu, toate fasciculele sunt bifurcate.

Sistemul optic este orientat în așa fel încât să monitorizeze un singur plan sau mai multe planuri la diferite niveluri. Poate controla spațiul într-un mod circular sau fascicul.

La construirea opticii senzorilor IR, lentilele Fresnel sunt adesea folosite, reprezentând multe fațete prismatice pe o cupă de plastic convexă. Fiecare lentilă colectează fluxul IR din zona sa de spațiu și îl trimite la elementul PIR.

Designul sistemului optic este astfel încât selectivitatea pentru toate lentilele este aceeași. Pentru a proteja insectele de căldura proprie de la elemente, în dispozitiv este instalată o cameră etanșă. Optica oglindă este rar folosită. Acest lucru crește semnificativ raza de acțiune a dispozitivului și prețul dispozitivului.

Element pirosensible

Rolul senzorului în senzorul IR este jucat de un convertor piroelectric bazat pe elemente semiconductoare sensibile. Este format din doi senzori. Fiecare dintre ele primește un flux de radiație de la două fascicule adiacente. Cu același fundal uniform, senzorul este silentios. Dacă apare un dezechilibru, într-o zonă apare o sursă suplimentară de căldură, dar nu în cealaltă, senzorul este declanșat.

Pentru a crește fiabilitatea și a reduce alarmele false, au început de curând să fie utilizate elemente PIR cvadruple. Acest lucru a crescut sensibilitatea și imunitatea la zgomot a dispozitivului. Dar a redus distanța de recunoaștere încrezătoare a intrusului. Pentru a rezolva acest lucru, trebuie să utilizați optică de precizie.

Bloc de procesare a semnalului

Sarcina principală a unității este să recunoască în mod fiabil o persoană pe un fundal de interferență.

Ele vin într-o mare varietate:

1. radiatie solara;
2. surse IR artificiale;
3. aparate de aer condiționat și frigidere;
4. animale;
5. convecția aerului;
6. interferență electromagnetică;
7. vibratie.

Unitatea de procesare pentru analiză utilizează amplitudinea, forma și durata semnalului de ieșire al convertorului piroelectric. Impactul intrusului determină un semnal bipolar simetric. Interferența produce valori asimetrice la modulul de procesare. În cea mai simplă versiune, amplitudinea semnalului este comparată cu o valoare de prag.

Dacă pragul este depășit, detectorul semnalează acest lucru trimițând un anumit semnal către panoul de control. La senzorii mai complecși, se măsoară durata depășirii pragului și numărul acestor depășiri. Pentru a crește imunitatea la zgomot a dispozitivului, se utilizează compensarea termică automată. Oferă o sensibilitate constantă pe întregul interval de temperatură.

Procesarea semnalului este efectuată de dispozitive analogice și digitale. Cele mai recente dispozitive au început să folosească algoritmi de procesare a semnalului digital, ceea ce a îmbunătățit selectivitatea dispozitivului.

Eficacitatea utilizării unui detector IR în alarmele de securitate

Eficacitatea acestuia depinde în mare măsură de alegerea corectă a tipului de senzor și a locației la locul de securitate. Senzorii de mișcare IR pasivi pentru utilizare în exterior și în interior răspund la mișcările obiectelor care sunt calde în comparație cu fundalul la anumite viteze de mișcare. La viteze mici, modificările fluxurilor de radiații infraroșii în sectoarele învecinate sunt atât de nesemnificative încât este percepută ca o derivă de fundal și nu reacționează la încălcarea zonei de securitate.

Dacă intrusul își îmbracă un costum de protecție cu izolație termică excelentă, atunci senzorul de mișcare IR nu va reacționa și nu va exista nicio perturbare a echilibrului radiațiilor în zonele învecinate. Persoana se va contopi cu radiația de fundal.

Intrusul se deplasează de-a lungul fasciculelor detectorului de mișcare cu viteză mică, caz în care este adesea tăcut.

Modificările debitului nu sunt suficiente pentru a declanșa dispozitivul. Acest lucru este valabil mai ales pentru detectoarele cu funcții de protecție a animalelor. Acestea reduc sensibilitatea pentru a evita reacțiile la apariția animalelor de companie.

Este important să instalați corect senzorul infraroșu. În funcție de configurația clădirii, este necesară utilizarea unui dispozitiv de tip „perdele”, iar acest lucru ar trebui făcut. Producătorul recomandă instalarea dispozitivului la o anumită înălțime, acest lucru trebuie respectat și el.

