Схема датчика движения: lx01, принципиальная электрическая схема, подключение, правила установки

Введение

Датчики инфракрасного (ИК) диапазона широко применяются в различных областях техники. К таковым относятся, прежде всего:

• оборонная отрасль, безопасность и наблюдение, спасательные работы в чрезвычайных ситуациях;
• космос — наблюдение за поверхностью Земли, в том числе гиперспектральное, и спектроскопия;
• промышленность — неразрушающий контроль, мониторинг, обнаружение утечек различных газов;
• научные исследования;
• автомобильные системы ночного видения;
• пользовательский ИК-интерфейс;
• системы видеонаблюдения.

В практических областях, где требуется обнаружить, распознать и идентифицировать объекты, максимум теплового излучения приходится на длинные волны (8–12 мкм) диапазона ИК-спектра. Область применения ИК-датчиков постоянно расширяется, прежде всего, за счет развития детекторов длинноволнового диапазона на основе нанотехнологий. Появление таких детекторов относится к середине 1980-годов. В 1986 году шведская компания Acreo приступила к проведению исследований по ИК-тематике с полупроводниками III и V групп из арсенида галлия / арсенида алюминия-галлия (GaAs/AlGaAs). Исследования и разработки продолжались более 10 лет, и в 1999 году компания Acreo одной из первых в мире приступила к промышленному выпуску FPA (Focal Plane Array) на квантовых ямах — матриц из чувствительных в ИК-диапазоне пикселей (QWIP-датчиков). В 2007 году часть активов фирмы Acreo была передана новой компании IRnova, в штат которой были включены сотрудники, занятые разработкой и производством QWIP-датчиков.

За время своего существования компания IRnova выпустила тысячи QWIP-датчиков, успешно функционирующих по всему миру в разных областях применения. Сочетание знаний и опыта сотрудников IRnova, внедрение современных технологий производства и достижение соответствия стандарту ISO9001 предопределили высочайшее качество выпускаемой продукции: за весь период производства не было ни одного случая рекламации от заказчиков на QWIP-датчики IRnova.

Подключение датчика движения

Для подключения датчика движения нужно чуть больше навыков, чем для подключения обычного выключателя. Перепутав выводы датчика, можно сжечь и сам датчик, и электропроводку. Особенно, если она неправильно защищена.

Датчик движения и датчик освещенности (фотореле, или сумеречное реле) подключаются совершенно одинаково, поэтому на схеме ниже источником воздействия указан свет.

Выводы для подключения датчика движения и датчика освещения

Схема подключения датчика движения и освещенности.

Как видно, данная схема подключения не отличается от схемы включения лампочки через обычный выключатель. Разница только в том, что при подключении участвует ещё и нулевой провод, и в том, что на выключатель воздействует человеческая рука, а на датчик – движение или свет.

Как подключить датчик движения, показано также на схеме в инструкции (ниже).

На схеме указаны и цвета проводов. Также обозначения выводов обычно выштампованы на корпусе около каждого вывода.

Цвет выводов для подключения датчика LX:

• коричневый (черный) – вход фазы (для включения освещения и питания внутренней схемы)
• голубой (зеленый, синий) – ноль для питания электронной схемы датчика, для питания освещения не используется.
• красный – выход фазы (подключение нагрузки)

Нагрузка (лампочка) подключается к нулю и выходу.

Стоит отметить, что такая цветовая маркировка не является обязательной для производителя. Даже у одного производителя одинаковые выводы могут иметь разные цвета проводов. Поэтому надо обращаться к инструкции, а в случае сомнений – разбирать датчик и смотреть подключение проводов на плате.

Методы защиты детекторов движения от помех

Специальный светофильтрующий пластик внешних линз позволяет защитить пироэлемент от белого света, для защиты от насекомых между пироприемным элементом и линзой монтируют герметичную камеру.

Некоторые модели детекторов имеют специальную линзу, с зоной нечувствительности до 1 м от пола, что вполне достаточно для небольших домашних животных. Для защиты от электромагнитных помех используется экранирование.

