Näherungsschalter basierend auf PIR-Modul. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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LED-Lichtquellen – Lampen, Bänder – werden heute häufig für die Innenbeleuchtung verwendet. Und obwohl ihre Leistung in Watteinheiten berechnet wird, kann die Gesamtleistung aller im selben Raum installierten Beleuchtungskörper erheblich sein. Natürlich ist es irrational, in einem Raum, in dem sich keine Menschen aufhalten, das Licht anzulassen. Diese Angewohnheit führt zu zusätzlichen Kosten bei der Bezahlung der Stromrechnungen.

In jüngster Zeit sind Näherungsschalter auf der Basis sogenannter PIR-Sensoren aufgetaucht, die auf die Anwesenheit von Personen reagieren. Ergänzt werden diese Schalter beispielsweise durch Straßenstrahler, die vor der Haustür eines Landhauses platziert werden. Die Sensoren reagieren auf die Infrarotstrahlung einer Person oder einer Personengruppe, die in ihrem „Sichtfeld“ erscheint, und schalten die Beleuchtung ein. PIR-Module können sowohl einzeln als auch als Teil verschiedener Elektronikbausätze in Funkamateurgeschäften oder Online-Shops erworben werden. Tatsächlich ist das PIR-Modul ein funktional vollständiges Design. Zur Steuerung der Beleuchtung, je nachdem, ob sich Personen im Raum aufhalten oder nicht, reicht es aus, diese durch nur wenige externe Komponenten zu ergänzen.

Das Aussehen eines der PIR-Module – HC-SR501 – ist in Abb. dargestellt. 1. Auf der einen Seite der Platine befinden sich elektronische Komponenten, darunter ein Mikrocontroller, auf der anderen – unter einer Fresnel-Linse aus Kunststoff – der PIR-Detektor selbst. Mit dem eingebauten integrierten Stabilisator können Sie das Modul mit einer konstanten Spannung von 5 bis 15 V versorgen. Der Betriebsmodus wird über einen Schalter in der oberen rechten Ecke des Moduls eingestellt. Mit zwei Trimmern können Sie die Empfindlichkeit (von) einstellen 1 bis 6 ... 8 m) und die Abschaltverzögerungszeit bei fehlendem PIR-Sensorsignal (von 1 bis 5 Min.). Unten (in Abb. 1) befinden sich drei Stiftkontakte zum Anschluss der Stromversorgung und des gesteuerten Geräts. Die Bezeichnungen dieser Pins sind erst auf der gegenüberliegenden Seite der Platine durch Entfernen der Fresnel-Linse erkennbar. Das Steuersignal am Ausgang des Moduls nimmt zwei Werte an: 0 V, wenn der PIR-Sensor keine Bewegung erkennt, und 3,3 V, wenn Personen vor dem PIR-Sensor erscheinen.

Reis. 1. Aussehen des PIR-Moduls - HC-SR501

Ein kleiner Ausgangsstrom (weniger als 5 mA) und eine niedrige Spannung (nur 3,3 V) am Ausgang des Moduls erlauben den direkten Anschluss eines Führungsrelais nicht. Wenn Sie jedoch ein Schaltnetzteil von einem Personalcomputer verwenden, um LED-Beleuchtungsgeräte mit Strom zu versorgen, benötigen Sie ein einziges Element – ​​einen Optokoppler –, um ein automatisches Lichtsteuerungssystem zu erstellen! Zwar schaltet ein solches System die Beleuchtung ein, wenn eine Bewegung erkannt wird, unabhängig davon, ob draußen vor dem Fenster Tag oder Nacht ist.

Der Grund dafür ist, dass das Modul keinen Lichtsensor – einen Fotowiderstand – hat, obwohl gedruckte Bereiche für dessen Anschluss vorhanden sind (sie befinden sich etwas oberhalb und links von den bereits erwähnten Pins zur Stromversorgung und zum Entfernen des Ausgangssignals). Das Problem lässt sich leicht lösen, indem man an diese Pads zwei Pins geeigneter Größe anlötet (in Abb. 1 ist ihnen die Aufschrift „Pins zum Anschluss an einen Fotowiderstand“ beigefügt).

Ein Diagramm eines automatischen berührungslosen Lichtschalters basierend auf einem modifizierten PIR-Modul ist in Abb. dargestellt. 2. Hier ist U1 ein Computernetzteil im ATX-Formfaktor, B1 ein PIR-Modul, EL1-EL3 und EL4 sind LED-Lampen, die von U1 gespeist werden, R1 ist ein Fotowiderstand, R2 und R3 sind Strombegrenzungswiderstände von Lampen. Ein hoher Logikpegel, der am Ausgang des Moduls auftritt, wenn die Bewegung einer Infrarotstrahlungsquelle erkannt wird, wird der Sendediode des Optokopplers U2 zugeführt. Dadurch öffnet sich der Optokoppler-Transistor, schließt den PS-ON-Eingang des Netzteils U1 mit einem gemeinsamen Kabel und schaltet sich ein, wodurch die daran angeschlossenen Lampen leuchten.

Reis. 2. Schema eines automatischen berührungslosen Lichtschalters basierend auf einem modifizierten PIR-Modul

Die Installation des Geräts kann mit Scharnieren erfolgen, insbesondere da der Fotowiderstand außerhalb des Raums, in dem das PIR-Modul installiert ist, bewegt werden muss, da er sonst in den Triggermodus wechselt und die Beleuchtung abwechselnd ein- und ausschaltet. Sie können das Design kompakter und zuverlässiger gestalten, indem Sie alle Komponenten (außer dem Fotowiderstand) auf der Adapterplatine platzieren. Eine Zeichnung einer möglichen Variante einer solchen Platine ist in Abb. dargestellt. 3.

Reis. 3. Brettzeichnung

Um ein PIR-Modul und ein Kommunikationskabel mit einem Fotowiderstand anzuschließen, verfügt die Platine über Buchsen, die aus einer 40-poligen Buchse mit einem Rastermaß von 2,5 mm herausgeschnitten sind. Sie fixieren das Modul sicher auf der Platine, eine zusätzliche Befestigung ist nicht erforderlich. Für den Anschluss an die Stromversorgung wurde eine 20-fach-Buchse eines alten Computer-Motherboards verwendet. Anstelle des EL817-Optokopplers können Sie jeden Transistor-Optokoppler mit ähnlichen technischen Eigenschaften verwenden (z. B. die PC817-Serie). Es ist jedoch zu bedenken, dass das Gehäuse, die Anzahl und der Zweck der Pins bei ihnen anders sein können als bei der EL817, sodass die Platinenzeichnung möglicherweise korrigiert werden muss. Als Fotosensor wurde ein in China hergestellter GL5516-Fotowiderstand verwendet (Dunkelwiderstand - 0,5 MΩ, Widerstand bei Beleuchtung von 10 Lux - 5 ... 10 kΩ).

Soll das PIR-Modul als Schalter verwendet werden, muss der Jumper auf seiner Platine in die obere Position gebracht werden (gemäß Abb. 1). Dann hält der Modulcontroller dem vom Trimmer eingestellten Zeitintervall stand. Wenn der Jumper auf die untere Position gesetzt ist, schaltet sich das Modul aus, sobald das Signal vom PIR-Detektor verschwindet. Dieser Modus wird in Foto- und Videoüberwachungssystemen verwendet.

Autor: I. Tsaplin

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