Наша сеть партнеров Banwar
Останнім часом в пристроях охорони нерідко можна зустріти безконтактні датчики, що реагують на теплове випромінювання. Зовні вони виглядають як якісь коробочки з матовим склом, зверненим до зони охорони. «Матове скло» неоднорідне: воно розмежовано на сектора з різним кутом нахилу і різною щільністю щодо поверхні. Це лінзи Френеля. Залежно від типу застосовуваної лінзи можна отримувати територію перекриття (охорони) такого датчика вертикальну - типу «завісу», широку по глибині, сфокусовану або розмиту. Коли в зоні захисту з'являється випромінювач тепла - людина або тварина, - теплове випромінювання в інфрачервоному спектрі вловлюється датчиком, посилюється і управляє кінцевим силовим каскадом. Термінал - реле може управляти сиреною або будь-який інший навантаженням. Таким чином, вдалося створити автоматичний вимикач освітлення, який в активний стан наводиться при появі людини в кімнаті. Чутливість приладу регулюється зміною кута нахилу і наближення до лінзи самого датчика і електронним способом - регулюванням посилення першого каскаду схеми. У схемах охорони такі датчики отримали назви інфрачервоних датчиків руху або просто «датчиків руху». Інфрачервоний датчик - це піроелектричний детектор, що складається з чутливих керамічних поверхонь, закритих кварцовим вікном, пропускає тільки ІК промені. У корпусі типу ТО-5 реалізований польовий транзистор, що підсилює сигнал з чутливою поверхні.
Електрична схема пристрою (рис. 1.17) складається з інфрачервоного датчика PR2, двухкаскадного підсилювача і схеми затримки вимкнення. Крім того, на одному елементі D1.3 виконано фотореле, що реагує на загальну освітленість площі перекриття. Затримка вимкнення 30 ... 60 з необхідна квартирному автомату для плавного вимикання світла після можливого швидкого виходу людини з приміщення. Фотореле також необхідно для того, щоб світло включався лише під час явно недостатньою освітленості кімнати, наприклад, увечері, а не кожного разу, шегда входить людина. Обидва другорядні пристрої можна Наслідків зі схеми виключити або доповнити. Якщо залишити ітолько датчик руху, то елементи D1.3, D1.4, R17, R18, R19, • R20, PR1, R6, R7, R11, R12, R13.R14, R15, С6, С8 зі схеми потрібно Виключити, а між вив. 1 і 3 D1.2 включити компенсаційну ідепь зворотного зв'язку, аналогічну C3R2 в першому каскаді. Обмежувальний резистор R16 в такому варіанті слід підключати до точки з'єднання катодів VD1, VD2.
Мал. 1.17
Наш повний варіант приладу без збоїв працює на кухні, ^ забезпечуючи керування освітленням. Найдорожча деталь схеми - сам датчик - піроелектричний детектор марки RE46, який взятий з схем охорони. Однак з огляду на масового виробництва датчиків руху вартість його стала невелика, а .Ефективність пропонованої схеми перевершує поширені на практиці серед радіоаматорів пристрої типу ємнісних і індуктивних датчиків і інфрачервоних бар'єрів.
Схема працює в такий спосіб. Швидка зміна теплового поля в зоні активності датчика призводить до невеликих до (50 мВ) стрибків напруги на його виході. Цей сигнал посилюється першим каскадом на смуговому підсилювачі D1.1 подається на неінвертуючий вхід елемента ОУ D1.1 з тієї ж полярністю. Мікросхема D1 КР1401УД2А складається з чотирьох незалежних однотипних операційних підсилювачів, об'єднаних по харчуванню, і реалізованих на польових транзисторах по КМОП-технології. Наступний підсилювальний каскад виконаний на другому ОУ. Конденсатор С2 послаблює перешкоди, викликані штучним освітленням, коли світ вже запалено. Якщо збільшити його місткість, посилиться помехоподавленія, але знизиться чутливість - повільні в часі переміщення залишаться без реакції приладу, що неприпустимо.
