Категория: Инструкции
Как-то решил создать автоматическое освещение в туалете, надоело постоянно включать/выключать свет.
Что нам для этого понадобится?
Сразу хочу пояснить, датчик движения используется HC-SR501. Сам по себе он представляет законченное устройство, которое на выходе выдает логическую единицу если кто-то движется и ноль если движения нет. У себя на плате датчик имеет два переменных резистора: один регулирует частоту срабатывания а другой дальность срабатывания.На рисунке 1 показан сам датчик.
Режим работы
Режим работы модуля задается перемычкой.
Всего два режима - режим H и режим L. Выбирается перемычкой.
Режим H — в этом режиме при срабатывании датчика несколько раз подряд на его выходе (OUT) остается высокий логический уровень.
Режим L — в этом режиме на выходе при каждом срабатывании датчика появляется отдельный импульс.
Правда на моей версии датчика перемычка припаяна не была, а место под нее было рисунок 2.
Рисунок 2 - Вид сзади датчика движения, красным цветом показано где должна быть перемычка.
Технические характеристики
Напряжение питания: 4,5В - 20В
Ток потребления: <60uA
Напряжение на выходе Высокие и низкие уровни в 3.3V TTL логике
Дистанция обнаружения: 3 - 7м (регулируется)
Угол детектирования: 120°-140°
Длительность импульса при обнаружении: 5 - 200сек. (регулируется)
Время блокировки до следующего замера: 2,5сек.
Рабочая температура: -20 - +80°C
Режим работы: L — одиночный захват, H — повторяемые измерения.
Датчик можно было использовать сам по себе, но для последующего ему нужно около 3-4 секунд для "отдыха" т.е если я нахожусь в помещении то мне придется ждать пока он подумает и сработает. Для того что-бы убрать этот недостаток я решил использовать в связке с датчиком МК ATtina13a.
Как прошить микроконтроллер?
Так как у меня не было программатора, я программировал только ардуинку, возник вопрос как можно это сделать. Порывшись в интернете я нашел статью о том как залить ардуиновский скетч в Attiny13.
Правда когда я заменил файлы в папке hardware, у меня в среде разработки ардуино в разделе Сервис -> Плата пропали все платы и появились микроконтроллеры. И когда я попытался запрограммировать у меня среда начала ругаться. Тогда я решил залить прошивку в МК при помощи программы AVR Burn-O-Mat т.к. у нее графический удобный интерфейс.
Как прошить мк при помощи AVR Burn-O-Mat читаем тут .
Как получить .hex файл из Ардуино читаем тут
При срабатывании датчика движения будет подаваться единица на релейный модуль который будет включать свет, на рисунке 3 сам модуль.
После того как мы научились прошивать МК из среды Ардуино, перейдем к написанию прошивки к датчику движения.
Путем регулировки переменным резистором времени срабатывания можно добиться такого состояния когда время опроса датчика движения не будет совпадать с временем простоя датчика.
Ниже привожу фотки устройства.
Эксперименты со светодиодом:
Подключил релейный модуль:
Есть некоторые особенности в использовании дешёвых датчиков движения, коими полнится интернет.
А именно - в основном распространены два вида PIR (инфракрасных) датчиков движения: от фирмы Parallax (т.е. GH718 как у меня) или же от Sparkfun. Они отличаются в распиновке, а так же тем, что к сенсору Parallax не нужно подключать дополнительное сопротивление, см. подробнее в этой статье .
Проблема у меня возникла в незнании того факта, что без нагрузки в цифровых входах Arduino генерируется рандомный сигнал, или 1 или 0 - я этого не знал и думал, что без нагрузки там всегда будет 0. В результате пришлось потратить какое-то время на то, чтобы понять, что код, указанный в статье, у меня не работает.
А заработал у меня код вот отсюда. там же есть схема подключения пинов. Код скетча для Arduino IDE привожу ниже во избежание утери:
После включения надо оказывается подождать одну минуту, пока сенсор производит калибровку, и только тогда уже проверять его работоспособность. Работает замечательно, лампочка загорачется от малейшего качания головой, вот только эффективная дальность у меня вроде около 1 метра, хотя в спецификации указано до 7ми. Ну не беда, мне в принципе хватает.
Датчики движения используются для обнаружения присутствия людей в помещениях. В качестве датчиков движения в системе Arduino Mega Server используются популярные PIR датчики HC-SR501 или аналогичные. Это простое и недорогое устройство, которое можно купить в магазинах, торгующих Arduino-комплектующими.
Подключение датчиков осуществляется при помощи всего трёх контактов — VCC (напряжение питания), GND (земля), OUT (данные). На картинке видны регулировочные резисторы, которые устанавливают порог чувствительности и задержку срабатывания датчика, но в большинстве случаев регулировка на требуется — заводские установки работают нормально.
В системе Arduino Mega Server по умолчанию используются шесть датчиков движения, информация о их состоянии выводится в dash-панель. Датчики подключены к выводам Arduino 22. 23. 24. 25. 26. 30 .