Наиболее эффективные методы защиты от ложных срабатываний заключены в правильной настройке чувствительности и алгоритмах обработки внешних сигналов.

Одной из таких функций является термокомпенсация, которая автоматически повышает чувствительность датчика, когда температура окружающей среды находится в диапазоне 25-350С. Дополнительно применяется функция антимаскинга, которая предупреждает о заклеивании поверхности линзы датчика.

Так же практически все современные модели оборудованы реле вскрытия, которое сигнализирует о взломе устройства.

Преимущества

Спектрометр FT имеет три основных преимущества по сравнению со сканирующим (дисперсионным) спектрометром.

1. Мультиплекс или преимущество Феллгетта . Это связано с тем, что информация со всех длин волн собирается одновременно. Это приводит к более высокому отношению сигнал / шум для данного времени сканирования для наблюдений, ограниченных фиксированным вкладом шума детектора (обычно в тепловой инфракрасной области спектра, где фотодетектор ограничен шумом генерации-рекомбинации ). Для спектра с m элементами разрешения это увеличение равно квадратному корню из m . В качестве альтернативы, это позволяет сократить время сканирования при заданном разрешении. На практике несколько сканирований часто усредняются, увеличивая отношение сигнал / шум на квадратный корень из количества сканирований.
2. Производительность или преимущество Жакино. Это происходит из-за того, что в дисперсионном приборе монохроматор имеет входные и выходные щели, которые ограничивают количество света, проходящего через него. Пропускная способность интерферометра определяется только диаметром коллимированного пучка, идущего от источника. Хотя щели не нужны, для FTIR-спектрометров требуется апертура для ограничения сходимости коллимированного луча в интерферометре. Это связано с тем, что сходящиеся лучи модулируются на разных частотах при изменении разности хода. Такое отверстие называется упором Жакино. Для данного разрешения и длины волны эта круглая апертура пропускает больше света, чем щель, что приводит к более высокому отношению сигнал / шум.
3. Точность длины волны или преимущество Конна. Шкала длин волн калибруется лазерным лучом известной длины волны, который проходит через интерферометр. Это намного более стабильно и точно, чем в диспергирующих приборах, где масштаб зависит от механического движения дифракционных решеток. На практике точность ограничена расходимостью луча в интерферометре, которая зависит от разрешения.

Еще одно незначительное преимущество — меньшая чувствительность к рассеянному свету, то есть излучению одной длины волны, появляющемуся на другой длине волны в спектре. В диспергирующих приборах это результат дефектов дифракционных решеток и случайных отражений. В приборах FT нет прямого эквивалента, поскольку кажущаяся длина волны определяется частотой модуляции в интерферометре.

Разрешение

Интерферограмма принадлежит измерению длины. Преобразование Фурье (FT) инвертирует размерность, поэтому FT интерферограммы принадлежит измерению обратной длины (), то есть размерности волнового числа . Спектральное разрешение в см -1 равно обратная величине максимальной задержки в см. Таким образом, разрешение 4 см -1 будет получено, если максимальное замедление составляет 0,25 см; это типично для более дешевых FTIR-инструментов. Намного более высокое разрешение можно получить, увеличив максимальное замедление. Это непросто, поскольку движущееся зеркало должно двигаться по почти идеальной прямой. Использование угловых зеркал в форме куба вместо плоских зеркал полезно, поскольку исходящий луч из углового кубического зеркала параллелен входящему лучу, независимо от ориентации зеркала вокруг осей, перпендикулярных оси светового луча. . В 1966 году Конн измерил температуру атмосферы Венеры , записав спектр вибрационного вращения венерианского CO 2 с разрешением 0,1 см -1 . Сам Майкельсон попытался разделить полосу излучения водорода H α в спектре атома водорода на две составляющие с помощью своего интерферометра

p25 Спектрометр с разрешением 0,001 см -1 сейчас доступен в продаже. Преимущество пропускной способности важно для FTIR высокого разрешения, поскольку монохроматор в дисперсионном приборе с таким же разрешением будет иметь очень узкие .

