Промышленный датчик движения - описание работы и схема

pir sensor
Схема датчика движения
   Наверняка у многих в подъезде, на даче, либо в гараже стоит датчик движения, который включает свет или сигнализацию. Что же представляет из себя данный прибор? А датчик движения представляет собой пассивный инфракрасный детектор.
   Питается датчик, как вы сами догадались, от сети переменного тока ~220 В. Максимальная дальность обнаружения движения объекта (впереди датчика) 12 м, зона чувствительности в горизонтальной плоскости 120...1800, регулируемая задержка освещения (после выхода объекта из зоны контроля) от 5... 10 с до 10... 15 мин. Допустимый температурный диапазон эксплуатации -10...+40°С. Допустимая влажность до 93%.
  Датчик движения имеет три режима работы. Режим охраны, в котором он постоянно сканирует контролируемую зону и в случае обнаружения изменения инфракрасного фона включить реле, которое и включает нагрузку (лампа освещения, сигнализация, и т п). Режим тревоги, при котором датчик с помощью реле включил нагрузку, так как в его контролируемою зону попал движущийся объект. Спящий режим, при котором датчик, находясь во включенном состоянии (под током), в дневное время, не реагирует на внешние раздражители, а с наступлением сумерек (темноты) автоматически переходит в режим охраны. Этот режим предусмотрен для того, чтобы не включать освещение в дневное время. После подачи питания датчик начинает с режима тревоги, а потом переходит в режим охраны.
   Как это работает? Фоновое инфракрасное излучение контролируемой зоны с помощью переднего стекла (линзы) фокусируется на фототранзисторе, чувствительном к ИК-лучам. Поступающее от него малое напряжение усиливается с помощью операционных усилителей микросхемы, входящей в схему датчика. В нормальных условиях реле включения нагрузки обесточено. Как только в контролируемой зоне появляется движущийся объект, освещенность фототранзистора изменяется, он выдает на вход ОУ измененное напряжение. Усиленный сигнал выводит схему из равновесия, срабатывает реле, которое включает нагрузку, например лампу освещения. Как только объект выходит из зоны, лампа некоторое время продолжает светиться, в зависимости от выставленного времени электронного реле времени, а затем переходит в исходное состояние — режим охраны.
   Питание датчика выполнено по бестрансформаторной схеме, с применением гасящего конденсатора С2 емкостью 0,33 мкФх400 В. После выпрямительного моста стабилитрон ZD (1 N4749) устанавливает напряжение 25 В, которое используется для питания обмотки реле К1, а стабилизатор DA1 (78L08) из 25 В стабилизирует 8 В, которое используется для питания микросхемы LM324 и вообще всей схемы. Конденсатор С4 — сглаживающий, а СЗ предохраняет датчик от высокочастотных помех. Трехвыводной инфракрасный фототранзистор PIR D203C - его главный элемент, именно он выдает команду на включение исполнительного реле при быстром изменении инфракрасного фона контролируемой зоны. Питается от +8 В через резистор R15. Конденсатор С13 — сглаживающий, а С12 предохраняет фототранзистор от высокочастотных помех. Микросхема LM324N - главный усилитель датчика. В своем составе имеет 4 ОУ, которые схемой датчика (радиоэлементами R7, С6; D1, D2; R21, D3) включены последовательно (4-3-2-1), что обеспечивает высокое усиление сигнала, выдаваемого ИК- фототранзистором, и высокую чувствительность всего датчика. Питается от 8 В. Назначение электромеханического реле К1 модели LS-T73 SHD-24VDC-F-A — включать нагрузку, а точнее, выдавать на нее ~220 В. Напряжение +25 В на обмотку реле выдает транзистор VT1. Номинальное рабочее напряжение обмотки реле 24 В, а его контакты, согласно надписи на корпусе, допускают ток 10 А при ~240 В, что вызывает сомнения в способности такого малогабаритного реле коммутировать нагрузку в 2400 Вт. Заграничные производители часто завышают параметры своих радиоэлементов. Мост (R5, R6, R7, VR2, фоторезистор CDS) транзистор VT2 (SS9014, 2SC511) предназначены для установления одного из двух режимов работы датчика: режима охраны или спящего режима. Необходимый режим обеспечивается освещенностью фоторезистора CDS (именно он своим сопротивлением, изменяющимся С" освещенности, указывает датчику, сейчас день или ночь положением движка переменного резистора VR2 (DAY LIGHT). Так, при нахождении движка переменного резистора в положении День, датчик работает как днем, так и ночью, а в положении Ночь - только ночью, а днем находится в спящем режиме. Регулируемое электронное реле времени (С14, R22 VR1) обеспечивает задержку времени отключения светящей лампы от 5... 10 с до 10... 15 мин после выхода объекта из контролируемой зоны. Регулировка обеспечивается переменным резистором TIME VR1. Переменным резистором SENS VR3 регулируют чувствительность датчика путем изменения глубины отрицательной обратной связи в ОУ №3. Демпферная цепочка R1C1 поглощает скачки напряжения, возникающие при включении/выключении нагрузки.
  Недостатки ИК-датчика заключаются в его ложных срабатываниях. Это происходит при движении веток деревьев или кустов, находящихся в контролируемой зоне; от проезжающей машины, точнее, от тепла его двигателя; от изменяющегося источника тепла, если он расположен под датчиком; от внезапного изменения температуры при порывах ветра; от молнии и засветки автомобильных фар от прохода животных (собак, кошек); от мигания электросети датчик срабатывает и некоторое время лампа продолжает светить. К недостаткам вышеописанного датчика следует отнести и его нерабочее состояние при отсутствии напряжения ~220 В. Уменьшить количество ложных срабатываний можно путем изменения положения датчика.

Поделиться в соцсетях