Детекторы перемещения и их практическое применение

системы безопасности

Детекторыперемещения

чиком поставляется комплект линз FL65.

и их практическое применение

Линза является собирательной, но, в от

личие от обычных выпуклых линз, линзы

Френеля имеют гораздо меньшие раз

Существует несколько видов детекторов перемещений, которые

меры, обусловленные их конструкцией

различаются между собой по типу используемых датчиков. В предла

(рис. 3).

На рис. 4 изображена типовая схема

гаемой статье будут рассмотрены детекторы перемещения на основе

применения ИК датчика перемещения.

датчиков инфракрасного (ИК) излучения.

Элементы R11 и C6 задают время вклю

К излучение присутствует в напряжения.Посколькудатчикреагирует

чения реле RY1 после срабатывания дат

чика перемещения. В схеме использует

элект ромагнитном спектре.

на ИК излучение в широком диапазоне,

ся датчик типа RE200 В, который имеет

ИЕго длина волны больше длины

для сужения последнего применяется

следующие характеристики:

волны видимого света. ИК излучение не

специальный фильтр, ограничивающий

l

реакциянатепловоеизлучениевспек

возможно увидеть невооруженным гла

восприятие датчиком ИК излучения

тре5…14мкм;

зом,нооноопределяетсяспомощьюспе

только в диапазоне от 8 до 14 мкм.

l выходное напряжение 20 мВ;

циальных датчиков. Человеческое тело,

На рис. 1 изображена структурная схе

l

напряжение шумов 0,4 мВ;

а также тела животных активно излучают

мадетектораперемещений.Вывод2дат

l

напряжение смещения 0.1 В;

в ИК диапазоне. Максимум такого излу

чика через шунтирующий резистор со

l напряжение питания от 2,2 до 15 В;

чения приходится на длину волны 9,4

противлением100кОмсоединенскорпу

l рабочаятемператураот–30до+70°С.

мкм.

сом. Сигнал с датчика подается на двух

Выводыдатчикавнутреннесоединены:

ДлядетектированияИКизлученияпри

каскадный согласованный усилитель,

вывод 1 – со стоком, вывод 2 – с истоком

меняют пироэлектрические датчики. Их

обеспечивающий общий коэффициент

полевого транзистора, вывод 3 – общий.

усиления 10000. При

Междувыводами2и3долженбытьвклю

типовомприменении

чен резистор сопротивлением 100 кОм.

полоса пропускания

В схеме детектора перемещений ис

усилителя ограниче

пользуетсядешевыйсчетверенныйопера

на до 10 Гц для ос

ционныйусилительLM324.ПервыедваОУ

лаблениявысокочас

– IC1A, IC1B – выполняют функции усили

тотных помех и на

теля, два другие – функции компаратора.

дежного срабатыва

Выпрямленный диодами D3, D4 сигнал

ниякомпараторапри

поступает на одновибратор IC2, который

Рис. 1

восприятии положи

управляет транзисторным ключом Q1. В

тельных и отрица

цепь коллектора транзистора Q1 включе

создаютнаосновеспециальногокристал

тельных перепадов

наобмоткаисполнительногореле.

выходного напряжения датчика. Хорошо

Не всегда бывает удобно или возмож

лического материала, способного при

отфильтрованноенапряжениепитанияве

но связать датчик с исполнительным ус

воздействии на него ИК излучения выра

личиной от 3 до 15 В подается на вывод 1

тройством посредством проводов. В

батывать поверхностный электрический

датчика.

таких случаях оптимальной является

заряд.

Этот

заряд

усиливается

ДатчикRE200Bимеетдвачувствитель

связь датчика с исполнительным устрой

встроенным в ИК датчик усилителем на

ных элемента, включенных по схеме ком

ством по радиоканалу. В странах Европы

полевом транзисторе, обеспечивающим

пенсации напряжения. Такой способ

формирование

управляющего

включения позволяет избавиться от по

сторонних сигналов,

вызываемых вибра

цией, изменением

температуры и сол

нечного освещения.

При перемещении

человека

в

зоне

действия

датчика

сначала активизиру

ется один элемент, а

затем другой (рис. 2).

Источник излучения

2001

перемещаетсявгори

зонтальнойплоскости.

При этом выводы 1 и

март

2 также должны быть

расположены в гори

зонтальнойплоскости.

3

Для увеличения

№

дальности зоны дей

Схемотехника

ствия датчика приме

няют линзы Френеля.

С их использованием

этазонаувеличивает

Рис. 2

сяпримернодо25–30

Рис. 3

м. В комплекте с дат

2

системы безопасности

и США разрешена работа устройств ди

станционного

управления

и

автосигнализаций на частоте 418 МГц.