Pentru a crește eficiența senzorilor cu infraroșu, aceștia sunt utilizați împreună cu senzori care funcționează pe alte principii.

De obicei, se adaugă suplimentar un detector de unde radio cu sensibilitate ridicată, care reduce procentul de alarme false și crește fiabilitatea alarmei de securitate. La protejarea ferestrelor împotriva pătrunderii, este instalat suplimentar un detector cu ultrasunete care răspunde la spargerea sticlei.

Concluzie

Treptat, senzorii IR devin mai complexi, sensibilitatea lor crește, iar selectivitatea se îmbunătățește. Senzorii sunt utilizați pe scară largă în sistemele de case inteligente, supraveghere video și control acces. Partajarea cu diverse dispozitive a crescut proprietățile consumatorului senzori Sunt destinate unei vieți lungi.

Video: Senzor de mișcare, principiu de funcționare

1.3.1. Senzori de mișcare cu infraroșu (IR) optoelectronici pasivi

Pentru a crea sistemul, am decis să selectez module care să fie potrivite pentru crearea sistemului și monitorizarea perimetrului.

Am ales urmatoarele componente:

• senzor de mișcare cu infraroșu pasiv;
• modul GSM;
• sirenă.

Să le aruncăm o privire mai atentă.

În secolul 21 toată lumea este familiarizată Senzori IR– deschid ușile în aeroporturi și magazine când te apropii de ușă. De asemenea, detectează mișcarea și sună o alarmă în sistemul de alarmă de securitate.

În prezent, detectoarele pasive electro-optice în infraroșu (IR) ocupă o poziție de lider atunci când aleg să protejeze spațiile de intruziunile neautorizate în unitățile de securitate. Aspectul estetic, ușurința de instalare, configurare și întreținere le oferă adesea prioritate față de alte mijloace de detectare.

Detectoare optoelectronice pasive în infraroșu (IR).(sunt adesea numiți senzori de mișcare sau Senzori PIR) detectează faptul pătrunderii omului în porțiunea protejată (controlată) a spațiului, generează un semnal de alarmă și prin deschiderea contactelor releului executiv (releul stației de monitorizare) transmit semnalul „ anxietate» la mijloace de avertizare.

Dispozitivele terminale (TD) ale sistemelor de transmisie a notificărilor (TPS) sau un panou de control al alarmei de incendiu (PPKOP) pot fi utilizate ca mijloace de avertizare. La rândul lor, dispozitivele menționate mai sus (CU sau Panoul de control) transmit notificarea de alarmă primită prin diferite canale de transmitere a datelor către stația centrală de monitorizare (CMS) sau consola locală de securitate.

Principiul de funcționare al detectoarelor IR optic-electronice pasive se bazează pe percepția modificărilor nivelului de radiație infraroșie a fondului de temperatură, ale căror surse sunt corpul uman sau animalele mici, precum și tot felul de obiecte din câmpul lor vizual.

Senzor, sensibil la radiațiile infraroșii în intervalul 5-15 microni, detectează radiațiile termice din corpul uman. În acest interval, radiația maximă de la corpuri scade la o temperatură de 20-40 de grade Celsius.

Cu cât un obiect este mai fierbinte, cu atât emite mai mult.
spoturi cu iluminare în infraroșu pentru camere video, detectoare cu fascicul (cu două poziții) " intersecții ale grinzilor„iar panourile de control TV funcționează în intervalul de lungimi de undă mai scurt de 1 micron; regiunea vizibilă pentru om a spectrului este în regiunea 0,45-0,65 microni.

Senzori pasivi se numesc acest tip pentru că ei înșiși nu emit nimic, ei percep doar radiații termice din corpul uman.

Problema este că orice obiect la o temperatură chiar și de 0º C emite destul de mult în domeniul IR. Și mai rău, detectorul în sine emite radiații - corpul său și chiar materialul elementului sensibil.

Prin urmare, primii astfel de detectoare au funcționat numai dacă detectorul în sine a fost răcit, să zicem, la azot lichid (-196 ° C). Astfel de detectoare nu sunt foarte practice în viața de zi cu zi.

Adică, este important ca radiațiile de la o persoană să se concentreze numai pe unul dintre site-uri și, în plus, se schimbă.

Detectorul funcționează cel mai fiabil dacă imaginea unei persoane lovește mai întâi un loc, semnalul de la acesta devine mai mare decât cel de la al doilea, iar apoi persoana se mișcă astfel încât imaginea sa lovește acum al doilea loc și semnalul de la al doilea crește și din prima scade.