Общие данные

Главными преимуществами, из-за которых они так популярны, являются:

• высокая работоспособность;
• различные зоны нахождения;
• небольшая стоимость.

Оптическая часть данных приборов работает в инфракрасной области излучений. Есть много способов установки инфракрасных приборов.

Пассивные

Применяются в охранных системах. Главными достоинствами являются низкая цена и большой диапазон применения. Пассивные приборы анализируют изменения ИК излучения.

Активные

Принцип работы состоит из оценивания разницы интенсивности ИК луча, который вырабатывается излучателем. Излучатель и приёмник могут находиться в разных блоках и в одном. В первом случае охраняется только та часть территории, которая находится между ними.

Если оба прибора находятся в одном модуле, то используется специальный отражатель.

Также существуют адресные оптико-электронные приборы, которые передают сигнал ПКП и указывают уникальный для любого прибора код. Благодаря этому можно с точностью узнать место, где сработал датчик. Однако цена на такие устройства выше, но если вы хотите надежную систему, то такой вариант больше всех подходит.

Есть ещё один вид извещателей — адресно-аналоговый. Такой вариант передаёт оцифрованную информацию в ПКП, где решается о применении сигнала тревоги.

Существует несколько вариантов передачи данных: проводной и радиоканальный.

Описание работы металлоискателя

Построен металлоискатель на lm324. Датчиком является катушка L1 входящая в состав колебательного контура генератора, построенного на транзисторе VТ1 по типовой схеме.

Паяльная станция 2 в 1 с ЖК-дисплеем
Мощность: 800 Вт, температура: 100…480 градусов, поток возду…

Подробнее

Посредством сопротивлений R1 и R2, определяющих глубину ОС, генератор металлоискателя переведен в особый режим работы, крайне чувствительный к добротности колебательного контура схемы. Эта добротность напрямую зависит от окружающих предметов (грунта) находящихся вблизи контура. От степени возбуждения колебательного контура зависит изменение напряжения в точке «F»

Так как данное напряжение связано со степенью возбуждения генератора, а не от частоты, то это, пожалуй, единственный минус данной схемы, поскольку не позволяет определять металлы по их магнитным свойствам. Но с другой стороны из-за этого упрощается изготовление поисковой катушки, поскольку к ней не предъявляются особые требования.

Чувствительность данного металлоискателя составляет около 20 см на монеты при добротно сделанной катушки. Для изготовления катушки необходимо на трехлитровую банку  намотать 200 витков медного провода диаметром 0,3…0,4 мм с отводом от середины. Катушка соединена с платой любым экранированным проводом.

Напряжение постоянное, создающееся в точке «F», идет на двухкаскадный усилитель, построенный на 2-х операционных усилителях LM324 (DA1). Диоды VD1, VD2 кремниевые и желательно их подобрать с небольшим обратным током.

На операционном усилителе DA1.3 построен генератор звуковой частоты, активизация которого возникает при снижении разности напряжений на его обоих входах. Для усиления звучания пъезоэлемента на ОУ DA1.4 построен инвертор.

ОХРАННЫЕ ОПТИКО- ЭЛЕКТРОННЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ

Принцип действия охранных оптико-электронных устройств изложен в начале этой статьи. Что касается зон обнаружения, то пассивные инфракрасные извещатели позволяют использовать все возможные варианты:

• объемная;
• поверхностная (штора);
• линейная (луч).

Активные работают по последнему (лучевому) принципу.

Все они по своей сути являются датчиками движения, то есть обнаруживают перемещение объекта в охраняемой зоне. Для поверхностных и линейных правильнее будет сказать — пересечение зоны обнаружения. Дополнительно про то как это работает можно посмотреть здесь.

Применение поверхностных оптико электронных извещателей, как правило, ограничивается дополнительной блокировкой строительных конструкций внутри помещений, линейные достаточно часто используются для защиты внешних периметров открытых (уличных) площадок. При этом, для повышения надежности охраны применяются устройства, создающие несколько лучевых барьеров.

