Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Czujnik ruchu PIR 12/24V 8A - budowa i zastosowanie.

ArturAVS 07 Jan 2022 12:06 2319 5
Optex
  • Czujnik ruchu PIR 12/24V 8A - budowa i zastosowanie.
    Wszelakiego rodzaju czujniki ruchu zagościły na dobre w naszym codziennym życiu niezależnie od użytej technologii. Jednymi z pierwszych sensorów wykrywających ruch osób (i nie tylko) były czujniki ultradźwiękowe, zasadą działania przypominały nieco połączenie radaru z sonarem. Nieco bardziej zaawansowanymi są pasywne czujniki podczerwieni (z ang. PIR - Passive Infra Red). Choć nie są pozbawione wad to ze względu na niską cenę znalazły szerokie zastosowanie. Przyjrzyjmy się zasadzie działania czujników ruchu PIR.



    Najważniejszym elementem takiego czujnika jest tzw. pyroelement czyli detektor promieniowania podczerwonego oraz soczewka Fresnela. Sam pyroelement jest w zasadzie bardzo precyzyjnym termometrem (większość obiektów emituje ciepło w postaci promieniowania podczerwonego - IR). Charakterystyczna dla takich czujników soczewka Fresnela ma za zadanie polepszyć właściwości dynamiczne oraz odpowiednio ukształtować strefę działania. Zależnie od założeń projektowych soczewki są wykonywane w różnych kształtach, najczęściej spotykane to wycinek walca czy półkula.

    Ale po co ta soczewka? Weźmy np. sytuację gdzie pod kątem prostym do obserwatora zbliża się człowiek z latarką. Pomijając drgania źródła światła to w miarę zbliżania się do obserwatora zauważy on zwiększające się powoli natężenie światła (to dla przykładu bez soczewki Fresnela). Teraz postawmy między obserwatorem a źródłem światła płot ze sztachetami. Do obserwatora światło będzie docierało w sposób zmienny który pozwoli wykryć czy źródło się przemieszcza i na podstawie częstotliwości zmian możemy oszacować prędkość ruchu źródła. Podobną rolę pełni soczewka Fresnela w czujnikach ruchu.

    Nasz tytułowy bohater to jeden z tańszych na rynku czujników przeznaczony do raczej amatorskiego zastosowania. Wymiary czujnika to 60x35mm i wysokość (bez kopułki soczewki Fresnela) ~20mm;


    Czujnik ruchu PIR 12/24V 8A - budowa i zastosowanie.


    Obudowa w dolnej pokrywce została wyposażona w "uszy" montażowe o rozstawie około 68mm co ułatwi przymocowanie. Do przyłączenia zasilania oraz obciążenia służy rozłączalna listwa zaciskowa. Mamy też możliwość regulacji czasu zadziałania czujnika;


    Czujnik ruchu PIR 12/24V 8A - budowa i zastosowanie.


    Wnętrze;


    Czujnik ruchu PIR 12/24V 8A - budowa i zastosowanie.



    Czujnik ruchu PIR 12/24V 8A - budowa i zastosowanie.


    Wnętrze bardzo skromne, kilkanaście elementów. Pierwszym który "rzuca się w oczy" jest tranzystor WSF3036 pełniący rolę klucza wyjściowego. Jest to trochę pokrętne, gdyż w deklaracjach sprzedawców czujnik jest opisywany jako wyposażony w przekaźnik;


    Czujnik ruchu PIR 12/24V 8A - budowa i zastosowanie.


    Kolejnym elementem jest umieszczony w obudowie TO-92 stabilizator 3,3V;

    Czujnik ruchu PIR 12/24V 8A - budowa i zastosowanie.


    Reszta układu poza jednym tranzystorem buforującym bramkę MOSFETa wyjściowego została "zaszyta" we wnętrzu samego sensora PIR. Sensor posiada cztery piny z czego dwa to zasilanie a pozostałe dwa to wyjście (sterowanie pośrednio poprzez bufor tranzystora wyjściowego) oraz regulacja czasu aktywacji wyjścia. Pobór prądu przy zasilaniu 24V to około 2mA, sprawdzony zasięg działania (pewny) to 2-3m. Niestety nie mamy możliwości regulacji czułości czujnika. Dla mnie to nie przeszkadza gdyż zostanie zamontowany tuż przy wejściu do warsztatu co pozwoli na uruchomienie oświetlenia nim dotrę do włącznika :D. Dla osób korzystających z nisko-napięciowego oświetlenia LED może być przydatny.