Astfel de modificări destul de rapide ale diferenței de semnal pot fi detectate cu ușurință chiar și pe fundalul unui semnal uriaș și variabil cauzat de toate celelalte obiecte din jur (și în special de lumina soarelui).

Orez. 1.

ÎN detectoare IR optic-electronice pasive radiația termică infraroșie lovește lentila Fresnel, după care este focalizată pe un element piroelectric sensibil situat pe axa optică a lentilei.

Detectoarele IR pasive primesc fluxuri de energie infraroșu de la obiecte și sunt convertite de un receptor piroelectric într-un semnal electric, care este furnizat printr-un amplificator și un circuit de procesare a semnalului la intrarea generatorului de notificare de alarmă ( orez. 1).

Pentru ca un intrus să fie detectat de un senzor IR pasiv, trebuie îndeplinite următoarele condiții:

• intrusul trebuie să traverseze fasciculul zonei de sensibilitate a senzorului în direcția transversală;
• mișcarea infractorului trebuie să aibă loc într-un anumit interval de viteză;
• Sensibilitatea senzorului trebuie să fie suficientă pentru a înregistra diferența de temperatură dintre suprafața corpului intrusului (ținând cont de influența îmbrăcămintei sale) și fundal (pereți, podea).

• un sistem optic care formează modelul direcțional al senzorului și determină forma și tipul zonei de sensibilitate spațială;
• un piroreceptor care înregistrează radiația termică umană;
• unitatea de procesare a semnalului a receptorului piro, care separă semnalele cauzate de o persoană în mișcare de fundalul interferenței de origine naturală și artificială.

Orez. 2.

În funcție de versiune Lentile Fresnel Detectoarele IR optic-electronice pasive au dimensiuni geometrice diferite ale spațiului controlat și pot fi fie cu o zonă de detecție volumetrică, fie cu una de suprafață sau liniară.

Raza de acțiune a acestor detectoare variază de la 5 la 20 m Aspectul acestor detectoare este prezentat în orez. 2.

Diferența dintre senzorii infraroșii activi și pasivi

Senzorii cu infraroșu devin din ce în ce mai des întâlniți în fiecare zi. Indiferent dacă îți dai seama sau nu, probabil că ai folosit un senzor infraroșu (IR) de mai multe ori în viață. Cei mai mulți dintre noi schimbăm canalele TV folosind o telecomandă care emite lumină IR și mulți dintre noi trec prin senzori de securitate care detectează mișcarea prin lumina infraroșie.

Producătorii folosesc senzori IR pe scară largă și probabil că i-ați văzut folosiți în ușile automate de garaj. Astăzi există două tipuri de senzori în infraroșu - activi și pasivi. În acest material vom vorbi despre diferențele dintre senzorii IR activi și pasivi și domeniile lor de aplicare.

Principiul de funcționare al senzorului IR este simplu. Într-un senzor IR standard, un emițător trimite lumină invizibilă către un receptor la o distanță mică. Dacă receptorul nu primește un semnal, senzorul indică faptul că între ele se află un obiect. Dar care este exact diferența dintre senzorii pasivi și activi?

Ai putea presupune că senzorii IR pasivi sunt mai puțin complexi decât omologii lor activi, dar ai greși. Funcționalitatea unui senzor PIR poate fi mai dificil de înțeles. În primul rând, toată lumea (oameni, animale, chiar și obiecte neînsuflețite) emit o anumită cantitate de radiație IR. Radiația IR pe care o emit este legată de căldura și compoziția materialului corpului sau obiectului. Oamenii nu pot vedea IR, dar oamenii au dezvoltat dispozitive electronice de detectare pentru a detecta aceste semnale invizibile.

Senzorii cu infraroșu pasiv (senzori PIR) folosesc o pereche de senzori piroelectrici pentru a detecta energia termică în mediu inconjurator. Acești doi senzori sunt instalați unul lângă celălalt, iar atunci când diferența de semnal dintre ei se schimbă (de exemplu, dacă o persoană intră în cameră), senzorul se aprinde. Radiația IR este focalizată pe fiecare dintre cei doi senzori piroelectrici folosind o serie de lentile concepute ca o carcasă a senzorului. Aceste lentile extind zona de detectare a dispozitivului.