В ряде случаев удобным может оказаться применения потолочных ИК извещателей. Для определенных помещений они позволяют практически полностью избежать теневых зон.

В силу специфики принципа работы оптико электронные устройства критичны:

• засветкам чувствительно элементы различными посторонними источниками, начиная от фар автомобилей, заказчива бликами солнечного света;
• наличию в зоне обнаружения конвекционных воздушных потоков (конвекторы, тепловентиляторы, сильные сквозняки.

Кстати, активные линейные извещатели в меньшей степени подвержены влиянию перечисленных факторов. Но у них есть другой недостаток — сложность в настройке (юстировки) оптической системы, особенно при использовании приборов с большой дальностью действия.

Кроме того, все эти извещатели должны устанавливаться на капитальных несущих конструкциях, исключающих всевозможные вибрации.

Какие бывают

Существует несколько видов выключателей. Это автоматические устройства с сенсором движения, механические и электронные.

Автоматические с датчиком движения

Для автоматического выключения используются следующие датчики движения:

• акустические (реагируют на звук);
• инфракрасные (реагируют на ИК излучение от тела);
• ультразвуковые;
• микроволновые.

Первые два вида не излучают ничего и являются пассивными устройствами. Последние два – активные, они посылают волны в помещение в попытке обнаружить объект. Пассивные модели стоят дешевле, они проще по конструкции, но могут ложно реагировать.

ИК выключатели реагируют на тепло человека. Но также срабатывают на тепло животных и нагретые батареи. Они требуют тщательной настройки и установки в место, где не действуют отопительные системы.

Электронные и механические

Механические выключатели работают от прикосновения. Человек должен воздействовать на клавишу, чтобы появился свет. Есть комбинированные выключатели – работают автоматически от движения или пульта и механически. К электронным относят приборы с различными датчиками: движения, освещения. Также электронные функционируют от пульта дистанционного управления, с телефона или планшета по Wi-Fi или радиосигналу.

Радиус действия пульта определяется от общей планировки помещения, индивидуальных особенностей комнаты и типа материалов, на которых устанавливаются рабочие составляющие. Недостаток приборов с пультом – периодически нужно заменять батарейку. Область действия составляет 25 метров.

2 Основные типы датчиков

Все датчики могут иметь как проводной, так и беспроводной интерфейс. При первом типе подключения система будет более надёжной и долговечной, в её работе не будет перебоев. Второй тип хорош тем, что при помощи него возможно установить приборы даже в труднодоступных местах, куда сложно провести провода, или избежать прокладки кабелей ради сохранения эстетики дизайна.

Автономность устройств тоже может быть довольно высокой. Большинство датчиков не потребляют много энергии и способны работать несколько лет подряд от аккумуляторных батарей. Для повышения этого срока нужно укомплектовать систему компонентами низкой мощности, а также отрегулировать порядок передачи данных на управляющий пульт. Например, можно задать определённые часы или дни недели, в которые будет активироваться охранный контур и подавать сигнал только после обнаружения движений.

Вопрос-ответ

Будет ли датчик реагировать на домашних животных?

На мелких – нет, а на крупных, свыше 20 кг – да. Чтобы этого не происходило, стоит уменьшить чувствительность.

Чем датчик движения отличается от датчика присутствия?

Датчиков присутствия как таковых нет – это просто маркетинговое название чувствительных инфракрасных устройств. Они считывают даже малейшее движение, создавая иллюзия распознания присутствия.

Как сделать, чтобы свет после включения от датчика долго не горел, например, на лестнице?

Для этого необходимо выставить меньшую задержку – к примеру, полминуты – этого вполне хватит, чтобы подняться.

