- Kustības detektora shēmas izveidei nepieciešamie komponenti
- IR sensoru modulis - īss ievads
- 555 Taimera kustības detektora shēmas shēma
- Kustības detektora shēmas darbība
- Kustības sensora ķēdes demonstrēšana
Kustības sensoru shēmas internetā atrodas jau labu laiku. Šīs shēmas galvenokārt izmanto maiņstrāvas slodzes (piemēram, gaismas, ventilatoru) vadīšanai mājas automatizācijā vai IoT projektos. Tas ir ļoti izplatīts arī apstrādes rūpniecībā, piemēram, uz konveijera lentēm, kur ir jānosaka konkrēta objekta klātbūtne / stāvoklis.
Tātad šajā apmācībā mēs izmantosim IR sensoru ar NE555 taimera IC, lai noteiktu kustību un atbilstoši tam pārslēgtu maiņstrāvas slodzi. 555 taimera IC šeit tiek izmantots kā slēdzis. Tā kā šī shēma izmanto digitālo taimera IC, ķēdes darbība ir ātra un precīza ar vēl lielāku noteikšanas ātrumu. Iepriekšējā apmācībā mēs uzzinājām par 555 taimeri kā fiksācijas ķēdi. Tas ir šīs ķēdes pielietojums, mēs arī parādīsim ķēdi, noformējot to uz perf-board gabala.
Kustības detektora shēmas izveidei nepieciešamie komponenti
Kustības detektora shēmas izveidošanai nepieciešamo komponentu saraksts ir norādīts zemāk:
- 555 taimera IC
- 220KΩ rezistori * 2
- 100kΩ rezistors
- 1KΩ rezistors
- 1uf elektrolītiskais kondensators
- LED
- 220Ω rezistors
- SPDT relejs * 2
- In4007 diode * 2
- BC547 NPN tranzistors
- BC557 pnp tranzistors
- DC ligzda
- IR sensoru modulis
IR sensoru modulis - īss ievads
IR apzīmē infrasarkano starojumu / gaismu, un tas ir visizplatītākais veids kustības noteikšanai. Ir divu veidu IR sensori:
- PIR (pasīvais infrasarkanais sensors)
- IR sensoru modulis
Infrasarkanais starojums nonāk elektromagnētiskā spektra vietā, kas nav redzams ar neapbruņotām acīm. Visi karstie objekti rada šos infrasarkano starojumu, un, atklājot šos starojumus, mēs varam nojaust kustību. PIR sensors neizstaro nekādu infrasarkano starojumu, bet tikai nosaka starojumu, un tāpēc to sauc par “pasīvo”. No otras puses, mums ir IR moduļi, kas nepārtraukti sūta IR impulsu, un, kad tas atlec no objekta, modulis to var noteikt, izmantojot fotodiodu. Šis fotodiods šajā gadījumā var noteikt tikai infrasarkano staru, nevis redzamo gaismu.
Divi galvenie IR sensoru moduļa komponenti ir IR LED un fotodiods. LED izskatās tieši tāpat kā parasts LED, bet tas izstaro IS vietā mums redzamās krāsas. Fotodiods ir galvenā sastāvdaļa, kas nosaka atlecošos aizmugures starojumus.
Šajā projektā mēs izmantojam aktīvo IR sensoru moduli, jo tas ir viegli pieejams, pieejamu un viegli lietojamu.
555 Taimera kustības detektora shēmas shēma
Tālāk ir norādīta pilnīga kustības detektora shēma, izmantojot taimeri 555.
Ķēdē ir savienotas 2. un 6. tapas, kā arī 4. un 8. tapas. Sprieguma dalītāja ķēdes izeja ir savienota ar IC 6. kontaktu. Viens sprieguma dalītāja ķēdes rezistors ir savienots caur 1uF kondensatoru ar izejas tapu 3 caur 100k rezistoru. Relejs ar tā vadītāja ķēdi ir savienots starp tapu 2 un kondensatora pozitīvo spaili. Gaismas diode ir savienota arī caur strāvas ierobežojošo rezistoru IC izejā. NPN tranzistora pamatne, ko izmanto izejas releja kontrolei, ir savienota ar IC izejas tapu 3 caur 1K rezistoru. PNP tranzistora pamatne, kas vada IC komutācijas releju, ir savienota ar IR sensora moduļa izeju.
Kustības detektora shēmas darbība
Darba no kustības sensora ķēde ir norādīts zemāk:
- Sākotnēji sprieguma dalītāja dēļ puse barošanas sprieguma atrodas uz tapām 2 un 6, jo mēs izmantojam sprieguma dalītāju ar vienādu rezistoru vērtību un tādējādi IC izeja ir izslēgta.
- Kad sensors nosaka kustību, kondensators sāk uzlādēt strāvu caur rezistoru R3, un tādējādi mainās sprieguma kritums visā rezistorā, kas savukārt liek spraudnim pie tapas 2 iet zem 1/3 barošanas sprieguma atzīmes. Tas ieslēdz IC izeju.
- Tagad kondensators ir pilnībā uzlādēts barošanas spriegumam caur 100kΩ rezistoru. Kad tiek konstatēta kustība, taimera IC 6. tapa atkal nosaka uzlādētu kondensatoru, kas acīmredzami atrodas pie barošanas sprieguma un tādējādi pārsniedz 2/3 atzīmi. Tas izslēdz IC izeju.
- Ja novērojat ķēdi nedaudz tuvu, jūs varat redzēt, ka releja vietā mēs varam izmantot BJT, un jums ir taisnība, bet diemžēl tas nedarbosies. Iemesls atkal ir atšķirība starp ideālo un reālo pasauli. Mēs visur izmantojam BJT, bet tie nav ideāli slēdži, un tiem ir zināma noplūdes strāva, kas šajā gadījumā sajaucas ar ķēdi. Šajā gadījumā mums ir nepieciešams ideāls slēdzis, un tāpēc mēs izmantojam releju.
- Transistori tiek izmantoti releju darbināšanai. Mēs izmantojam PNP tranzistoru, lai darbinātu galveno releju, jo IR sensora modulis nodrošina nemainīgu barošanas spriegumu pie tā izejas un, kad tas kaut ko atklāj, tas velk spriegumu uz zemi. Mēs varam izmantot NPN tranzistoru, lai darbinātu izejas releju, jo IC ir aktīva augsta jauda.
Kustības sensora ķēdes demonstrēšana
Ievērojot iepriekš doto 555 taimera kustības detektora shēmu, es izveidoju shēmu uz perf-board, kuras video ir pieejams raksta beigās. Arī attēli, kas saistīti ar shēmu, ir norādīti zemāk.
Šādi jūs varat izmantot slaveno 555 taimera IC kopā ar IR sensoru, lai izveidotu ātrgaitas kustības sensora shēmu. Ja jums ir kādas šaubas par ķēdi, droši atstājiet savu komentāru zemāk.