În timp ce montarea lentilelor și electronica senzorului sunt o tehnologie complexă, aceste dispozitive sunt ușor de utilizat aplicație practică. Aveți nevoie doar de o sursă de alimentare și de o linie de masă pentru ca senzorul să producă o ieșire discretă suficient de puternică pentru a fi utilizată de microcontroler. Setările tipice includ adăugarea potențiometrelor pentru a regla sensibilitatea și ajustarea intervalului de timp în care PIR-ul rămâne aprins după ce este declanșat.

Veți vedea în mod obișnuit senzori PIR în alarmele de securitate și sistemele automate de iluminat. Aceste aplicații nu necesită ca senzorul să detecteze o anumită locație a obiectului, ci pur și simplu detectează obiecte în mișcare sau oameni într-o anumită zonă.

În timp ce senzorii PIR sunt excelenți pentru ceea ce fac dacă doriți să detectați mișcarea în general, ei nu vă vor oferi mai multe informații despre un obiect. Pentru a afla mai multe, veți avea nevoie de un senzor IR activ. Configurarea unui senzor IR activ necesită atât un emițător, cât și un receptor, dar această metodă de măsurare este mai simplă decât omologul său pasiv. Iată cum funcționează IR activ nivel de bază. Emițătorul IR produce un fascicul de lumină îndreptat către receptorul încorporat. Dacă nimic nu interferează, receptorul vede semnalul. Dacă receptorul nu vede fasciculul IR, detectează că obiectul se află între emițător și receptor și, prin urmare, este prezent în zona monitorizată.

O variantă a senzorului IR activ standard utilizează un emițător și un receptor orientați în aceeași direcție. Ambele sunt montate foarte aproape unul de celălalt, astfel încât receptorul să poată detecta reflexia radiației de la un obiect pe măsură ce acesta intră în zonă. Un reflector fix trimite semnalul înapoi. Această metodă reproduce instalarea unor unități de emitere și recepție separate, dar fără a fi necesară instalarea unei componente electrice la distanță. Fiecare metodă are avantajele și dezavantajele sale în funcție de materialul pe care senzorul îl va detecta și de alte circumstanțe specifice.

Senzorii IR activi sunt foarte des întâlniți în mediile industriale. În aceste aplicații, o pereche de emițători și receptori pot observa cu precizie dacă un obiect se află, de exemplu, într-o anumită poziție pe o bandă transportoare. De asemenea, puteți găsi senzori activi cu infraroșu în sistemele de securitate pentru ușile de garaj care previn rănirea sau defecțiunea mecanică din cauza obstacolelor în calea ușii. Indiferent de aplicația dvs., există o varietate de senzori cu infraroșu disponibili în configurații pasive și active pentru a se potrivi nevoilor dvs.

Un senzor de mișcare cu infraroșu pasiv alimentat de ~220 V este furnizat complet cu un spot cu halogen și este proiectat ca un singur dispozitiv. Se numește pasiv deoarece nu luminează zona controlată cu radiații infraroșii, ci folosește radiația infraroșie de fond, prin urmare este absolut inofensiv

Scopul senzorului IR și aplicarea practică

Senzorul este proiectat să pornească automat o sarcină, de exemplu un reflector, atunci când un obiect în mișcare intră în zona sa de control și să-l oprească după ce obiectul părăsește zona. Este folosit pentru iluminarea fațadelor caselor, curților de utilități, șantierelor etc.

Date tehnice ale senzorului PIR model 1VY7015

Tensiunea de alimentare a senzorului și a întregului dispozitiv este de ~220 V, consumul de curent al senzorului în sine în modul de securitate este de 0,021 A, ceea ce corespunde unui consum de putere de 4,62 W.

Desigur, atunci când porniți o lampă cu halogen de 150 sau 500 W, consumul de energie crește corespunzător. Raza maximă de detectare a unui obiect în mișcare (în fața senzorului) 12 m, zonă de sensibilitate în plan orizontal 120...180°, întârziere reglabilă a luminii (după ce obiectul părăsește zona de control) de la 5...10 s la 10 ...15 minute. Intervalul de temperatură de funcționare admisibil este de –10…+40°С. Umiditate admisă până la 93%.

Senzorul IR poate fi în unul dintre următoarele moduri. „Modul de securitate”, în care monitorizează „vigilent” zona controlată și este gata să pornească releul executiv (încărcare) în orice moment. „Modul de alarmă”, în care senzorul, folosind un releu executiv, a pornit sarcina, deoarece un obiect în mișcare a intrat în zona sa controlată. „Modul de repaus”, în care senzorul, aflat în starea de pornire (sub curent), în timpul zilei, nu răspunde la stimuli externi, iar odată cu apusul (întuneric) trece automat în „Modul de securitate”. Acest mod este conceput pentru a evita aprinderea luminii în timpul zilei. După ce este aplicată alimentarea, senzorul pornește în „Modul de alarmă” și apoi intră în „Modul de securitate”.

