Esquemas de sensores de movimiento y el principio de su funcionamiento, diagramas de conexión.
El sensor de movimiento se usa con mayor frecuencia para encender las luces cuando pasa o está cerca de ellas. Con él, puede ahorrar bien la electricidad y evitar tener que accionar el interruptor.
Este dispositivo también se utiliza en sistemas de alarma para detectar intrusiones no deseadas. Además, también se pueden encontrar en las líneas de producción, allí se necesitan para la ejecución automatizada de cualquier tarea tecnológica. Los sensores de movimiento a veces se denominan sensores de presencia.
Contenido del artículo
Tipos de sensores de movimiento
Los sensores de movimiento se distinguen según el principio de funcionamiento, su funcionamiento, precisión de funcionamiento y características de uso dependen de esto. Cada uno de ellos tiene fortalezas y debilidades. El precio final de un sensor de este tipo también depende del diseño y el tipo de elemento utilizado.
El sensor de movimiento se puede hacer en la misma carcasa y en diferentes carcasas (la unidad de control está separada del sensor).
Contacto
La opción de sensor de movimiento más simple es usar un interruptor de límite o un interruptor de láminas. Un interruptor de láminas (contacto sellado) es un interruptor que funciona cuando aparece un campo magnético.
La esencia del trabajo es instalar un interruptor de límite con contactos normalmente abiertos o un interruptor de láminas en la puerta, cuando lo abre y entra a la habitación, los contactos se cerrarán, encenderán el relé y encenderán la iluminación. Tal esquema se muestra a continuación.
Infrarrojo
Se activan por radiación térmica, reaccionan a los cambios de temperatura. Cuando ingresa al campo de visión de dicho sensor, se activa por la radiación térmica de su cuerpo. La desventaja de este método de determinación son los falsos positivos. La radiación térmica es inherente a todo lo que está alrededor. Aquí hay unos ejemplos:
1. El sensor de movimiento IR está ubicado en una habitación con un calentador eléctrico, que se enciende y apaga periódicamente mediante un temporizador o termostato. Cuando el calentador está encendido, es posible que se produzcan falsas alarmas.
Puede intentar evitar esto mediante un largo y minucioso ajuste de sensibilidad, así como un intento de dirigirlo para que no haya ningún calentador en la línea de visión.
2. Cuando se instala al aire libre, es posible que se dispare por ráfagas de viento cálido.
En general, estos sensores funcionan bien, aunque esta es la opción más económica. Se utiliza un sensor PIR como elemento sensible, crea un campo eléctrico proporcional a la radiación térmica.
Pero el sensor en sí no tiene una directividad amplia, se instala una lente de Fresnel encima.
Sería más correcto decir: una lente multisegmento o una lente múltiple. Preste atención a la ventana de dicho sensor, está dividida en secciones, estos son los segmentos de la lente, enfocan la radiación entrante en un haz estrecho y la dirigen al área sensible del sensor. Como resultado, rayos de radiación de diferentes direcciones caen sobre la pequeña ventana receptora del sensor piroeléctrico.
Para aumentar la eficiencia de la detección de movimiento, se pueden instalar sensores dobles o cuartos o varios por separado. Por lo tanto, se amplía el campo de visión del dispositivo.
Con base en lo anterior, se debe tener en cuenta que el sensor no debe exponerse a la luz de la lámpara, y no debe haber lámparas incandescentes en su campo de visión, esta también es una fuente fuerte de radiación IR, entonces el funcionamiento del el sistema en su conjunto será inestable e imprevisto. IR no atraviesa bien el vidrio, por lo que no funcionará si camina detrás de una ventana o puerta de vidrio.
Este es el tipo de sensor más común, puede comprarlo o puede ensamblarlo usted mismo sobre la base, así que consideremos su diseño en detalle.
Cómo montar un sensor de movimiento IR con tus propias manos
La opción más común es el HC-SR501. Se puede comprar en una tienda de piezas de radio, en ali-express, a menudo se suministra en kits de Arduino. Se puede usar tanto en conjunto con un microcontrolador como de forma independiente.
