Zelfgemaakte bewegingssensoren om de lichten aan te doen
De bewegingssensor is te koop in de winkel. Maar als je wat vrije tijd, weinig vaardigheden en kennis hebt, kun je zo'n sensor zelf maken. Dit bespaart wat geld en zorgt voor een aangenaam tijdverdrijf voor technische creativiteit.
Welke sensor kan onafhankelijk worden gemaakt?
Er zijn verschillende soorten bewegingssensoren en elk type kan in principe onafhankelijk worden gemaakt. Maar ultrasone en radiofrequentiesensoren zijn moeilijk te vervaardigen, vereisen speciale vaardigheden en instrumenten voor aanpassing. Daarom is het gemakkelijker om sensoren van het capacitieve en infraroodtype te vervaardigen.
Apparaten en materialen
Om een bewegingsmelder te maken heb je nodig:
- soldeerbout en verbruiksartikelen;
- aansluitdraden;
- klein gereedschap voor metaalbewerking;
- multimeter.
Je hebt ook een breadboard nodig om de sensor te maken.En het is ook fijn om een oscilloscoop te hebben om de prestaties van een apparaat te monitoren op basis van een RF-generator.
capacitieve type sensor:
Deze sensoren reageren op veranderingen in elektrische capaciteit. Op internet, in het dagelijks leven en zelfs in technische documentatie wordt vaak de foutieve term "volumetrische sensor" gebruikt. Dit concept is ontstaan door een onjuiste associatie tussen geometrische capaciteit en volume. In feite reageert de sensor op de elektrische capaciteit van de ruimte. Volume, als geometrische parameter, speelt hier geen rol.
De bewegingssensor is echt doe-het-zelf. Een eenvoudig capacitief relais kan op slechts één chip worden gemonteerd. Om de sensor te construeren, werd een K561TL1 Schmitt-trigger gebruikt. De antenne is een draad of een staaf van enkele tientallen centimeters lang, of een andere geleidende structuur van vergelijkbare afmetingen (metalen gaas, enz.). Wanneer een persoon nadert, neemt de capaciteit tussen de pin en de vloer toe, de spanning op pinnen 1.2 van de microschakeling neemt toe. Wanneer de drempel wordt bereikt, "keert de trigger om", opent de transistor via het bufferelement D1 / 2 en voedt de belasting. Het kan een laagspanningsrelais zijn.
Het nadeel van dergelijke eenvoudige sensoren is onvoldoende gevoeligheid. Voor de werking ervan is het vereist dat een persoon zich op een afstand van enkele tientallen of zelfs centimeters van de antenne bevindt. Circuits met een RF-generator zijn gevoeliger, maar ze zijn ingewikkelder. Het opwinden van onderdelen kan ook een probleem zijn. In de meeste gevallen zul je ze zelf moeten maken.
Het voordeel van deze schakeling is de mogelijkheid om een kant-en-klare transformator van een transistorontvanger ST1-A te gebruiken.Het is opgenomen in het generatorcircuit (inductief "driepunts") op de transistor VT1. Weerstand R1 regelt de diepte van feedback, waardoor het optreden van oscillaties wordt bereikt. Trillingen in de generator worden omgezet in wikkeling III, gelijkgericht door de diode VD1. De gelijkgerichte spanning opent de transistor VT2, deze levert een positieve potentiaal aan de stuurelektrode van de thyristor. De thyristor, die opent, bekrachtigt relais K1, waarvan de contacten kunnen worden gebruikt om een alarm aan te sluiten.
De antenne is een stuk draad van ongeveer 0,5 meter lang. Wanneer een persoon nadert (op een afstand van 1,5-2 meter), verstoort de capaciteit die door zijn lichaam in het generatorcircuit wordt geïntroduceerd de oscillaties. De spanning op de wikkeling III verdwijnt, de transistor sluit, de thyristor schakelt uit, het relais valt af.
Montage van de detector
Om een zelfgemaakte sensor in elkaar te zetten, kun je een printplaat maken. Bijvoorbeeld de LUT-methode. De technologie is eenvoudig en gemakkelijk te beheersen. Maar als de fabricage van de sensor eenmalig is, heeft het geen zin om tijd te verspillen aan experimenten. De beste oplossing zou zijn om een breadboard-printplaat te gebruiken.
Het is een bord met gemetalliseerde gaten met een standaard spoed, waarin elektronische componenten kunnen worden gesoldeerd. De verbinding met het circuit wordt gemaakt door de geleiders op de overeenkomstige punten te solderen.
Je kunt ook een soldeerloze breadboard gebruiken, maar de betrouwbaarheid van de verbindingen erop is veel lager. Deze optie kun je het beste overlaten om te experimenteren en de kunst van het circuit aan te scherpen.