Устройства, отвечающие условиям при

менения для работы на этой частоте, не

требуют сертификации и разрешения.

Если раньше существовали некоторые

трудности в проектировании и изготов

лении таких приемопередающих уст

ройств, то после выпуска унифицирован

ных модулей передатчика TM1V и при

емника RM1V проблема реализации свя

зи устройств дистанционного управле

ния по радиоканалу на частоте 418 МГц

попросту исчезла. Совместимость

работыблизкорасположенныхустройств

ДУ

обеспечивается

благодаря

использованию микросхем кодера в

Рис. 4

передатчике и декодера в приемнике.

На рис. 5 приведена схема передаю

кладывается к выводу 5 IC2A и переклю

предназначенадляформированияузкого

щего модуля ИК датчика перемещения.

чает состояние этой микросхемы на вре

отрицательногоимпульса,которыйпосту

Усилитель сигнала датчика выполнен на

мя разряда конденсатора С6 через ре

паетнакодерIC3иактивизируетпередачу

сдвоенном ОУ типа MAX407 от фирмы

зистор R17 или R18. Перемычку PJ ис

кодовой цифровой последовательности

Maxim, либо LT1495 от фирмы Linear

пользуютдляуменьшениявременипере

импульсов.

Technologies. Элементы R3, R4, C2 опре

ключения при проверке работы схемы.

В процессе переключения IC2B кодер

деляют коэффициент усиления ОУ IC1A и

Когда конденсатор С6 разрядится до

формирует три группы битов, содержа

уровеньопорногонапряжения.Конденса

напряжения,меньшеговеличиныопорно

щих данные и адресную информацию, и

торС3обеспечиваетсужениеполосыпро

го напряжения на выводе 3, IC2B пере

последовательно передает их на модуль

пускания усилителя до 10 Гц. Элементы

ключится, и напряжение на выводе 1 сно

передатчика TM1V. Кодер программиру

R5,R6,R7,R10определяюткоэффициент

ва возрастет. Времязадающая цепочка

ется четырехпозиционным DIP переклю

усиления ОУ IC1B, а конденсатор С5

C6R15R18 задает постоянную времени,

чателем SA1–4 на один из шестнадцати

ограничивает его полосу пропускания до

составляющую около 90 с при разорван

адресов, что обеспечивает работу не

10 Гц. Резисторы R7 и R9 определяют

ной перемычке PJ или 1 с при замкнутой.

скольких независимых устройств такого

величинунапряжениясмещения,которая

Резисторы R19, R20 и R21 формируют

типа.

Вход

данных

также

должна быть равной 2,5 В.

гистерезис каскада на IC2B, обеспечи

программируетсяспомощьюпереключа

Компаратор модуля собран на основе

вающий независимость напряжения на

телей

SA5–8

для идентификации

сдвоенного компаратора MAX922 или

выходе IC2B в процессе разряда конден

передатчикапономеру(1–4).Толькоодин

LTC1440.ПричемIC2Aвыполняетфункции

сатора С6 от флуктуаций (случайных от

из

этих

переключателей

может

компаратора, а IC2B – функции одновиб

клонений) сигнала. Цепочка C7R16D4

находиться во включенном состоянии.

ратора. При отсутствии перемещения

напряжениенавыходедатчикаотсутству

ет, напряжение на выходе IC1B (вывод 1)

составляет2,5В.ЧерезделительR11R12

R13напряжениесмещениячерезR14,R15

прикладываетсяквыводам5и6IC2A.На

пряжение на выводе 5 на 250 мВ превы

шает напряжение на выводе 6. В резуль

тате этого на выводе 8 присутствует

уровеньлогического0.

Приперемещениичеловекавзонедей

ствия ИК датчика на выводе 1 IC1B воз

никаетположительныйперепаднапряже

ния, который через диод D2 поступает на

вывод 6 IC2A, и в результате его потенци

ал становится выше потенциала на выво

де 5. На выводе 8 IC2A формируется вы

сокийуровень.Затемповторомусигналу

с датчика на выводе 1 IC1B формируется

отрицательный перепад. Это в свою оче

редь приводит к снижению потенциала

на выводе 5 IC2A, что также формирует

напряжениевысокогоуровнянавыводе8

IC2A.

Положительный перепад напряжения

на выводе 8 IC2A через конденсатор C6

поступает на IC2B. В результате на ее

выходе (вывод 1) формируется низкий

уровень.ЭтотуровеньчерездиодD3при

Рис. 5

3