Методы повышения эффективности работы

Чтобы улучшить средние показатели датчика движения на инфракрасной основе — необходимо освободить ему от лишних препятствий сенсорное поле. Среди которых могут быть различные колонны, перегородки, шкафы, стулья, тумбочки, висящие с потолка конструкции или занавеси. Установку детектора нужно производить согласно его возможностей по охвату территории, совмещая работу нескольких из них, для увеличения контролируемой площади. Важна и температура воздуха. Чтобы пиросенсор «увидел» тепло необходима определенная разница нагрева между объектом, за которым ведется наблюдение и окружающим пространством. То есть, в сильно натопленных помещения и детектор будет работать хуже.

Пироэлектрический эффект

Ещё в далёком XIX веке немецкий физик Вильгельм Рентген занимался изучением пироэлектрического эффекта
. Пироэлектрический эффект – это генерация электрических зарядов в кристалле под действием теплового (инфракрасного) излучения.Современные технологии позволили искусственно синтезировать
чувствительные пироэлектрические кристаллы. В отличие от природных кристаллов (турмалин, кварц
) в которых пироэлектрический эффект проявляется слабо, искусственные пироэлектрические кристаллы обладают повышенной чувствительностью.

На основе пироэлектрических кристаллов были созданы пироэлектрические инфракрасные датчики
. В настоящее время такие датчики применяют практически повсеместно.

Вот наиболее распространённые сферы применения
:

Системы охранной сигнализации
. Инфракрасные датчики движения обнаруживают движение человека в охраняемой зоне. Каждый человек излучает в окружающую среду тепло. Это и используется для обнаружения человека в охраняемом пространстве.

Автоматически открывающиеся входные двери в крупных супермаркетах, залах, студиях, магазинах и т.п. В таких системах также используются пироэлектрические датчики движения
.

В последнее время в продаже появились автоматические выключатели освещения
. Применение таких приборов в быту довольно оправдано, это сокращает затраты на электроэнергию.

Автоматические системы противопожарной сигнализации
. Пироэлектрический датчик служит своеобразным электронным термометром и сигнализирует о превышении допустимой температуры в помещении.

Кроме всего прочего пироэлектрические датчики служат для дистанционного измерения температуры
.

Наиболее продвинувшейся в производстве пироэлектрических датчиков является фирма Murata Manufacturing Co (Япония).

Устройство простейшего пироэлектрического датчика

Пироэлектрический датчик
состоит из пластины пироэлектрика (кристалла) по бокам которого нанесены металлические обкладки, которые образуют своеобразный конденсатор. На одну из обкладок нанесено вещество, принимающее электромагнитное тепловое излучение.

Излучение вызывает пироэлектрический эффект и напряжение между обкладками растёт, причём строго определённой полярности. Полученное напряжение приложено к участку затвор – исток полевого транзистора, встроенного в датчик.

В результате сопротивление канала транзистора VT1
изменяется. Транзистор VT1
нагружен на внешний нагрузочный резистор (не показан на рисунке), с которого и снимается сигнал.

РезисторR1
служит для разрядки обкладок конденсатора пироэлектрического датчика.

Датчики некоторых серий снабжают несколькими чувствительными элементами, соединёнными последовательно с чередующейся полярностью. Это позволяет сделать приборы нечувствительными к равномерному фоновому облучению.

Пироэлектрический кристалл – довольно инерционный
чувствительный элемент.

Для различных электронных систем применяются пироэлектрические датчики с разной спектральной чувствительностью
. Спектральная чувствительность датчика формируется за счёт поглощающей способности материала, которым покрыты пластины пироэлектрика.

Для противопожарных систем используются пироэлектрические датчики со спектральной характеристикой под номером 1
.

На графике видно, что датчики с данной характеристикой чувствительны к излучению с длиной электромагнитной волны 4 – 5 мкм (микрометров).

Для охранных систем, а также систем автоматики используются пироэлектрические датчики с характеристикой 2
и 3
. Пироэлектрики с такой спектральной характеристикой более подходит для фиксации движения человека.

Пироэлектрические датчики со спектральной характеристикой под номером 4
наиболее подходят для дистанционных измерителей температуры
. Видно, что характеристика под номером 4
более равномерна, следовательно, показания датчика с такой характеристикой будут наиболее точны.