Senzorii similari sunt, de asemenea, vânduți separat. Sunt utilizate mult mai pe scară largă decât un kit (reflector cu senzor), iar în funcție de modul de alimentare, pot fi proiectate pentru o tensiune de ~220 V sau = 12 V.

Principiul de funcționare al unui senzor pasiv cu infraroșu

Radiația infraroșie de fundal a zonei controlate este focalizată de sticla frontală (lentila) pe un fototranzistor sensibil la razele infraroșii. Tensiunea joasă provenită de la acesta este amplificată cu ajutorul amplificatoarelor operaționale (op-amps) ale microcircuitului incluse în circuitul senzorului. În condiții normale, releul electromecanic al comutatorului de sarcină este dezactivat. De îndată ce un obiect în mișcare apare în zona controlată, iluminarea fototranzistorului se schimbă și emite o tensiune modificată la intrarea amplificatorului operațional. Semnalul amplificat dezechilibrează circuitul, declanșând un releu care pornește o sarcină, cum ar fi o lampă de iluminat. De îndată ce obiectul părăsește zona, lampa continuă să lumineze pentru o perioadă de timp, în funcție de timpul setat al releului electronic de timp, apoi intră în starea sa inițială - „Modul de securitate”.

Schema schematică a senzorului infraroșu pasiv model 1VY7015 este prezentată în Fig. 1. În comparație cu senzorii IR similari de 12V, circuitul acestui model este simplu. Este desenat conform schemei electrice. Deoarece producătorii nu au indicat toate elementele radio pe schema de conexiuni, autorul a trebuit să facă acest lucru el însuși. Pe o placă de 80x68 mm, elementele radio montate sunt amplasate fără a utiliza elemente CHIP.

Scopul principalelor elemente radio ale schemei de circuit

1. Unitatea de alimentare a senzorului este fără transformator, realizată folosind un condensator de stingere C2 cu o capacitate de 0,33 μF x 400 V. După puntea redresoare, dioda zener ZD (1N4749) setează tensiunea la 25 V, care este folosită pentru alimentarea înfășurării. al releului K1, iar stabilizatorul DA1 (78L08) de 25 V stabilizează 8 V, care este folosit pentru alimentarea cipul LM324 și a întregului circuit în general. Condensatorul C4 este un condensator de netezire, iar C3 protejează senzorul de interferențe de înaltă frecvență.

2. Fototranzistorul infraroșu cu trei terminale PIR D203C este „ochiul atent” al senzorului, elementul său principal, este cel care emite „comanda” de a porni releul executiv atunci când fundalul infraroșu al zonei controlate se schimbă rapid. Alimentat de +8 V prin rezistorul R15. Condensatorul C13 este un condensator de netezire, iar C12 protejează fototranzistorul de interferențe de înaltă frecvență.

3. Cipul LM324N (valoarea de piață 0,1 USD) este principalul amplificator al senzorului. Este format din 4 amplificatoare operaționale, care sunt conectate în serie (4 3 2 1) prin circuitul senzorului (elementele radio R7, C6; D1, D2; R21, D3), care asigură o amplificare ridicată a semnalului produs de IR1. fototranzistor și sensibilitate ridicată a întregului senzor. Este alimentat de 8 V („plus” – pin 4, „minus” – pin 11).

4. Scopul releului electromecanic K1 model LS-T73 SHD-24VDC-F-A (valoare de piață 0,8 USD) este de a porni sarcina sau, mai degrabă, de a-i furniza ~220 V tensiunea de +25 V a înfășurării releului prin tranzistorul VT1. Tensiunea nominală de funcționare a înfășurării releului este de 24 V, iar contactele sale, conform inscripției de pe carcasă, permit un curent de 10 A la ~ 240 V, ceea ce ridică îndoieli cu privire la capacitatea unui releu de dimensiuni atât de mici de a comuta o sarcina de 2400 W. Producătorii străini supraestimează adesea parametrii radioelementelor lor.

