СмартПульс - держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций

   Главная - DIY (Радиолюбителям) - Датчики движения на 5-12 В и 5-24 В - обзор

Датчики движения на 5-12 В и на 5-24 В - обзор

Предисловие

В обзоре будут рассмотрены два низковольтных датчика движения. Один из них рассчитан на диапазон напряжений питания 5-12 В (далее для краткости будет упоминаться только напряжение 12 В), а другой - на диапазон напряжений 5-24 В. Первый из датчиков оформлен как самостоятельное изделие; второй - только как плата с элементами и предназначен для встраивания в другие устройства (например, в светильники).

Кроме низковольтных датчиков движения, существуют и высоковольтные, рассчитанные на прямое подключение к сети 220 В  (или 110 В в некоторых других странах).

Низковольтные датчики могут непосредственно управлять включением/выключением освещения на основе светодиодов и светодиодных лент, а также управлять исполнительными механизмами и электронными схемами (например, запускать запись с камеры видеонаблюдения).

При применении дополнительных схем усиления или преобразования уровня они могут управлять вообще всем, что угодно.
 

     Оглавление:

   1. Обзор датчика движения 5 В - 12 В

   2. Обзор бескорпусного датчика движения 5 В - 24 В

   3. Окончательный диагноз датчиков движения на 5-12 В и на 5-24 В
 

Обзор датчика движения 5-12 В

Внешний вид, комплектация, конструкция и схемотехника

В комплект датчика, кроме него самого, входят два переходника (для подключения питания и нагрузки), а также клейкая площадка для закрепления датчика в требуемом месте:

Закреплять датчик на месте установки можно не только с помощью клейкой площадки, но и с помощью винтов или шурупов: для этого в основании датчика предусмотрены крепёжные отверстия. Это будет надёжнее, чем с помощью клейкой площадки.

На датчике расположено колёсико регулировки длительности включения датчика после обнаружения движения объекта. Длительность варьируется в широких пределах: от 10 секунд до 15 минут.

Питание подключается со стороны надписи "LED: DC5-12V"; нагрузка, соответственно, с обратной стороны, где расположен текст "LED: 3A/Channel".

Ячеистый купол служит для расширения угла обзора датчика, который обещан производителем в 120 градусов конусообразно вокруг вертикали(очень хорошо).

Самые основные характеристики датчика движения указаны прямо на нём самом; но к ним осталось добавить габариты, массу и дальность действия.

- Габариты: 48*35*32 мм (Д*Ш*В) (по данным измерений без переходников; размеры отличаются от указанных производителем);

- Масса: 14 г (без переходников);

- Дальность действия: до 5 м (имеется в виду при максимально-благоприятных условиях: крупная и контрастная в инфракрасном диапазоне цель, что в реальных условиях вряд ли достижимо).

Разборка датчика осуществляется очень легко. Его донышко держится только на защёлках, причем не очень тугих.

После отщелкивания донышка сверху аккуратно надавливаем на купол и подталкиваем плату вниз.

Потом снимаем с платы купол (он тоже на защелках), и вуаля:

Вот по этой картинке уже можно более-менее разобраться со схемотехникой.

Почти в центре находится главная часть датчика движения - его инфракрасный сенсор.

В правом нижнем углу расположен линейный стабилизатор питания HT7530-1 на напряжение 3 В и с малым падением напряжения "вход - выход". Питание на него подаётся через диод защиты от переполюсовки и резистор 1 кОм. При малом входном напряжении (5-6 В) и высоком выходном токе (1 А и более) есть смысл этот резистор закоротить во избежание падения напряжения на стабилизаторе ниже допустимого уровня.

Микросхема без маркировки в левом нижнем углу отвечает за время задержки выключения датчика (задаётся переменным резисторов с колёсиком).

Слева вверху - два запараллеленных MOSFET-а A09T (они же AO3400), которые, собственно, и выполняют команды подачи напряжения на нагрузку (при обнаружении движущегося объекта) и снятия напряжения с нагрузки (при отсутствии движущихся объектов в поле зрения датчика).

Максимально-допустимый постоянный ток каждого из транзисторов составляет 5.8 А  (импульсный - до 30 А) , так что при параллельной работе ток в 3 А они должны выдержать без проблем.

Крайне интересен элемент, обведённый красной рамкой. Это - фотодиод (или фототранзистор). Его задача - отменять подачу напряжения на нагрузку (осветительную систему) даже при обнаружении движущегося объекта, если уровень внешнего освещения высок. Зачем включать свет, если его и так достаточно?!

Если же включать свет всё равно надо (или прибор используется не для освещения), то нужно фотодиод чем-то загородить. Проверено: в этом случае датчик будет срабатывать независимо от внешнего освещения.

Для проформы посмотрим на обратную сторону платы датчика:

Здесь ничего высокотехнологичного нет, только пара разъёмов и переменный резистор с колёсиком.
 

Тест датчика движения 12 В

1. Проверяем собственное потребление датчика движения. Оно оказалось очень малым, всего 1.5 мА.

2. Проверяем минимальную и максимальную задержку выключения. Минимальная составила 10 секунд (как и было обещано); максимальная - немного более 20 минут. Колёсико для задания времени задержки выключения не имеет делений, поэтому желаемое время придётся подбирать популярным методом "научного тыка".

3. Проверяем работу под максимальной нагрузкой (3 А). Проверка проводилась при входном напряжении 12 В со снятым корпусом для оценки нагрева выходных транзисторов. Нагрев оказался небольшим, едва ощущался пальцем.

4. Проверяем дальность обнаружения "стандартного" объекта - взрослого человека, приближающегося к датчику вдоль оси купола. Дальность составила 3.7 м.