Пироэлектрические датчики нашли широкое применение в системах “умный дом”.

Главная &raquo Технологии &raquo Текущая страница

Т
акже Вам будет интересно узнать:

• Резистор. Параметры резисторов.

• Цифровой мультиметр. Какой мультиметр выбрать новичку?

• «Мультирозетка». Собираем многофункциональную розетку.

• Научись паять! Подготовка и уход за паяльником.

Комплексное применение

Наилучшим методом повышения чувствительности тепловых детекторов движения будет использование их в комплексе с аналогичными, но работающими на других физических принципах:

• Улавливающие оптические волны (изменение освещения).
• Звуковые — во время перемещения все объекты производят слышимые ухом колебания воздуха.
• Эхолоцирующие — это когда оборудование создает направленный волновой импульс (невидимый глазами людей) и принимает отраженный от объектов сигнал на сенсоры. По его изменению и делается вывод о перемещениях чего-либо в контролируемом поле.

У каждого из перечисленных детекторов есть плюсы и минусы, зависящие от их методов обнаружения. Но, работая в комплексе, они создают для общей системы практически полную гамму чувств по определению перемещений в сенсорном поле. Грубо говоря, она могут видеть, слышать и ощущать движения человека.

Датчик движения: как это работает

Любой прибор рассматриваемого семейства реагирует на движение. Рассмотрим, как работают разные виды датчиков движения.

Инфракрасный

Его принцип действия — анализ поступающего на рабочую поверхность тепла. PIR-разновидности не генерируют его сами, а лишь регистрируют входящее.

Инфракрасный прибор конструктивно содержит два теплочувствительных элемента. Для правильной фокусировки лучей перед каждым модулем размещена линза Френеля. Принцип работы типичного PIR-прибора таков:

• линзы направляют излучение на «свой» рабочий модуль;
• при отсутствии движения в зоне видимости каждый из таковых получает примерно одинаковое количество тепла;
• при появлении теплового объекта ИК лучи проходят через линзы на одну часть термодатчика. Показания между ней и второй частью начинают различаться, и прибор «понимает», что мимо него кто-то прошел.

Разумеется, схема применением двух линз весьма проста и груба, хотя и пригодна, к примеру, для включения освещения по сенсору в простых случаях. Поэтому в действительности каждый прибор оснащается несколькими десятками линз. Внешне такой модуль выглядит как фасеточный глаз стрекозы и выведен на корпус в виде ячеистого окошка, скрывающего теплочувствительные компоненты.

В качестве последних в основном используют пироэлектрические элементы. Менее распространены полупроводниковые варианты и микроболометры с термопарами.

Ультразвуковые датчики

Эти приборы анализируют не воспринимаемый слухом человека ультразвуковой спектр. Принцип действия датчика движения таков:

• встроенный генератор ультразвука с определенной периодичностью испускает пучки акустических волн;
• после этого он переходит на прием и измеряет отраженный звук.

Если картина отраженного ультразвукового «эха» не изменяется, в зоне покрытия движения нет. Когда оно появляется, допплеровский эффект искажает эхо и работающий прибор понимает, что обстановка поменялась. Если зарегистрированное изменение превысит установленный настройками порог, сенсор сработает.

Генерирующим УЗ блоком обычно служит кварцевый или керамический пьезоэлемент, встречаются образцы с вибрирующей в электростатическом поле мембраной.

Радиоволновые

Принцип работы датчика движения данного типа похож на работу ультразвуковых, но измеряется не отраженный звук, а радиосигнал.

Преимущества радиодатчиков — в способности работать с площадями вне прямой видимости. Радиоволны в состоянии преодолевать неметаллические препятствия наподобие стен, и такие приборы можно использовать для контролирования скрытых за преградами помещений и объектов. Но реагирующее на радиоизлучение устройство стоит дорого, поэтому эти приборы (как и микроволновые) редко используются в домашних комплексах автоматизации, хотя нашли применение в системах наблюдения за крупными коммерческими площадями — цехами, складами и так далее.