Es una placa de circuito impreso con un microcircuito, un fleje y un sensor PIR. Este último está cubierto con una lente, hay dos potenciómetros en el tablero, uno de ellos regula la sensibilidad y el segundo es el tiempo que una señal está presente en la salida del sensor. Cuando se detecta movimiento, aparece una señal en la salida y se mantiene el tiempo establecido.
Es alimentado por un voltaje de 5 a 20 voltios, funciona a una distancia de 3 a 7 metros, y la señal de salida se mantiene de 5 a 300 segundos, puede extender este período si usa un solo vibrador en el NE555, un microcontrolador o un relé de retardo de tiempo. El ángulo de visión es de unos 120 grados.
La foto muestra el conjunto del sensor (izquierda), la lente (abajo a la derecha), el reverso de la placa (arriba a la derecha).
Echemos un vistazo más de cerca al tablero. En su parte frontal hay un elemento sensible. En la parte posterior hay un microcircuito, su correa, a la derecha hay dos resistencias de sintonización, donde la superior es el tiempo de retardo de la señal y la inferior es la sensibilidad.
En la parte inferior derecha hay un puente para cambiar entre los modos H y L. En el modo L, el sensor produce una señal de salida solo durante el período de tiempo establecido por el potenciómetro. El modo H da una señal mientras estás en el rango del sensor, y cuando lo dejas, la señal desaparecerá después de un tiempo establecido por el potenciómetro superior.
Si desea utilizar el sensor sin microcontroladores, ensamble este circuito, todos los elementos están firmados.
El circuito se alimenta a través de un condensador de extinción, la tensión de alimentación se limita a 12V mediante un diodo zener. Cuando aparece una señal positiva en la salida del sensor, el relé P se enciende a través del transistor NPN (por ejemplo, BC547, mje13001-9, KT815, KT817 y otros). Se puede utilizar un relé de coche o cualquier otro con bobina de 12V.
Si necesita implementar otras funciones, puede usarlo junto con un microcontrolador, como una placa Arduino. A continuación se muestra el diagrama de conexión y el código del programa.
Ultrasónico
El emisor opera a altas frecuencias, de 20 kHz a 60 kHz. Esto lleva a un problema: los animales, como los perros, son sensibles a estas frecuencias, además, se utilizan para asustarlos y entrenarlos. Dichos sensores pueden molestarlos y causar problemas.
El sensor de movimiento ultrasónico funciona con el efecto Doppler. La onda radiada, reflejada por un objeto en movimiento, regresa y es recibida por el receptor, mientras que la longitud de onda (frecuencia) cambia ligeramente. Esto se detecta y el sensor emite una señal que se utiliza para controlar el relé o triac y cambiar la carga.
El sensor calcula bien los movimientos, pero si los movimientos son muy lentos, puede que no funcione. La ventaja es que no son sensibles a los cambios en las condiciones ambientales.
Láser o fotosensores
Tienen un emisor (por ejemplo, un LED IR) y un receptor (un fotodiodo de espectro similar). Este es un sensor simple, se puede implementar en dos versiones:
1. El emisor y el fotodiodo están montados en el pasaje (área controlada) uno frente al otro. Cuando lo atraviesas, bloqueas la radiación y no llega al receptor, entonces se dispara el sensor y se enciende el relé. Esto también se puede utilizar en sistemas de alarma.
2. El emisor y el fotodiodo están uno al lado del otro, cuando estás en el área del sensor, la radiación se refleja en ti y golpea el fotodiodo. Esto también se denomina sensor de obstáculos y se utiliza con éxito en robótica.
Microondas
También consta de un transmisor y un receptor. El primero genera una señal de alta frecuencia, el segundo las recibe. A medida que pasa, la frecuencia cambia. El receptor está configurado de tal manera que cuando cambia la frecuencia, la señal se amplifica y se transmite al órgano ejecutivo, como un relé, y se enciende la carga.