Переходим к следующему датчику движения.
 

Обзор датчика движения 5-24 В

Внешний вид, комплектация, конструкция и схемотехника

С самого начала надо сказать, что этот датчик движения формально предназначен для работы с напряжением питания 12 - 24 В; но изучение его схемы позволило предположить, что и с питанием 5 В он тоже должен успешно работать. Это предположение блестяще подтвердилось!

Теперь - ближе к делу.

Датчик движения 5 - 24 В оформлен в виде очень маленькой платы без корпуса:

Габариты платы составили 35*10*15 мм (Д*Ш*В). С учетом нижнего края купола, выходящего за пределы платы, ширина составляет 13 мм.

О комплектации можно только сказать, что её нет (как, собственно, и должно быть при таком оформлении устройства).

Купол датчика - не съёмный. Скорее всего, он приклеен; и выламывать его ради праздного интереса не стоит.

На плате, кроме сенсора движения, расположено всего два чипа. Первый чип, расположенный рядом с контактными площадками для подключения питания, это - линейный стабилизатор 7533 на напряжение 3.3 В (он же HT7533S). Надо обратить внимание, что предельно-допустимое напряжение для этого стабилизатора в datasheet указано на уровне 22 В, поэтому использование датчика с напряжением питания 24 В будет не совсем правильным.

Второй чип, расположенный рядом с выходными контактными площадками, это - транзистор типа MOSFET NA6-5A (он же AP5N06MI). Предельно-допустимый долговременный ток 5.8 А, импульсный - 18 А.

К этому надо добавить, что, в отличие от предыдущего датчика, в котором на выход работают два запараллеленных аналогичных транзистора, здесь работает только один. Это может привести к повышению его нагрева и снижению КПД всей системы в целом.

Кроме того, в системе нет фотодиода  (или фототранзистора), предотвращающего срабатывание датчика при высоком внешнем освещении.

И, снова для проформы, посмотрим на обратную сторону платы:

На обратной стороне платы ничего нет.
 

Тест датчика движения 5 В - 24 В

1. Проверяем собственное потребление датчика движения. Оно оказалось микроскопическим, всего 0.7 мА!

2. Проверяем задержку выключения. Она составила 30 секунд, как и было обещано. Не регулируется.

3. Проверяем работу под нагрузкой 2 А (в характеристиках указано до 3 А). Проверка проводилась при входном напряжении 5 В.

Нагрев выходного транзистора оказался не критичным, но ощутимым. На всякий случай был сделан тепловой снимок в установившемся температурном режиме:

Выходной транзистор нагрелся почти до 60 градусов. Такое нагрев совершенно не опасен, но тест проводился при токе 2 А; в то время, как максимально-допустимый ток указан 3 А. При этом помним, что мощность на резистивной нагрузке (которой можно считать открытый транзистор) пропорциональна квадрату тока. Соответственно, повышение тока до 3 А может повысить рассеиваемую мощность более, чем в 2 раза, а такой нагрев может стать опасным. Рекомендуется не превышать для тока выхода значения 2.5 А.

4. Проверяем дальность обнаружения "стандартного" объекта - взрослого человека, приближающегося к датчику вдоль оси купола. Дальность составила 2.8 м.
 

Окончательный диагноз датчиков движения на 5-12 В и на 5-24 В

Протестированные датчики движения для низковольтных устройств показали свою полную функциональную пригодность. Их главное различие заключается в том, что один из них предназначен для установки как самостоятельного изделия, а другой (бескорпусной) - для встраивания в какие-либо системы (в первую очередь - осветительные).

К теории их работы надо добавить, что датчики движения отсчитывают время выключения не от первого обнаружения движущегося объекта, а от последнего. То есть, если объект будет оставаться в поле зрения датчиков и при этом будет совершать какие-то движения, то датчики выключаться не будут.

Кроме того, измеренная в тестах дальность действия является предельной. Уверенное срабатывание датчиков происходит на дистанциях, примерно на 0.5 м ниже предельных. Дальность может сокращаться ещё сильнее, если направление на движущийся объект - не прямое, а боковое.

Первый датчик (корпусированный) имеет более широкую функциональность по сравнению со вторым. Благодаря встроенному фотодиоду (фототранзистору) он может прекращать работу при высоком уровне освещения, что сэкономит энергию и не будет раздражать окружающих излишними срабатываниями. При желании от этой функции можно отказаться.

Сфера применения

В первую очередь протестированные устройства - это датчики движения для светодиодных лент; хотя возможно применение и для более сложных систем освещения.

Пример использования второго из рассмотренных датчиков движения в кухонном светильнике описан в этой статье.

Кроме систем освещения на основе светодиодных лент, датчики движения могут применяться и в других случаях. Например, они могут управлять видеозаписью в системах видеонаблюдения или банально включать звонок на пульте охраны при обнаружении людей там, где их быть не должно.

Но нельзя исключать их применение и в стиле "проще простого": например, чтобы автоматически включить освещение в шкафу при открытии дверцы.

Где купить:

Первый датчик движения 5-12 В (в корпусе) можно купить на Алиэкспресс, например, у этого продавца. Цена на дату обзора - около $3.5 (в дальнейшем может меняться).

Второй датчик движения 5-12 В (бескорпусной) тоже можно купить на Алиэкспресс, например, у этого продавца. Цена на дату обзора - около $0.7 (очень низкая).

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158
 

Весь раздел "Сделай сам! (DIY)" - здесь.

  Ваш Доктор.
 22 февраля 2024 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!  Доктора! (Администрация сайта - контакты и информация)
  Группа SmartPuls.Ru  Контакте - анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них