Фотоэлектрические

Как видно из названия, они реагируют на свет. Их принцип работы — прерывание пучка падающего светового потока. Если прибор затеняется, он срабатывает.

Техническое устройство датчика движения рассматриваемого типа просто, такие приборы конструктивно составлены из двух частей:

• испускающей световые волны;
• принимающей.

Последняя содержит модуль генерирования тока под действием излучения. Если поток перекрыт, прибор сработает.

Самый простой пример применения фотосенсоров — в метрополитене: благодаря им работают турникеты метро. Если пассажир пытается пересечь турникет не заплатив, датчик реагирует и закрывает проход.

Описание датчика DS18B20 для Arduino

DS18B20 – это цифровой температурный датчик, обладающий множеством полезных функций. По сути, DS18B20 – это целый микроконтроллер, который может хранить значение измерений, сигнализировать о выходе температуры за установленные границы (сами границы мы можем устанавливать и менять), менять точность измерений, способ взаимодействия с контроллером и многое другое. Все это в очень небольшом корпусе, который, к тому же, доступен в водонепроницаемом исполнении.

Микросхема имеет три выхода, из которых для данных используется только один, два остальных – это земля и питание. Число проводов можно сократить до двух, если использовать схему с паразитным питанием и соединить Vdd с землей. К одному проводу с данными можно подключить сразу несколько датчиков DS18B20 и в плате Ардуино будет задействован всего один пин.

Где купить датчик

Влагозащищенный датчик температуры DS18B20 с длиной провода 1 м от надежного магазина	Комплект из 10 микросхем DS18B20 TO92	Модуль DS18B20 для удобного подключения к Ардуино от Keyestudio
Беспроводной модуль DS18B20 на ESP8266 ESP-01 ESP-01S для проектов умного дома	Шилд датчика DS18B20 для платы D1 MINI – беспроводная передача данных	Датчик DS18B20 с модулем для подключения к Ардуино

Особенности цифрового датчика DS18B20

Погрешность измерения не больше 0,5 С (для температур от -10С до +85С), что позволяет точно определить значение температуры. Не требуется дополнительная калибровка.
Температурный диапазон измерений лежит в пределах от -55 С до +125 С.
Датчик питается напряжением от 3,3В до 5В.
Можно программно задать максимальную разрешающую способность до 0,0625С, наибольшее разрешение 12 бит.
Присутствует функция тревожного сигнала.
Каждое устройство обладает своим уникальным серийным кодом.
Не требуются дополнительные внешние элементы.
Можно подключить сразу до 127 датчиков к одной линии связи.
Информация передается по протоколу 1-Wire.
Для присоединения к микроконтроллеру нужны только 3 провода.
Существует так называемый режим паразитного питания – в нем происходит питание напрямую от линии связи. Для подключения в этом случае нужны только 2 провода

Важно, что в этом режиме не гарантируется корректная работа при температурах выше 100С. Режим паразитного питания удобно обычно применяется для приложений с удаленным температурным датчиком.

Память датчика состоит из двух видов: оперативной и энергонезависимой – SRAM и EEPROM. В последнюю записываются регистры конфигурации и регистры TH, TL, которые могут использоваться как регистры общего назначения, если не используются для указания диапазона допустимых значений температуры.

Основной задачей DS18B20 является определение температуры и преобразование полученного результата в цифровой вид. Мы можем самостоятельно задать необходимое разрешение, установив количество бит точности – 9, 10, 11 и 12. В этих случаях разрешающие способности будут соответственно равны 0,5С, 0,25С, 0,125С и 0,0625С.

Во время включения питания датчик находится в состоянии покоя. Для начала измерения контроллер Ардуино выполняет команду «преобразование температуры». Полученный результат сохранится в 2 байтах регистра температуры, после чего датчик вернется в первоначальное состояние покоя. Если схема подключена в режиме внешнего питания, микроконтроллер регулирует состояние конвертации. Во время выполнения команды линия находится в низком состоянии, после окончания программы линия переходит в высокое состояние. Такой метод не допустим при питании от паразитной емкости, так как на шине постоянно должен сохраняться высокий уровень сигнала.