Los sensores de movimiento de microondas son muy sensibles, le permiten “ver” un objeto incluso detrás de una puerta o detrás de un vidrio, pero esto también causa problemas de falsas alarmas cuando el objeto está fuera del campo de visión previsto.
Estos son sensores bastante caros, pero responden incluso a los movimientos más pequeños.
Los dispositivos capacitivos funcionan de manera similar. Tal esquema se muestra a continuación.
Cómo conectar un sensor de movimiento
Puede encontrar innumerables opciones y esquemas para conectar un sensor de movimiento según sus necesidades, a veces necesita que el sistema funcione cuando se mueve en diferentes lugares, por ejemplo, el alumbrado público en el camino de la casa a la puerta y viceversa. , en otros casos hay que forzar el encendido o apagado de las luces, etc. .d. Veremos varias opciones.
Por lo general, un sensor de movimiento tiene tres cables o tres terminales para la conexión:
1. Fase entrante.
2. Salida de fase para alimentar la carga.
Si no tiene suficiente potencia del sensor, use un relé intermedio y un arrancador magnético con una bobina de 220V. Para hacer esto, en lugar de una bombilla en los diagramas a continuación, se conectan los cables de la bobina.
Esquema No. 1. La lámpara se enciende solo desde el sensor de movimiento.
Esquema No. 2. La lámpara se enciende desde el sensor de movimiento o desde el interruptor (inclusión forzada).
Esquema No. 3. El sensor de movimiento está desactivado. Por lo tanto, no funcionará cuando no lo necesite, por ejemplo, durante el día.
Esquema No. 4: encender la lámpara desde dos sensores ubicados en diferentes lugares.
La foto a continuación muestra los terminales a los que se conectan los cables de alimentación.
Conclusión
El uso de sensores de movimiento, no importa cómo suene, es un paso hacia una casa inteligente. En primer lugar, ayudará a ahorrar energía y vida útil de la lámpara. En segundo lugar, eliminará la necesidad de accionar el interruptor cada vez. Para la iluminación exterior, con la configuración adecuada, puedes hacer que la luz se encienda cuando te acerques a la puerta de la casa.
Si la distancia desde la puerta hasta la casa es de 7 a 10, puede arreglárselas con un sensor, entonces no tiene que tender un cable al segundo sensor o ensamblar un circuito con un interruptor de paso.
Como ya se mencionó, los sensores IR son los más comunes, son suficientes para tareas simples, si necesita más sensibilidad o precisión, busque otros tipos de sensores.
Sensor de movimiento para encender las luces
No es razonable encender las luces en algunas habitaciones o en la calle durante todo el período de oscuridad. Para que la luz se encienda solo cuando sea necesario, se coloca un sensor de movimiento en el circuito de alimentación de la lámpara. En el estado “normal”, rompe el circuito de alimentación. Cuando aparece un objeto en movimiento en su área de cobertura, los contactos se cierran, la iluminación se enciende. Después de que el objeto desaparece del área de cobertura, la luz se apaga. Tal algoritmo de trabajo se mostró perfectamente en el alumbrado público, en la iluminación de cuartos de servicio, pasillos, sótanos, porches y escaleras. En general, en aquellos lugares donde la gente aparece solo periódicamente. Entonces, por economía y conveniencia, es mejor poner un sensor de movimiento para encender la luz.
Tipos y variedades
Los sensores de movimiento para encender la luz pueden ser de diferentes tipos, diseñados para diferentes condiciones de funcionamiento. En primer lugar, debe ver dónde se puede instalar el dispositivo.
Se necesita un sensor de movimiento para encender la luz no solo en la calle
Los sensores de movimiento para exteriores tienen un alto grado de protección del cuerpo. Para el funcionamiento normal al aire libre, se toman sensores con un IP de al menos 55, pero más alto es mejor. Para la instalación en la casa, puede tomar IP 22 y superior.
Tipo de comida
A continuación, debe considerar de qué fuente se alimenta el sensor de luz. Existen las siguientes opciones:
- Sensores cableados alimentados a 220 V.
- Inalámbrico, alimentado por pilas o acumuladores.
