Interruttore di prossimità basato su modulo PIR. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Le sorgenti luminose a LED - lampade, nastri - sono ampiamente utilizzate oggi per l'illuminazione interna. E sebbene la loro potenza sia calcolata in unità di watt, la potenza totale di tutti gli apparecchi di illuminazione installati anche all'interno della stessa stanza può essere significativa. Certo, lasciare le luci accese in una stanza dove non ci sono persone è irrazionale. Questa abitudine comporterà costi aggiuntivi per il pagamento delle bollette elettriche.

Recentemente sono comparsi interruttori di prossimità basati sui cosiddetti sensori PIR che rispondono alla presenza di persone. Questi interruttori si completano, ad esempio, con i faretti stradali, che vengono posti davanti alla porta d'ingresso di una casa di campagna. I sensori reagiscono alla radiazione infrarossa di una persona o di un gruppo di persone che appare nel loro "campo visivo", e accendono l'illuminazione. I moduli PIR possono essere acquistati presso negozi di radioamatori o negozi online sia separatamente che come parte di vari kit elettronici. In effetti, il modulo PIR è un progetto funzionalmente completo. Per controllare l'illuminazione, a seconda che ci siano o meno persone nella stanza, è sufficiente integrarla solo con pochi componenti esterni.

L'aspetto di uno dei moduli PIR - HC-SR501 - è mostrato in fig. 1. Da un lato della scheda ci sono i componenti elettronici, incluso un microcontrollore, dall'altro - sotto una lente di Fresnel in plastica - il rilevatore PIR stesso. Lo stabilizzatore integrato integrato consente di alimentare il modulo con una tensione costante da 5 a 15 V. La modalità di funzionamento è impostata da un interruttore installato nell'angolo in alto a destra del modulo, due trimmer consentono di regolarne la sensibilità (da da 1 a 6 ... 8 m) e il tempo di ritardo allo spegnimento in assenza di segnale del sensore PIR (da 1 a 5 min). Nella parte inferiore (in Fig. 1) sono presenti tre contatti pin per il collegamento dell'alimentazione e del dispositivo controllato. Le designazioni di questi pin possono essere viste solo sul lato opposto della scheda rimuovendo la lente di Fresnel. Il segnale di comando in uscita dal modulo assume due valori: 0 V se il sensore PIR non rileva movimento e 3,3 V quando le persone si presentano davanti al sensore PIR.

Riso. 1. Aspetto del modulo PIR - HC-SR501

Una piccola corrente di uscita (inferiore a 5 mA) e una bassa tensione (solo 3,3 V) all'uscita del modulo non consentono il collegamento diretto di un relè esecutivo. Tuttavia, se utilizzi un alimentatore switching da un personal computer per alimentare dispositivi di illuminazione a LED, avrai bisogno di un singolo elemento - un optoaccoppiatore - per creare un sistema di controllo automatico dell'illuminazione! È vero, un tale sistema, quando viene rilevato un movimento, accenderà l'illuminazione, indipendentemente dal fatto che sia giorno o notte fuori dalla finestra.

Il motivo è che il modulo non ha un sensore di luce: una fotoresistenza, sebbene siano fornite aree stampate per la sua connessione (si trovano leggermente sopra ea sinistra dei già citati pin per l'alimentazione e la rimozione del segnale di uscita). Il problema è facilmente risolvibile saldando a queste piazzole due pin di opportune dimensioni (sono accompagnati in Fig. 1 dalla scritta "Pin for connection to a photoresistor").

Uno schema di un interruttore di illuminazione automatico senza contatto basato su un modulo PIR modificato è mostrato in fig. 2. Qui U1 è un alimentatore per computer con fattore di forma ATX, B1 è un modulo PIR, EL1-EL3 ed EL4 sono lampade a LED alimentate da U1, R1 è una fotoresistenza, R2 e R3 sono resistori di limitazione della corrente delle lampade. Un livello logico alto che si verifica all'uscita del modulo quando viene rilevato il movimento di una sorgente di radiazione infrarossa viene inviato al diodo emettitore dell'optoaccoppiatore U2. Di conseguenza, il transistor dell'accoppiatore ottico si apre, chiudendo l'ingresso PS-ON dell'alimentatore U1 su un filo comune, e si accende accendendo le lampade ad esso collegate.

Riso. 2. Schema di un interruttore della luce automatico senza contatto basato su un modulo PIR modificato

L'installazione del dispositivo può essere incernierata, soprattutto perché la fotoresistenza deve essere spostata all'esterno della stanza in cui è installato il modulo PIR, altrimenti andrà in modalità trigger, accendendo e spegnendo a sua volta l'illuminazione. È possibile rendere il design più compatto e affidabile posizionando tutti i componenti (ad eccezione della fotoresistenza) sulla scheda dell'adattatore. Un disegno di una possibile variante di tale scheda è mostrato in Fig. 3.

Riso. 3. Disegno della tavola

Per collegare un modulo PIR e un cavo di comunicazione con una fotoresistenza, la scheda dispone di prese ritagliate da una presa a 40 pin con un passo di 2,5 mm. Fissano saldamente il modulo sulla scheda e non è necessario un ulteriore fissaggio. Per il collegamento all'alimentazione è stata utilizzata una presa a 20 prese di una vecchia scheda madre del computer. Al posto dell'accoppiatore ottico EL817, è possibile utilizzare qualsiasi accoppiatore ottico a transistor con caratteristiche tecniche simili (ad esempio, la serie PC817). Tuttavia, va tenuto presente che il case, il numero e lo scopo dei pin potrebbero essere diversi per loro rispetto all'EL817, quindi potrebbe essere necessario correggere il disegno della scheda. Come sensore fotografico è stata utilizzata una fotoresistenza GL5516 di fabbricazione cinese (resistenza al buio - 0,5 MΩ, resistenza all'illuminazione di 10 lux - 5 ... 10 kΩ).

Se il modulo PIR deve essere utilizzato come interruttore, il ponticello sulla sua scheda deve essere impostato nella posizione superiore (secondo la Fig. 1). Quindi il controller del modulo resisterà all'intervallo di tempo impostato dal trimmer. Quando il ponticello è impostato nella posizione inferiore, il modulo si spegne non appena il segnale dal rilevatore PIR scompare. Questa modalità è utilizzata nei sistemi di sorveglianza fotografica e video.

Autore: I. Tsaplin

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