De gezondheid van elektronische componenten controleren
Allereerst is het noodzakelijk om de geselecteerde onderdelen te inspecteren.Als ze niet in gebruik waren, zijn er geen sporen van solderen en is er geen mechanische schade, dan heeft verdere verificatie niet veel zin. De kans dat de componenten werken is 99 procent. Anders is het een goed idee om de details te controleren:
- weerstanden worden aangeroepen met een multimeter - deze moet de nominale weerstand weergeven (rekening houdend met de nauwkeurigheidsklasse van de weerstand);
- kronkelende delen ring voor de afwezigheid van een pauze;
- kleine condensatoren met een tester kunnen alleen worden gecontroleerd op de afwezigheid van kortsluiting;
- grote condensatoren kunnen worden gecontroleerd met een multimeter met draaiknop in de weerstandstestmodus - de pijl moet naar rechts bewegen en dan langzaam terugkeren naar nul (links);
- diodes worden gecontroleerd met een tester in de diodetestmodus - in de ene positie moet de weerstand oneindig zijn, in de andere zal de multimeter een bepaalde waarde weergeven (afhankelijk van het type diode);
- bipolaire transistors worden getest in dezelfde modus als twee diodes - tussen de basis en collector en tussen de basis en emitter.
Belangrijk! Veldeffecttransistoren met een pn-overgang (KP305, etc.) worden op dezelfde manier gecontroleerd (gate-source, gate-drain), maar de multimeter zal enige weerstand vertonen tussen de drain en source (oneindig voor een bipolaire).
Microschakelingen kunnen niet worden gecontroleerd met een multimeter.
Bord markeren en trimmen
Verder moeten alle componenten zodanig op het bord worden geplaatst dat toekomstige verbindingen worden geoptimaliseerd. Om dit te doen, moeten ze in een hoek of aan een kant worden geplaatst. Trek vervolgens lijnen, verwijder elementen en knip het overtollige af.Dit kan worden weggelaten, maar dan neemt het bord meer ruimte in beslag en heeft het een grotere behuizing nodig (en dit is nodig als de detector buiten wordt geïnstalleerd).
De randen van het bord moeten worden bewerkt met een vijl. Heeft geen invloed op de prestaties, maar ziet er beter uit.
Vervolgens worden de onderdelen teruggeplaatst, in de gaten gesoldeerd en volgens het schema met geleiders verbonden.
De video laat zien hoe je een bewegingssensor maakt om het licht van de module voor Arduino in te schakelen.
Infraroodsensor en Arduino
Op het Arduino-platform kun je een goede bewegingssensor maken. De elektronische "constructor" omvat een PIR-sensormodule HC-SR501. Het bevat een infrarooddetector die op afstand reageert op temperatuurveranderingen met een controller.
De module is volledig compatibel met het moederbord en is er met drie draden op aangesloten.
| Uitgang IR-module | GND | VCC | UIT |
| Arduino Uno Pinout | GND | +5V | 2 |
Om het systeem te laten werken, moet je de volgende schets uploaden naar Arduino:
Eerst worden constanten ingesteld die het doel van de pinnen van het moederbord bepalen:
const int IRPin=2
De IRPin-constante betekent het pinnummer voor invoer van de sensor, het krijgt de waarde 2.
const int OUTpin=3
De OUTpin-constante betekent het pinnummer voor de uitgang naar het uitvoerende relais, het krijgt de waarde 3.
De sectie void setup() stelt in:
- Serieel.begin(9600) - snelheid van uitwisseling met de computer;
- pinMode(IRPin, INPUT) – pin 2 is toegewezen als ingang;
- pinMode(OUTpin, OUTPUT) – pin 3 is toegewezen als uitgang.
In de lege lussectie van de constante val de waarde van de ingang van de sensor wordt toegewezen (nul of één). Verder lijkt, afhankelijk van de waarde van de constante, uitgang 3 hoog of laag.
De prestaties controleren en sensoren configureren
Voordat de gemonteerde sensor voor de eerste keer wordt ingeschakeld, moet de installatie zorgvuldig worden gecontroleerd. Als er geen fouten worden gevonden, kan er spanning worden toegepast. Binnen een paar seconden na het inschakelen van de stroom is het noodzakelijk om de afwezigheid van lokale oververhitting en rook te controleren. Als de "rooktest" is geslaagd, kunt u de prestaties van de sensoren controleren. Sensoren op de Schmitt-trigger en Arduino hoeven niet te worden afgesteld. Het is alleen nodig om de aanwezigheid van een object in de buurt van de sensor te simuleren (hand opsteken) en de verandering in het signaal aan de uitgang te regelen. Een detector op basis van een RF-generator vereist het instellen van de starttijd van de generatie met behulp van potentiometer P1. U kunt het begin van oscillaties regelen met een oscilloscoop of door op een relais te klikken.
Aansluiting laden
Als de sensor operationeel is, kan er een belasting op worden aangesloten. Het kan de ingang zijn van een ander elektronisch apparaat (pieper), maar vaak is de detector nodig om de verlichting te regelen. Het probleem is dat het laadvermogen van de output van een zelfgemaakte sensor het niet mogelijk maakt om zelfs lampen met een laag vermogen rechtstreeks aan te sluiten. Dat is waarom een tussensleutel in de vorm van een relais is vereist.
Voordat u de starter aansluit, moet u ervoor zorgen dat u met de contacten van het uitgangsrelais van de sensor de spanning van 220 volt kunt schakelen. Anders moet u een extra relais installeren.
De Arduino-uitgang is zo laag vermogen dat hij niet rechtstreeks een relais of starter kan aansturen. U heeft een extra relais nodig met een transistorschakelaar.
Als alle fasen van montage en configuratie zijn gelukt, kunt u de sensor permanent installeren, de definitieve aansluiting maken en genieten van de goed werkende automatisering.