El grupo más numeroso son los cableados para conectarse a 220 V. Hay menos inalámbricos, pero también son suficientes. Son buenos si necesita encender la iluminación alimentada por fuentes de corriente de bajo voltaje, por ejemplo, baterías o paneles solares.
Método para determinar la presencia de movimiento.
El sensor de movimiento para encender la luz puede detectar objetos en movimiento utilizando varios principios de detección:
- Sensores de movimiento infrarrojos. Reaccionan al calor emitido por el cuerpo de las criaturas de sangre caliente. Pertenecen a los dispositivos pasivos, ya que ellos mismos no producen nada, solo registran radiación. Estos sensores también reaccionan al movimiento de los animales, por lo que puede haber falsos positivos.
- Sensores acústicos de movimiento (ruido). También pertenecen al grupo de equipos pasivos. Reaccionan al ruido, pueden encenderse desde el pop, el sonido de la puerta al abrirse. Se pueden usar en los sótanos de casas particulares, donde el ruido solo se produce cuando alguien entra. En otros lugares, el uso es limitado.
La mayoría de las veces, los sensores de movimiento infrarrojos se utilizan para encender la luz en la calle o en el hogar. Tienen un precio bajo, una amplia gama, una gran cantidad de ajustes que te ayudarán a configurarlo. En escaleras y pasillos largos es mejor poner un sensor con ultrasonidos o microondas. Son capaces de encender la luz incluso si todavía estás lejos de la fuente de luz. Se recomiendan microondas para la instalación en sistemas de seguridad: detectan movimiento incluso detrás de las particiones.
características técnicas
Una vez que haya decidido qué sensor de movimiento instalará para encender la luz, debe seleccionar sus características técnicas.
En las características técnicas de los modelos inalámbricos también está la frecuencia en la que funcionan y el tipo de baterías.
Угол обзора
El sensor de movimiento para encender la luz puede tener un ángulo de visión diferente en el plano horizontal, de 90 ° a 360 °. Si se puede acercar a un objeto desde cualquier dirección, se instalan sensores con un radio de 180-360 °, según su ubicación. Si el dispositivo está montado en una pared, 180° es suficiente, si está en un poste, ya se necesitan 360°. En interiores, puede usar aquellos que rastrean el movimiento en un sector estrecho.
Dependiendo de la ubicación de instalación y la zona de detección requerida, se selecciona el radio de visión
Si solo hay una puerta (cuarto de servicio, por ejemplo), un sensor de banda estrecha puede ser suficiente. Si se puede ingresar a la habitación desde dos o tres lados, el modelo debe poder ver al menos 180 °, y preferiblemente en todas las direcciones. Cuanto más amplia sea la “cobertura”, mejor, pero el costo de los modelos de gran angular es mucho mayor, por lo que vale la pena partir del principio de suficiencia razonable.
También hay un ángulo de visión vertical. En los modelos económicos convencionales es de 15-20°, pero hay modelos que pueden cubrir hasta 180°. Los detectores de movimiento de gran angular generalmente se instalan en sistemas de seguridad y no en sistemas de iluminación, ya que su costo es sólido. En este sentido, vale la pena elegir correctamente la altura de instalación del dispositivo: de modo que la “zona muerta”, en la que el detector simplemente no ve nada, no esté en el lugar donde el movimiento es más intenso.
Rango de acción
Aquí nuevamente, vale la pena elegir teniendo en cuenta si se instalará un sensor de movimiento en la habitación para encender la luz o en la calle. Para habitaciones con un alcance de 5-7 metros, será suficiente con la cabeza.
Rango de acción elegir con un margen
Para la calle, es deseable la instalación de más “de largo alcance”. Pero mira aquí también: con un gran radio de cobertura, los falsos positivos pueden ser muy frecuentes. Así que demasiada cobertura puede incluso ser una desventaja.
Potencia de las lámparas conectadas
Cada sensor de movimiento para encender la luz está diseñado para conectar una determinada carga; puede pasar una corriente de cierta clasificación a través de sí mismo. Por lo tanto, al elegir, debe conocer la potencia total de las lámparas que conectará el dispositivo.