5. Tranzistor VT1 tip SS9014 sau 2SC511 (valoare de piață aproximativ 0,2 USD). Parametri limită principali: Uke.max=45 V, Ik.max=0,1 A. Asigură pornirea/oprirea releului K1 în funcție de raporturile de tensiune (pin 1 al LM324N și colector VT2) de pe baza acestuia.

6. Puntea (R5, R6, R7, VR2, fotorezistor CDS) și tranzistorul VT2 (SS9014, 2SC511) sunt proiectate pentru a stabili unul dintre cele două moduri de funcționare ale senzorului: „Modul de securitate” sau „Modul de repaus”. Modul necesar este asigurat de iluminarea fotorezistorului CDS (acesta, cu rezistența sa care se modifică în funcție de iluminare, indică senzorului dacă este zi sau noapte) și poziția rezistenței variabile VR2 (LUMINA DE ZI). ) glisor. Deci, când glisorul cu rezistență variabilă se află în poziția „Ziua”, senzorul funcționează atât ziua, cât și noaptea, și în poziția „Noapte” - numai noaptea, iar ziua este în modul „sleep”.

7. Un releu de timp electronic reglabil (C14, R22, VR1) asigură o întârziere pentru stingerea lămpii luminoase de la 5...10 s la 10...15 minute după ce obiectul părăsește zona controlată. Reglarea este asigurată de rezistența variabilă TIME VR1.

8. Rezistorul variabil SENS VR3 reglează sensibilitatea senzorului prin modificarea adâncimii feedback-ului negativ din amplificatorul operațional nr. 3.

9. Circuitul amortizorului R1C1 absoarbe supratensiunile care apar atunci când lampa cu halogen este aprinsă/oprită.

10. Elementele radio rămase (de exemplu, R16–R20, R11, R12 etc.) asigură funcționarea normală a amplificatorului operațional al cipului LM324N.

Când începeți să reparați un senzor IR, ar trebui să vă amintiți că toate elementele radio ale acestuia sunt sub tensiune de fază, ceea ce pune viața în pericol. Când reparați astfel de dispozitive, se recomandă să le porniți printr-un transformator de izolare. Senzorul funcționează fiabil și rareori necesită reparații, dar dacă este deteriorat, reparația începe cu o inspecție externă a plăcii de circuite. Dacă nu se constată nicio deteriorare, atunci ar trebui să verificați tensiunile de ieșire ale sursei de alimentare (25 și 8 V). Dispozitivul de alimentare și orice alt element al circuitului (microcircuit, tranzistori, stabilizator, condensatori, rezistențe) se pot defecta din cauza supratensiunii în rețeaua de alimentare sau a loviturilor de fulger și, din păcate, nu există protecție împotriva acestora în circuitul senzorului furnizat. Testerul poate verifica funcționalitatea tuturor acestor elemente, cu excepția microcircuitului. Microcircuitul, dacă se suspectează că este inoperabil, poate fi înlocuit. Veriga slabă a senzorului poate fi contactele releului K1, deoarece aceștia comută curenții de pornire semnificativi ai lămpii cu halogen, performanța lor este verificată cu un tester.

Configurarea senzorului IR

Configurarea senzorului IR presupune instalarea corectă a trei rezistențe de reglare situate în partea de jos a senzorului (Fig. 2). Ce reglementează aceste rezistențe?

TIMP– ajustează timpul de întârziere pentru stingerea lămpii cu halogen după ce obiectul care a determinat-o aprinderea a părăsit zona controlată. Interval de reglare de la 5...10 s la 10...15 min.

LUMINĂ DE ZI– setează senzorul pe „Modul de securitate” sau „Modul de repaus” în timpul zilei. Din punct de vedere fizic, poziția cursorului de rezistență variabilă permite sau interzice funcționarea senzorului în anumite condiții de iluminare. Interval de iluminare reglabil 30 lux. Deci, dacă regulatorul este rotit în sens invers acelor de ceasornic (setat la semnul „semilună”), atunci senzorul funcționează numai pe întuneric și „doarme” în timpul zilei. Dacă îl întoarceți în poziția extremă în sens invers acelor de ceasornic (semnul „soarele mic”), senzorul funcționează atât ziua, cât și noaptea, adică. toată ziua. Într-o poziție intermediară între aceste valori, senzorul poate intra în „Modul de securitate” deja la amurg. Senzorul comută automat la unul dintre modurile de mai sus.

SENS– reglează sensibilitatea senzorului, adică setează o zonă (sau interval) mai mare sau mai mică a zonei controlate.