Если вы не используете датчики движения, то можете отключить PIR-модуль, в скетче Arduino Mega Server. Это позволит вам сэкономить немного оперативной памяти микроконтроллера. Делается это комментированием строки в скетче.
Обратите внимание. Система Arduino Mega Server непрерывно развивается и в код проекта постоянно вносятся изменения и улучшения, поэтому, описание и документация может не соответствовать вашей конкретной версии системы. Последняя правка этой страницы относится к 0.14 версии системы.
Попробуем подключить датчик движения PIR HC-SR501 к Ардуино и проверим работает ли он вообще. Датчик полезен если Вы захотите сделать автоматически включающийся светильник возле подъезда или в частном доме которые срабатывают при прохождении рядом человека.
Работа PIR-сенсора (Passive Infrared sensor), т.е. пассивного ИК датчика основывается на измерении инфракрасного излучения от объектов.
Модуль имеет 3 вывода (стандарта 2.54мм):
OUT: Вывод выходного сигнала
Подключение датчикаGND на любой из GND пинов ардуино
VCC на + 5 вольт на ардуино
OUT на любой из цифровых входов/выходов ардуино (в примере подсоединено к 2)
Самым простым примером работы с датчиком движения является следующий скетч. При обнаружении движения зажигается светодиод подключенный к пину 13, а также в порт пишется состояние датчика.
С каждым днем наши жилища становятся все комфортнее и функциональнее. Технологичность входит в наш дом в различных проявлениях: бытовая техника, осветительные приборы, различные дополнительные конструкции к уже имеющимся приборам и т.д. Последней новинкой на сегодняшний день являются датчики присутствия.
Сегодня самыми популярными являются датчики присутствия Steinel (модели ir quattro) и Аrduino. В этой статье мы разберемся, что это за приборы и как их можно использовать в домашних условиях.
Характеристики прибораДатчик присутствия (Аrduino или Steinel ir quattro) представляют собой разновидность фиксаторов движения. Под этим понятием подразумевается инфракрасный прибор электронного образца. Это прибор способен обнаружить перемещение человека в заданной области контроля. При этом он коммутирует с питанием различных электроприборов (наиболее часто с освещением).
Принцип работы устройства базируется на отслеживании датчиком уровня инфракрасного излучения в заданной области работы (особенно пироэлектрического типа). Здесь в роли сенсора выступает первичный преобразователь. Он является элементом сигнального, измерительного, регулирующего, а также управляющего устройства системы, которая преобразует контрольные величины в сигнал, удобный для пользования. Иначе это можно выразить следующим образом: сенсор – элемент системы, необходимый для измерения неэлектрических величин электрическим способом.
Любой человек, а вернее его тело, излучает температуру отличную от нуля (за ноль в данной ситуации берется -273°С). В результате человек обладает электромагнитным тепловым излучением. Именно это излучение улавливается прибором в качестве сигнала.
При улавливании тепловых лучей, они фиксируются на сегментной линзе и перенаправляются к пиродетектору. При передвижении тела в заданной прибору области происходит оценка датчиком теплового излучения пиродетектором и создание в нем напряжения. Созданное напряжение применяется в качестве сигнала для электроники.
Пиродатчик с помощью линзы, обладающей высокой разрешающей способностью, позволяет создать для помещения типичную и квадратную зону охвата. Именно в ней датчик и будет регистрировать самые мельчайшие движения.
Обратите внимание! Все настройки установки и выходных разъемов, а также дальность действия осуществляются с помощью потенциометров или дистанционного дополнительного управления.
На выходе сенсора монотонный сигнал определяется уровнем инфракрасного излучения, который был усреднен в области работы датчика.
Для определения, перемещается ли объект в контролируемой области, в устройстве применяется линза Френеля. В редких случаях вместо данной линзы используется система специально вогнутых сегментных зеркал/линз. С помощью такой системы или линзы и происходит проекция теплового излучения на пиросенсоре, преобразуя его в электроимпульс.
В зависимости от того, насколько датчик был настроен по чувствительности, происходит выдача двух или трех импульсов.
Такой принцип работы позволяет наиболее эффективно организовать освещение в помещениях, где имеется высокий процент «проходящих» людей.
Внешне датчик может иметь разнообразный дизайн, что позволяет подобрать его под имеющийся интерьер в одном стиле с розетками и выключателем.
Чаще всего такие приборы применяются в следующих областях:
В качестве управления в автоматическом режиме подобные датчики применяются в офисных зданиях, частных или государственных организациях, общественных заведениях и т.д. Регулировка освещения идет в зависимости от присутствия людей в рабочей зоне прибора, а также интенсивностью естественного освещения.
Первая модельДатчик Arduino является электронным конструктором, предназначенным для быстрой сборки автоматических устройств различной степени сложности (высокой, средней и низкой). В основе этого устройства находятся микропроцессорные модули, датчики, а также интерфейсы к ним.
Обратите внимание! Во внедрении данного устройства в приборы большое значение имеет комфортная среда разработки. Лучшим решением будет применение C++. Эта программа позволит значительно упростить создание проектов по прошивке.