La potencia de las lámparas conectadas es fundamental si se enciende un grupo de lámparas o una lámpara potente.
Para no pagar de más por el aumento del ancho de banda del sensor de movimiento, e incluso ahorrar en las facturas de electricidad, no use lámparas incandescentes, sino más económicas: descarga de gas, fluorescente o LED.
Método y lugar de instalación.
Además de la división explícita en calle y “casa”, existe otro tipo de división según el lugar de instalación de los sensores de movimiento:
- Modelos de cuerpo. Una pequeña caja que se puede montar en un soporte. El soporte se puede fijar:
- en el techo;
- en la pared.
Si la iluminación se enciende solo para aumentar la comodidad, se eligen modelos de armarios, ya que con iguales características son más económicos. Embebido puesto en sistemas de seguridad. Son pequeños pero más caros.
Características adicionales
Algunos detectores de movimiento tienen características adicionales. Algunos de ellos son excesivos, otros, en ciertas situaciones, pueden ser útiles.
- Sensor de luz incorporado. Si el sensor de movimiento para encender la luz está instalado en la calle o en una habitación con ventana, no es necesario encender la luz durante el día, la iluminación es suficiente. En este caso, se integra un fotorrelé en el circuito o se usa un detector de movimiento con un fotorrelé incorporado (en una carcasa).
- Protección animal. Una característica útil si hay gatos, perros. Con esta función, los falsos positivos son mucho menores. Si el perro es grande, incluso esta opción no se guardará. Pero con gatos y perros pequeños funciona bien.
Estas son todas las características que pueden ser útiles. Preste especial atención a la protección de los animales y al retraso del apagado. Estas son opciones realmente útiles.
Donde colocar
Debe instalar el sensor de movimiento para encender la iluminación correctamente; para que funcione correctamente, siga ciertas reglas:
- No debe haber artefactos de iluminación cerca. La luz interfiere con el funcionamiento correcto.
- No debe haber aparatos de calefacción o acondicionadores de aire cerca. Los detectores de movimiento de cualquier tipo reaccionan a las corrientes de aire.
En habitaciones grandes, es mejor instalar el dispositivo en el techo. Su radio de visión debe ser de 360°. Si el sensor debe encender la iluminación por cualquier movimiento en la habitación, se instala en el centro, si solo se controla una parte, la distancia se elige para que la “zona muerta” de la pelota sea mínima.
Sensor de movimiento para encender la luz: esquemas de instalación
En el caso más simple, el sensor de movimiento está conectado a una ruptura en el cable de fase que va a la lámpara. Si estamos hablando de una habitación oscura sin ventanas, este esquema es eficiente y óptimo.
Esquema de encendido del sensor de movimiento para encender la luz en una habitación oscura
Si hablamos específicamente sobre la conexión de cables, entonces la fase y el cero se conectan a la entrada del sensor de movimiento (generalmente firmado L para fase y N para neutral). Desde la salida del sensor, la fase se alimenta a la lámpara, y le tomamos cero y tierra desde el escudo o desde la caja de conexiones más cercana.
Si estamos hablando de alumbrado público o de encender la luz en una habitación con ventanas, deberá instalar un sensor de luz (fotorrelé) o instalar un interruptor en la línea. Ambos dispositivos evitan que la iluminación se encienda durante el día. Es solo que uno (relé de fotos) funciona en modo automático, y el segundo es activado por la fuerza por una persona.
Diagrama de cableado para un sensor de movimiento en la calle o en una habitación con ventanas. En lugar del interruptor, puede haber un fotorrelé
También se colocan en el espacio del cable de fase. Solo cuando se utiliza un sensor de luz, debe colocarse frente al relé de movimiento. En este caso, recibirá energía solo después de que oscurezca y no funcionará “inactivo” durante el día. Dado que cualquier electrodoméstico está diseñado para un cierto número de operaciones, esto extenderá la vida útil del sensor de movimiento.