Dezavantajele senzorului IR

Dezavantajele senzorului IR de ~220 V sunt alarmele sale false. Aceasta se întâmplă atunci când ramurile copacilor sau tufișurilor situate într-o zonă controlată se mișcă; de la o mașină care trece, sau mai precis, de la căldura motorului său; de la o sursă de căldură în schimbare, dacă se află sub senzor; de la schimbări bruște de temperatură din cauza rafalelor de vânt; de la fulgere și farurile auto; din trecerea animalelor (câini, pisici); Când sursa de alimentare clipește, senzorul este declanșat și lampa continuă să se aprindă pentru o perioadă de timp. Dezavantajele senzorului descris mai sus includ starea sa de nefuncționare în absența tensiunii ~220 V. Numărul de alarme false poate fi redus prin schimbarea poziției senzorului.

Scopul geamului frontal este lentila cu senzor IR. Pentru a extinde zona monitorizată la 120° și chiar la 180°, lentila senzorului este realizată semicirculară sau sferică. În timpul fabricării (turnării), numeroase lentile dreptunghiulare sunt prevăzute pe partea interioară. Ei împart sectorul controlat în zone mici. Fiecare lentilă, din propria sa secțiune, concentrează radiația infraroșie în centrul fototranzistorului. Împărțirea zonei controlate în secțiuni duce la faptul că zona controlată devine sub formă de evantai (Fig. 3). Ca urmare, senzorul „vede” intrusul numai în zona neagră, iar în zona albă este „orb”. Aceste zone, în funcție de numărul și dimensiunea lentilelor, au o configurație specificată de designeri. Utilizarea microprocesoarelor face posibilă eliminarea unui număr dintre dezavantajele descrise mai sus ale acestor senzori. Lentila este cel mai important element al senzorului IR. Depinde de cât de larg „vede” senzorul pe orizontală și pe verticală. Unii senzori IR au lentile interschimbabile care creează o zonă monitorizată pentru o anumită sarcină. Sticla lentilei trebuie să fie intactă (nu spartă), altfel configurația zonei sale controlate este imprevizibilă.

Aplicații ale senzorilor cu infraroșu pasiv

1. Iluminarea diferitelor încăperi, de ex. pornirea/stingerea automată a iluminatului la intrări, depozite, apartamente (case), curți și ferme. Pentru a face acest lucru, în funcție de situație, puteți utiliza fie seturile descrise mai sus de senzori IR cu spoturi, fie senzori vânduți separat. Costul kit-ului (senzor cu spot) cu o lampă cu halogen de 150 W este de 8–14 USD, iar cu o lampă de 500 W – 12–18 USD. Instalați kitul pe obiecte staționare la o înălțime de 2,5...4,5 m (Fig. 4). Înclinațiile recomandate și permise ale kitului conform instrucțiunilor sunt prezentate în Fig. 5.

Senzorii infraroșii pasivi vânduți separat pot fi proiectați pentru o tensiune de alimentare de ~220 V sau +12 V. Pentru iluminare, este mai bine să folosiți senzori de ~220 V, acestea sunt relativ ieftine (cost 8–14 USD) și, de asemenea, produc ~ 220 V la sarcină, prin urmare este ușor să conectați becurile la acestea. O variantă a unui astfel de senzor, modelul YCA 1009, este prezentată în Fig. 6. Conține doar două rezistențe de reglare: Time Delay, care reglează timpul în care sarcina este oprită după ce obiectul părăsește zona controlată și Light Control, care permite sau interzice funcționarea senzorului în timpul zilei. Sarcina maximă admisă este de 1200 W. Unghiul de vizualizare al zonei controlate este de 180°, iar lungimea sa maximă este de 12 m.

Din senzor ies trei fire colorate, destinate conectării rețelei și sarcinii. Figura 7 prezintă o diagramă pentru conectarea unui astfel de senzor la o lampă separată de ~220 V, care poate fi folosită și ca lampă de masă.

La conectarea senzorului la cablajul electric existent al casei (apartamentului), de ex. Pentru becurile și întrerupătoarele deja instalate, este important să găsiți corect firul comun al senzorului și să îl combinați cu cablajul electric. Figura 8, a, b prezintă diagrame ale secțiunii de cablare electrică înainte de a porni senzorul și după pornirea acestuia. Dacă utilizați un senzor pentru a ilumina veranda unei case, atunci este mai bine să instalați senzorul însuși lângă becul.

Utilizarea senzorilor IR în circuitele de iluminat economisește semnificativ energie și creează confort atunci când aceștia sunt porniți/opriți automat.