Полученные температурные измерения сохраняются в SRAM датчика. 1 и 2 байты сохраняют полученное значение температуры, 3 и 4 сохраняют пределы измерения, 5 и 6 зарезервированы, 7 и 8 используются для высокоточного определения температуры, последний 9 байт хранит устойчивый к помехам CRC код.

Выбор по цене и производителю

Подобрать подходящий прибор можно по следующим критериям:

• по источнику питания – выключатель от сети 220 В или от аккумулятора;
• по технологии обнаружения движения – инфракрасный, акустический, микроволновый, ультразвуковой, комбинированный;
• по углу обзора – диапазон измерения от 90 градусов до 36 градусов;

Приборы с большим углом обзора стоят дороже.

• радиус действия – от 5 до 20 метров;
• мощность выключателя – зависит от того, сколько светильников будет подключаться к нему;
• по способу крепления;
• по наличию дополнительных функций.

Важно уделить внимание и выбору производителя. Не рекомендуется покупать китайские отвары от неизвестных фирм. Такие выключатели могут не выполнять своих обязанностей и прослужить меньший срок

К лучшим производителям относят изделия фирм Simon, PROxima, Legrand, Camelion, Schneider Electric

Такие выключатели могут не выполнять своих обязанностей и прослужить меньший срок. К лучшим производителям относят изделия фирм Simon, PROxima, Legrand, Camelion, Schneider Electric.

Цены на выключатели начинаются от 400 рублей. Стоимость возрастает, если брать прибор известной фирмы, покупать изделия с дополнительными функциями или изготавливать устройство на заказ.

Для домашнего использования не требуется сверхдорогая модель. Можно приобрести PROxima MS-2000 EKF с ИК датчиком, который обойдется в 450 рублей. Также удачным вариантом для загородного дома или коттеджа будет Camelion LX-16C/BI, выполненный в прочном пластике и выдерживающий температуры от -20 градусов до +40 градусов.

Принцип действия инфракрасного датчика движения

Тепло, излучаемое живыми существами, – это излучение в инфракрасном спектре. Учитывая, что теплокровные животные имеют температуру тела от 30 до 40°С, сила этих лучей довольно велика и может быть зарегистрирована чувствительной аппаратурой. Внутри инфракрасного датчика обычно находится система линз (в более дешёвых – одна сегментная), которые концентрируют тепловое излучение на специальном элементе – пиродетекторе.

При превышении определённого порога (обычно он выставляется при монтаже и во многом обусловлен чувствительностью прибора) пироэлектрический элемент срабатывает и посылает сигнал на сопряжённые устройства.

На заметку. Тепло выделяют не только живые существа, но и кондиционер, работающий на обогрев, и система тёплого пола. Поэтому датчики движения проектируют таким образом, чтобы они срабатывали на скачкообразное изменение – то есть, появление в поле видимости человека. Правда, если солнце в окне «стрельнёт» лучами в линзу инфракрасного сенсора, устройство сработает. Именно поэтому его не размещают напротив окна и вешают всегда под потолком.

Принцип действия

Существует много детекторов движения, действующих по различным физическим принципам. Рассматриваться же будет только один из них — инфракрасный. Функционирование пироприемника (теплового сенсора) построено на взаимосвязи двух чувствительных полупроводниковых элементов. Когда в поле зрения одного попадает движущийся источник тепла, потом покидает его и возникает на другом — датчик подает сигнал срабатывания. Чтобы увеличить охват площади действия, а не воспринимать только объекты, непосредственно находящиеся возле сенсора, в устройствах, определяющих движение, используется специальная поляризационная линза, размещенная перед самим чувствительным элементом.

Выпускаются как пассивные, так и активные инфракрасные детекторы. Первые воспринимают внутренне тепло движущегося объекта, вторые оснащены специальной подсветкой рабочей области и улавливают отраженные невидимые лучи спектра.