Todos los esquemas descritos anteriormente tienen un inconveniente: la iluminación no se puede encender durante mucho tiempo. Si necesita realizar algún trabajo en las escaleras por la noche, tendrá que moverse todo el tiempo, de lo contrario, la luz se apagará periódicamente.
Diagrama de conexión del sensor de movimiento con la posibilidad de encendido de larga duración (sin pasar por el sensor)
Se instala un interruptor en paralelo con el detector para permitir que la iluminación se encienda durante mucho tiempo. Mientras está apagado, el sensor está en funcionamiento, la luz se enciende cuando se activa. Si necesita encender la lámpara durante un período prolongado, mueva el interruptor. La lámpara permanece encendida todo el tiempo hasta que el interruptor se vuelve a colocar en la posición de apagado.
Ajuste (configuración)
Después de la instalación, se debe configurar el sensor de movimiento para encender la luz. Para ajustar casi todos los parámetros de la caja hay pequeños controles giratorios. Se pueden girar insertando una uña en la ranura, pero es mejor usar un destornillador pequeño. Describamos el ajuste de un sensor de movimiento tipo DD con un sensor de luz incorporado, ya que se instalan con mayor frecuencia en casas particulares para automatizar el alumbrado público.
Ángulo de inclinación
Para aquellos sensores que están montados en las paredes, primero debe establecer el ángulo de inclinación. Se fijan en soportes giratorios, con la ayuda de los cuales se cambia su posición. Debe elegirse de modo que el área controlada sea la más grande. No será posible dar recomendaciones exactas, ya que depende del ángulo de visión vertical del modelo y de la altura a la que lo colgaste.
El ajuste del sensor de movimiento comienza con la elección del ángulo de inclinación
La altura óptima de instalación del sensor de movimiento es de unos 2.4 metros. En este caso, incluso aquellos modelos que pueden abarcar solo 15-20° verticalmente controlan suficiente espacio. Ajustar el ángulo de inclinación es un nombre muy tosco para lo que tienes que hacer. Irás cambiando gradualmente el ángulo de inclinación, comprueba cómo funciona el sensor en esta posición desde diferentes puntos de entrada posibles. Fácil, pero tedioso.
Чувствительность
En el caso, este ajuste está firmado SEN (del inglés sensitivo – sensibilidad). La posición se puede cambiar de mínimo (min/low) a máximo (max/hight).
Básicamente, la configuración se ve así
Esta es una de las configuraciones más difíciles, ya que determina si el sensor funcionará en animales pequeños (gatos y perros). Si el perro es grande, no será posible evitar falsos positivos. Con animales medianos y pequeños esto es bastante posible. El procedimiento de configuración es el siguiente: ajústelo al mínimo, verifique cómo funciona para usted y para los habitantes más pequeños. Si es necesario, aumente gradualmente la sensibilidad.
Tiempo de retardo
Los diferentes modelos tienen un rango de retardo de apagado diferente, de 3 segundos a 15 minutos. Debe insertarse de todos modos, girando la rueda de ajuste. Suele estar firmado por Time (traducido del inglés como “time”).
Tiempo de brillo o tiempo de retardo: elige lo que más te guste
Aquí todo es relativamente fácil: conociendo el mínimo y el máximo de su modelo, elija aproximadamente la posición. Después de encender la linterna, congele y anote el tiempo después del cual se apagará. A continuación, cambie la posición del regulador en la dirección deseada.
Nivel de iluminacion
Este ajuste se refiere a un relé fotográfico que, como acordamos, está integrado en nuestro sensor de movimiento para encender la luz. Si no hay un relé fotográfico incorporado, simplemente no lo será. Este ajuste se firma LUX, las posiciones extremas se firman min y max.
Se pueden ubicar en la parte delantera o trasera de la caja.
Al conectar, coloque el regulador en la posición máxima. Y por la noche, con ese nivel de iluminación, cuando creas que la luz ya debería encenderse, gira la perilla lentamente a la posición min hasta que la lámpara/linterna se encienda.