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    ArturAVS
    Moderator HP/Truck/Electric
    Offline 
    Z wykształcenia technik RTV, z zamiłowania elektronik/elektrotechnik konstruktor.
    Has specialization in: kf, audio, elektronika truck, nietypowe urządzenia
    ArturAVS wrote 18015 posts with rating 4423, helped 1712 times. Live in city Grajewo. Been with us since 2005 year.
  • Optex
  • #2
    User removed account
    Level 1  
  • Optex
  • #3
    ArturAVS
    Moderator HP/Truck/Electric
    spec220 wrote:
    Dawniejsze pyroelementy posiadały 3 wyprowadzenia....

    Takie właśnie spotykałem w większości czujek które naprawiałem, trafiały się też dwu-pinowe.
    spec220 wrote:
    wszystkim sterował wzmacniacz operacyjny LM324

    Bywają też budowane w oparciu o specjalizowane układy scalone, np BISS0001;


    Czujnik ruchu PIR 12/24V 8A - budowa i zastosowanie.


    Czujnik ruchu PIR 12/24V 8A - budowa i zastosowanie.


    Powszechnie stosowanym w czujnikach HC-SR501; https://botland.com.pl/czujniki-ruchu/1655-cz...Lw_wcB&sskey=d8c71344032f433db27d0d05529d6f27
  • #4
    User removed account
    Level 1  
  • #5
    KRZYGOL
    Level 10  
    Do postu ArturAVS
    Ten przykład dot. soczewki Fresnela pokazujący zasadę wykrywania ruchu poprzez płot (nota bene chodzi o taki z powyrywanymi niektórymi sztachetami) jest idealny! Nigdy dotychczas na żadnym szkoleniu nie używano takiego przykładu na wyjaśnienie zasady działania pasywnych czujek podczerwieni (PCP). Chylę czoła!
    Tak jedynie dla bardzo zainteresowanych tematem stosowania takich czujek w systemach alarmowych nieco wyjaśnienia.
    Opisywany przez ArtutAVS czujnik ma charakterystykę dookólną, czyli coś w rodzaju czujki sufitowej.
    W przypadku instalowania czujek ściennych (zdecydowanie częściej używanych... nie przypadkowo) warto zasygnalizować, że największą czułość (wykrywalność) mają wówczas, gdy obiekt porusza się prostopadle do płaszczyzny pionowej.
    Wtedy najczęściej przecina widziane przez soczewkę tzw. kurtyny a de facto owe prześwitujące przestrzenie w tym przysłowiowym płocie obrazowanym przez ArturAVT.
    Profesjonalne czujki pasywnej podczerwieni posiadają soczewki Fresnela o dużej ilości "powyrywanych sztachet", zarówno w płaszczyźnie pionowej jak i w płaszczyźnie poziomej. Na płytce czujnika PIR tworzy to taką szachownicę optyczną i dopiero naruszanie tej "szachownicy" analizowane jest przez mikroprocesor. Im większa jest różnica poziomu podczerwieni pobudzającego sam czujnik, tym bardziej prawdopodobne jest, że w otoczeniu "obserwowanym" przez czujkę porusza się obiekt. Jeśli ustawimy procesor także pod kątem szybkości następujących zmian, wówczas możemy wyeliminować np. zmiany rejestrowane przez powolnie następujące zmiany naturalnego nasłonecznienia ściany w nadzorowanym pomieszczeniu.
    Po co o tym napisałem?
    No bo uprzedzam potencjalnych instalatorów systemów alarmowych, że zastosowanie takich prościutkich czujników może skutkować fałszywymi alarmami.
    UWAGA nie jestem już ani instalatorem, ani reprezentantem dystrybutorów urządzeń, więc bez obawy... tu nie ma lobbingu.
    Tak na marginesie rozważań: czujki mikrofalowe (a'la radary) wciąż są w użytkowaniu. Czujkę PCP dość łatwo można "unieszkodliwić" (jak? ...a nie, nie, to dopiero po ślubie!), zaś czujki mikrofalowej w ten sposób nie zablokujesz. Oczywiście nie mam tu na myśli zasłonięcia czujki, ale przecież łatwo jest to zauważyć.
    Bardziej wymyślne konstrukcje łączą w sobie czujkę PCP z czujką mikrofalową i wówczas obydwa tory wykrywania wzajemnie się implikują.
    Pozdrawiam.
  • #6
    ArturAVS
    Moderator HP/Truck/Electric
    KRZYGOL wrote:
    Do postu ArturAVS
    Ten przykład dot. soczewki Fresnela pokazujący zasadę wykrywania ruchu poprzez płot (nota bene chodzi o taki z powyrywanymi niektórymi sztachetami) jest idealny! Nigdy dotychczas na żadnym szkoleniu nie używano takiego przykładu na wyjaśnienie zasady działania pasywnych czujek podczerwieni (PCP). Chylę czoła!


    Taki sposób wyjaśnienia roli soczewki Fresnela wydał mi się adekwatny aby laik zrozumiał jaką pełni ona rolę w czujniku.