Датчики движения используются для управления освещением, охранных систем и автоматизации каких-либо процессов. Современная промышленность выпускает множество видов таких устройств, но самые дешевые и распространенные — это датчики движения инфракрасного типа. При этом их можно найти как в виде готового устройства, для непосредственного подключения к электрической сети, так и в виде модуля для самоделок — HC-SR501. Его можно использовать, как и в составе схемы под управлением Arduino, так и самостоятельно в паре c электромагнитным реле для управления нагрузкой с напряжением питания 220В.
Конструкция
Итак, HC-SR501 — это модуль с датчиком движения инфракрасного типа, так называемым PIR-сенсором. Поставляется без корпуса в виде печатной платы с линзой Френеля, непосредственно датчиком (его название 500BP) и необходимыми для его работы электронными компонентами. Линза Френеля нужна, чтобы сформировать область срабатывания и сфокусировать «изображение» на поверхности сенсора. Для обработки сигнала от PIR-сенсора используется микросхема BISS0001, цоколевку которой вы видите ниже.
Кроме этого, есть органы регулировки: 2 подстроечных резистора, для установки задержки времени во включенном состоянии после срабатывания и три пина для установки перемычки выбора режима работы. Отметим, что платы могут несколько отличаться, в некоторых вариантах нет пинов выбора режима работы, но есть площадки для пайки перемычки. Также устройство может комплектоваться фоторезистором, тогда датчик движения будет срабатывать только в темное время суток, что удобно, если вы будете его использовать для управления освещением.
Также ознакомьтесь с принципиальной схемой датчика движения HC-SR501.
Также рассмотрим сам модуль HC-SR501.
Технические характеристики:
Диапазон напряжения питания: 4.5-20 В;
Потребляемый ток в режиме ожидания: 50 мА;
Выходной сигнал OUT: HIGH – 3,3 В, LOW – 0 В;
Обнаружение движения в диапазоне расстояний от 3 до 7 м;
Длительность задержки (во включенном состоянии) после срабатывания от 5 до 300 сек;
Угол наблюдения до 120˚;
Время блокировки до следующего замера: 2.5сек.
Режимы работы:
- L — однократное срабатывание до окончания времени выдержки с паузой перед повторным опросом датчика. Подходит для сигнализаций, после срабатывания на выходе возникает сигнал HIGH, выдерживается заданный промежуток времени и выключается. После чего заново включается.
- H — срабатывание при каждом событии, подходит для освещения. Если движения повторяются постоянно, то на выходе будет удерживаться сигнал H (свет будет гореть) до тех пор, пока не прекратятся движения, плюс установленное время задержи (от 5 секунд до 5 минут).
Рабочая температура от -20 до +80 ˚C.
Габариты 32x24x18 мм.
3 варианта схемы подключения
Первый вариант – это подключение к нагрузке постоянного тока. Для примера приведена светодиодная лента, вместо неё может быть что угодно — мощные светодиоды, какие-либо исполнительные устройства типа электроприводов и многое другое. Напомним, что для работы HC-SR501 нужен источник питания с выходным напряжением в диапазоне 4.5-20 Вольт постоянного тока. Можно использовать зарядное устройство для смартфонов с USB-выходом, или запитать прям от блока питания светодиодной ленты, как это показано на рисунке ниже.
Второй вариант подходит для управления нагрузкой 220В, то есть для использования в качестве обычного датчика движения для освещения. Предлагаем вариант — с бестрансформаторным блоком питания, из схемы можно убрать то что выделено штрихованной линией и вместо этого использовать адаптер 220В-USB. Реле используется с 5-вольтовой катушкой, такие продаются в магазинах электроники как дополнительный модуль для ардуино.
Ну а для подключения к Arduino можно использовать такую схему как изображена ниже. Вывод OUT датчика движения подключаем к любому цифровому пину ардуино, назначаем пин на выход и через транзистор подключаем исполнительный элемент. В приведенном примере это звуковой излучатель, что иллюстрирует вариант схемы подключения звуковой сигнализации по наличию движения, не забывайте, что для работы в такой схеме включения нужно переключить перемычку на режим L – однократное срабатывание до окончания времени выдержки с паузой перед повторным опросом датчика. Алгоритмы работы этой схемы полностью зависит от программы загруженной в микроконтроллер.
Заключение
Датчик движения HC-SR501 и его аналоги отлично подходит как для самостоятельной работы, так и для работы в составе сложных устройств на микроконтроллерах. Его можно использовать для управления освещением, сигнализаций, автоматических механизмах таких как, автоматическое открытие дверей и ряде других проектов. Датчик движения для самоделок и Ардуино HC-SR501