2. Aprinderea automată a iluminatului în apartamente și case. Într-o astfel de situație, este mai bine să adaptați senzorul la o lampă de masă, astfel încât să poată fi stins cu ușurință atunci când nu este nevoie.

3. Anuntarea proprietarului casei despre sosirea oaspetilor. În acest caz, senzorul trebuie direcționat către poarta gardului sau spațiul din apropiere, iar pentru notificarea sonoră, utilizați un sonerie sau alt detector de sunet alimentat de ~220 V.

4. Securitate curte gospodărie, garaj, fermă, birou, apartament. În acest scop, puteți utiliza, de asemenea, senzorii IR ieftini descriși mai sus, alimentați cu ~220 V.

Cu toate acestea, astfel de senzori au un mare dezavantaj: dacă rețeaua se stinge, nu funcționează, așa că sunt folosiți doar pentru protejarea obiectelor neimportante. Senzorii IR alimentați de la +12 V nu prezintă aceste dezavantaje, deoarece sunt ușor furnizați cu energie de rezervă de la baterii. În acest scop, a fost dezvoltat un mic panou de control (RCD), care este montat pe perete. Adăpostește sursa de alimentare, baterii de 12 V 4 Ah sau 7 Ah și componente electronice. Toți senzorii obiectului protejat sunt conectați la un singur panou de control, care le asigură o sursă de alimentare fiabilă, primește semnale de alarmă de la ei și le transmite securității. În absența securității, puteți conecta o sirenă sonoră puternică la panoul de control, care va speria intrușii. Astfel, pentru a proteja obiectele importante, trebuie folosite kituri de panou de control cu ​​senzori IR de 12 V între ele se trage un cablu standard cu 4 fire (două fire pentru alimentare de 12 V, două pentru semnal de alarmă). Rezistoarele de reglare externe nu sunt instalate pe senzorii IR de +12 V, deoarece unele dintre funcțiile acestora sunt transferate la „umplerea electronică” a dispozitivului panoului de control.

Pentru a vă proteja curtea, senzorii IR trebuie instalați astfel încât să nu fie vizibili, altfel s-ar putea deteriora. Pentru a face acest lucru, senzori IR pot fi instalați lângă ferestrele din interiorul casei, îndreptându-și lentila spre obiectele protejate. Pentru a proteja apartamentele și birourile, în colțul camerelor sunt instalați senzori IR, iar pentru a proteja garajele și fermele, lentilele acestora sunt îndreptate spre poarta de intrare. După cum sa menționat deja, senzorii IR ieftini pentru ~220 V și 12 V au o serie de dezavantaje, cum ar fi senzorul care se declanșează atunci când trec câini, pisici sau șoareci. Pentru a elimina acest fenomen, este necesar să instalați un senzor IR în interiorul casei pe pervazul ferestrei, să îl direcționați spre curte și să plasați un ecran de protecție în fața acestuia (Fig. 9). În acest caz, se formează o „zonă oarbă” între sol și zona de captare a senzorului IR, în care senzorul nu răspunde la intrușii mici, dar va reacționa la o persoană care trece, deoarece persoana este mai înaltă. decât această zonă.

La noii senzori de 12 V, proiectanții, complicând circuitul și designul senzorului, au eliminat acest dezavantaj. Astfel, senzorul israelian IR Crow SRX-1100 are adăugat un microprocesor și instalat un emițător radio cu microunde, care determină dimensiunea intrusului, îl compară cu pragurile stabilite și decide dacă da sau nu o comandă la alarmă. Designerii din Japonia și din alte țări au rezolvat această problemă într-un mod diferit. Acestea prevedeau o deplasare (în interiorul senzorului IR) a plăcii electronice cu fototranzistorul în sus sau în jos față de punctul de focalizare al lentilelor de sticlă. Drept urmare, segmentele negre sensibile cele mai apropiate de sol sunt tăiate și se stabilește o „zonă oarbă” în apropierea solului, în care senzorul „nu vede” animalele mici. Înălțimea „zonei oarbe” poate fi reglată prin aceeași deplasare a plăcii electronice. Există și alte modalități de a împiedica senzorii IR să răspundă la trecerea animalelor mici. Problema declanșării senzorului IR atunci când este iluminat de fulgere sau faruri auto a fost rezolvată. Desigur, toate aceste îmbunătățiri fac senzorii IR pasivi mai scumpi, dar cresc fiabilitatea securității.