Чутливість датчика можна незначно змінити резистором R4 і конденсатором С1. Дільник напруги R8 R5 R9 задає зсув ОУ близько 8В, т. Е. 2/3 Un. На компараторе D1.3 реалізовано фотореле, поріг спрацьовування якого регулюється змінним резистором R14. Фоторезистор чутливою поверхнею повинен бути закріплений на рамі і звернений до скла вікна. При затемненности фоторезистора PR1 (СФЗ-1) на виході ОУ D1.3 є позитивний потенціал, коригувальний режим посилення другого каскаду. Конденсатор С4 не пропускає постійну складову двох каскадів посилення, а конденсатор С5 стабілізує напруга зсуву D1.2. Коефіцієнт посилення перших двох ОУ регулюється резистором R4. На елементі D1.4 реалізовано реле часу, що запускається випрямленою позитивним сигналом, що приходять з виходу D1.2. Час затримки вимкнення залежить від номіналів елементів С6, R6, R7. Ланцюг R6 R7 при знаходженні оптимальної затримки доцільно замінити на один постійний резистор. Діод VD1 перешкоджає току витоку конденсатора Зб. З виходу D1.4 імпульс включення надходить на транзисторний ключ, який комутує реле К1. Реле своїми контактами на замикання включає лампу освітлення кухні. К1 - реле на напругу спрацьовування 10 ... 12 В з контактами управління навантаженням до 2 А. В якості К1 підходить автомобільне реле. Експерименти зі схемою показали, що є ще один, альтернативний, варіант підключення інфрачервоного датчика RE46 (Рис. 1.18) де показаний перший каскад посилення. Регулюється посилення змінним резистором R6.
Схему можна живити постійним стабілізованою напругою +12 ... + 14 В, отриманим від стабілізатора із знижуючим трансформатором Т1 типу ТВЗ-1-12 (рис. 1.19) або від мережевого біс-трансформаторного джерела (рис. 1.20).
Мал. 1.18
Друкована плата не розроблялася. Елементи схеми кріпляться на монтажній платі та закриваються пластмасовим корпусом типу ОПК-10. При монтажі необхідно бути обережним. Паяти датчик PR2 потрібно акуратно, бажано з антистатичним заземленим браслетом, що не перегріваючи його висновків - пайка кожного висновку не більше 1 с.
Мал. 1.19
Перегрів може вивести прилад із ладу або (що також підтверджено практикою) погіршити його чутливі характеристики.
Мал. 1.20
Лінза Френеля запозичена з охоронної системи, так як дає найбільший ефект, а виготовити її самостійно не представляється можливим. Датчик PR2 чутливої стороною акуратно приклеюють до лінзи мікрокраплі моментального клею типу «Супермомент-гель». Клей не повинен потрапляти на захисне кварцове вікно. Лінза СЕ12 створює 24 сектора (зони контролю) і забезпечує стабільну реакцію на випромінювач тепла в зоні від 1,5 до 7 м від датчика. Краї лінзи перед установкою в пластмасовий корпус необхідно прокласти прогумованої прокладкою, наприклад, кембриком від електричного кабелю. При відсутності промислової лінзи можна використовувати опукле або плоске матове оргскло розмірами 40x60 мм. Тоді чутливість погіршиться, але буде забезпечений контроль території на глибину 2 ... 3 м від поверхні датчика.
Трохи про особливості установки. Датчики руху рідко дають збої, пов'язані з помилкові спрацьовування, проте зовсім виключити їх не можна. Найчастіше причиною помилкових спрацьовувань датчиків руху є комахи, зокрема павуки, що плетуть павутину під стелею в кутках приміщення - місцях розташування піроелектричних детекторів. Вийти з положення можна двояко: скомбінувати датчик руху з іншим, наприклад, датчиком місткості або використовувати для монтажу корпусів датчиків руху стійки з каштанового дерева (павуки уникають його), періодично розпилювати інсектициди навколо корпусів піроелектричних детекторів. Крім того, небажано розміщувати датчики руху поблизу нагрівальних приладів (камін, електровентилятор, кондиціонер і інші самі по собі є джерелом випромінювання теплових сигналів ІК спектру). У кімнаті необхідні штори, що прикривають робочу поверхню датчика від попадання прямих сонячних променів з вікна через, розглянутої вище.
Література: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов - Радіоаматорам схеми, Москва 2008