Эта программа позволит значительно упростить создание проектов по прошивке.
В результате получается полупроводниковый электронный сенсор с достаточно высокой точностью работы.
Помимо этих датчиков также используются разнообразные механические (реагирующие на прикосновение) и химические устройства (реагирующие на конкретные химические показатели). Но последние используются только в редких случаях. Например, они могут реагировать на некоторые газы или пары спиртов. Но их стоимость значительно выше, чем обычного процессорного модуля (в диапазоне от 10 до 50%).
Датчики Arduino классифицируются по тому параметру, на реакцию которого они настроены реагировать (температурный, звуковой или ультразвуковой показатель и т.д.).
Благодаря эффективному принципу работы, а также многофункциональности в плане измеряемых параметров, датчики Arduino на сегодняшний день широко применяются в самых разнообразных сферах деятельности человека.
Датчики присутствия Steinel (наиболее популярная модель — ir quattro com1) на сегодняшний день разрабатываются немцами.
Эти устройства могут считывать сигнал следующих видов:
В зависимости от типа прибора можно подобрать устройство с различной степенью чувствительности, избежав тем самым возможность срабатывания прибора при незначительных перемещениях в зоне его работы. В результате освещение без надобности активироваться не будет. Это объясняется тем, что у датчика линза для улавливания различного рода излучения обладает более тонкими настройками чувствительности. Поэтому она может считывать незначительное движение и адекватным образом реагировать на степень освещенности в помещении.
Как правило, эти датчики применяются в небольших помещениях:
В этих ситуациях для адекватного освещения в автоматическом режиме будет достаточно одного самого простого датчика. Но их запросто можно использовать в помещениях и с большими размерами. Здесь необходимо будет применять более сложные модели (например, тип HD).
Обратите внимание! При одновременном подключении датчика к освещению и вентилятору следует использовать двухканальный тип устройства. В этой ситуации можно провести настройки, с помощью которых через определенный временной промежуток произойдет отключение вентилятора.
По типу установки такие датчики могут быть следующих типов:
Модели Steinel между собой могут различаться по следующим показателям:
Такая же разбивка по моделям характерна и для датчика Arduino. Помимо этого данные приборы обладают заводскими показателями по высоте установки, температурному режиму работы, сенсору и прочим параметрам функционирования устройства.
Датчик и освещениеСегодня датчики присутствия уже не представляют собой новинки. Их можно встретить в самых разнообразных, а порой и неожиданных местах, как в частном доме, так и в общественных помещениях государственных структур.
Датчики Steinel ir quattro или Arduino довольно часто используются вместе с осветительными приборами, обеспечивая более рациональный и эффективный контроль над интенсивностью освещения.
Преимущества использования Arduino или Steinel ir quattro заключаются в следующих аспектах:
Но, несмотря на столь явные преимущества, и Steinel ir quattro, и Arduino имеют один существенный недостаток – высокая чувствительность в работе. Они могут сработать случайно, поскольку точно настроить их чувствительность все же не всегда удается. В результате датчики могут среагировать даже на небольшое движение в контролируемой области. Это связано с тем, что даже малоподвижный объект способен давать достаточный для срабатывания устройства отраженный сигнал. Данный недостаток больше характерен для Arduino, чем для Steinel (модели ir quattro).
Но в случае применения прибора присутствия в качестве части охранной системы, такой недостаток трансформируется в плюс. Здесь даже на руку тот факт, что устройство функционирует длительный период, что позволяет отследить даже небольшое движение в ситуации длительного сохранения объектом неподвижности.
Датчики Arduino или Steinel ir quattro com1 (плата) могут быть дополнены разнообразными сенсорами и улавливающими устройствами (функциональное дополнение). Благодаря этому возможно некоторое расширение сферы применения таких приборов. Например, они могут применяться в автоматизации физических процессов и приборостроении, подсчете числа пассажиров и т.д.
Помимо этого Arduino или Steinel ir quattro com1 наиболее часто применяются в проектах «умный дом» с целью автоматизации домашних и бытовых процессов. Также в последнее время Arduino стали широко использоваться в робототехнике.
Установленный Arduino (схема)
Еще одной сферой применения Arduino являются охранные системы. С его помощью происходит включение камер видеонаблюдения, звуковой системы оповещения или освещения. Стоит отметить, что в охранной области датчики Arduino востребованы более всего.
Также данное устройство используется в качестве дальномера. С его помощью можно измерять дальность в области 5 метров. При этом точность составит до 1 см. На такое способны ультразвуковые датчики, работающие как акустический локатор небольшой мощности.
Использование в домашних условиях датчика присутствия различных моделей (Steinel или Arduino) позволит вам повысить эффективность освещения и сделать его более экономичным. Здесь главное провести правильную установку и настройку прибора на работу в заданной области. Подбирайте для помещений те модели датчиков и по тем параметрам, которые позволят ему наиболее эффективно выполнять свою работу – освещать помещение при повелении в нем человека.
