- Komponenty wymagane do zbudowania obwodu czujnika ruchu
- Moduł czujnika podczerwieni - krótkie wprowadzenie
- 555 Schemat obwodu czujnika ruchu z timerem
- Działanie obwodu czujnika ruchu
- Demonstracja obwodu czujnika ruchu
Obwody czujników ruchu są już od jakiegoś czasu w Internecie. Obwody te są używane głównie do napędzania obciążeń AC (takich jak światła, wentylatory) w projektach automatyki domowej lub IoT. Jest to również bardzo powszechne w przemyśle wytwórczym, na przykład na taśmach przenośnikowych, w których trzeba wykryć obecność / położenie określonego obiektu.
Tak więc w tym samouczku zamierzamy użyć czujnika podczerwieni z układem scalonym NE555 Timer do wykrywania ruchu i zgodnie z tym przełączaniem obciążenia AC. Układ scalony timera 555 jest tutaj używany jako przełącznik. Ponieważ ten obwód wykorzystuje cyfrowy układ czasowy, więc działanie obwodu jest szybkie i dokładne z jeszcze większymi prędkościami wykrywania. W naszym poprzednim samouczku dowiedzieliśmy się o zegarze 555 jako obwodzie zatrzaskowym. To jest zastosowanie tego obwodu, pokażemy również obwód, projektując go na kawałku płytki perf-board.
Komponenty wymagane do zbudowania obwodu czujnika ruchu
Poniżej znajduje się lista elementów potrzebnych do zbudowania obwodu czujnika ruchu:
- Układ scalony timera 555
- Rezystory 220 kΩ * 2
- Rezystor 100kΩ
- Rezystor 1KΩ
- Kondensator elektrolityczny 1uf
- DOPROWADZIŁO
- Rezystor 220Ω
- Przekaźnik SPDT * 2
- Dioda In4007 * 2
- Tranzystor NPN BC547
- Tranzystor pnp BC557
- Gniazdo DC
- Moduł czujnika podczerwieni
Moduł czujnika podczerwieni - krótkie wprowadzenie
IR oznacza promieniowanie podczerwone / światło i jest to najpowszechniejszy sposób wykrywania ruchu. Istnieją 2 rodzaje czujników podczerwieni:
- PIR (pasywny czujnik podczerwieni)
- Moduł czujnika podczerwieni
Podczerwień zastępuje widmo elektromagnetyczne niewidoczne gołym okiem. Wszystkie gorące obiekty generują to promieniowanie podczerwone i wykrywając te promieniowanie, możemy wyczuć ruch. Czujnik PIR nie emituje promieniowania podczerwonego, a jedynie wykrywa to promieniowanie, dlatego nazywa się go „pasywnym”. Z drugiej strony mamy moduły IR, które wysyłają impuls IR w sposób ciągły, a gdy odbije się on od obiektu, moduł może go wykryć za pomocą fotodiody. Ta fotodioda w tym przypadku może wykrywać tylko światło podczerwone, a nie widzialne.
Dwa główne elementy modułu czujnika podczerwieni to dioda podczerwieni i fotodioda. Dioda LED wygląda dokładnie jak zwykła dioda LED, ale emituje podczerwień zamiast znanych nam kolorów. Fotodioda jest kluczowym komponentem wykrywającym odbite promieniowanie.
W tym projekcie używamy aktywnego modułu czujnika podczerwieni, ponieważ jest on łatwo dostępny, niedrogi i łatwy w użyciu.
555 Schemat obwodu czujnika ruchu z timerem
Pełny obwód czujnika ruchu z wykorzystaniem timera 555 jest przedstawiony poniżej.
W obwodzie połączone są piny 2 i 6, a także piny 4 i 8. Wyjście obwodu dzielnika napięcia jest podłączone do styku 6 układu scalonego. Jeden rezystor obwodu dzielnika napięcia jest podłączony poprzez kondensator 1uF do styku wyjściowego 3 przez rezystor 100k. Przekaźnik z obwodem sterownika jest podłączony między pinem 2 a dodatnim zaciskiem kondensatora. Dioda LED jest również podłączona poprzez rezystor ograniczający prąd na wyjściu układu scalonego. Baza tranzystora NPN używanego do sterowania przekaźnikiem wyjściowym jest podłączona do styku wyjściowego 3 układu scalonego poprzez rezystor 1K. Podstawa tranzystora PNP sterującego przekaźnikiem przełączającym układu scalonego jest podłączona do wyjścia modułu czujnika podczerwieni.
Działanie obwodu czujnika ruchu
Praca z czujnikiem ruchu obiegu znajduje się poniżej:
- Początkowo, ze względu na dzielnik napięcia, połowa napięcia zasilania znajduje się na pinach 2 i 6, ponieważ używamy dzielnika napięcia o równej wartości rezystorów, a zatem wyjście układu scalonego jest wyłączone.
- Po wykryciu ruchu przez czujnik kondensator zaczyna pobierać prąd przez rezystor R3 w celu naładowania, a zatem spadek napięcia na rezystorze zmienia się, co z kolei powoduje, że napięcie na pinie 2 spada poniżej 1/3 napięcia zasilania.. Powoduje to włączenie wyjścia układu scalonego.
- Teraz kondensator jest w pełni ładowany do napięcia zasilania przez rezystor 100kΩ. Po wykryciu ruchu, ponownie pin 6 układu scalonego timera wykrywa naładowany kondensator, który oczywiście jest pod napięciem zasilania, a zatem przekracza znak 2/3. Powoduje to wyłączenie wyjścia układu scalonego.
- Jeśli obserwujesz obwód z niewielkiej odległości, widać, że zamiast przekaźnika możemy użyć BJT i masz rację, ale niestety to nie zadziała. Powodem jest znowu różnica między światem idealnym a rzeczywistym. Używamy BJT wszędzie, ale nie są to doskonałe przełączniki i mają pewien prąd upływu, który w tym przypadku psuje obwód. W tym przypadku potrzebujemy idealnego przełącznika i dlatego używamy przekaźnika.
- Do sterowania przekaźnikami służą tranzystory. Używamy tranzystora PNP do sterowania przekaźnikiem głównym, ponieważ moduł czujnika podczerwieni podaje stałe napięcie zasilania na swoim wyjściu, a gdy coś wykryje, przyciąga je do masy. Możemy użyć tranzystora NPN do sterowania przekaźnikiem wyjściowym, ponieważ układ scalony ma aktywne wysokie wyjście.
Demonstracja obwodu czujnika ruchu
Postępując zgodnie ze schematem obwodu czujnika ruchu 555 z timerem podanym powyżej, utworzyłem obwód na płytce perf-board, której wideo jest dostępne na końcu artykułu. Również zdjęcia związane z obwodem są podane poniżej.
W ten sposób można wykorzystać słynny układ scalony z zegarem 555 w połączeniu z czujnikiem podczerwieni, aby zaprojektować obwód czujnika szybkiego ruchu. Jeśli masz jakiekolwiek wątpliwości związane z obwodem, zostaw komentarz poniżej.