モーションセンサーによる自動階段照明制御。スキーム、説明

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人感センサーによる自動階段照明制御。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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家の階段の照明を制御する装置は新しいものではなく、文献やインターネットで何度も説明されています。著者は、焦電モーションセンサーを備えた既製のHC-SR501モジュールに基づいた独自のバージョンを提供しています。

その特徴についてはインターネット上に十分な情報がありますが、多くの場合、かなり矛盾しています。このことを考慮すると、モジュールの機能に関するもっともらしい情報を得るには、一部は経験によって、一部は回路を分析することによって、その特性を再確認する必要がありました。その結果、筆者は次のような考えに至った。値 (ただし、それらは、テストされたモジュールの XNUMX つのインスタンスのみに起因すると確信できます):

検出ゾーンパラメータ範囲調整限界、m .....3...8
立体角、度....... 140
動作モード ...... 単一、アラーム間の周期的な「デッド」時間、s ...... 2...2,5
アラーム保持時間調整限界、s ..... 5 ... 250
アラームレベル、Vアクティブ....... 3
パッシブ ....... 0
供給電圧、V......4,5...12
自身の消費電流、mA .......0,06

このモジュールには「夜間」動作モードがありますが、このためにはフォトレジスタをモジュールに取り付ける必要があります。

インターネット上では、501 ... 20 V の電源電圧での HC-SR30 モジュールの動作性に関する情報を見つけることができます。公称電圧 16 V の酸化物コンデンサが電源に取り付けられているため、これは真実ではありません。したがって、12 V 以下の電圧で電力を供給するのが合理的です。

モジュールで使用されている超小型回路は、出力で 1,5 ボルトの論理レベルのアラーム信号を生成します。ただし、出力とモジュールの OUT 端子の間に XNUMX kΩ の抵抗が接続されているため、モジュールの負荷容量は非常に小さくなります。

シングル動作モードでは、感知ゾーン内で移動する物体が最初に検出された後、モジュール出力の論理電圧レベルが高くなり、5 ～ 250 秒間高のままになります (ホールド時間は調整中に設定されます)。この期間中に発生する可能性のある検出は無視されます。ホールド時間が経過すると出力レベルはLowに戻りますが、センサ特性が回復して初めて次の検出が可能となります（この時間をデッドと呼びます）。

周期トリガモードでは、最初のモーション検出後、モジュールの出力もホールド時間の間ハイレベルに設定されますが、この時間が経過する前に発生したさらなるトリガによってカウントダウンが再び開始されます。その結果、出力レベルは、連続する動き検出の間の休止時間がホールド時間を超えるまで、ハイのままになります。

インターネット上で見つけることができるモジュールの写真では、動作モードを切り替えることで「MD」ジャンパが表示されます。しかし、筆者が所有するモジュールでは、設置場所のみが示されており、常にサイクリック動作モードで動作するようにプリント導体が分離されている。

モーションセンサー付き自動階段照明制御
米。 1.モーションセンサー

「夜間」動作モードは、日中のモジュールの動作をブロックすることを意味します。この便利な機能により、電力と光源のリソースの両方を節約できます。これを実装するには、モジュール基板上に「RL」とマークされた穴にフォトレジスタをはんだ付けする必要があります(図2)。著者は、その特性とモード特性に関するデータを見つけることができませんでしたが、約 5516 kOhm の暗抵抗を持つ GL500 フォトレジスタを取り付けると、完全に満足のいく結果が得られました。モジュールは日中は動作を停止したため、この方向のさらなる研究は行われませんでした。

モーションセンサー付き自動階段照明制御
米。 2.モジュールボード

HC-SR501 モジュールにより、階段照明制御マシンの作成が大幅に容易になりました。光源スイッチと電源ノードのみを追加する必要がありました。トライアック上にスイッチを構築することが決定されました。これにより、電磁リレーと比較してデバイスがよりコンパクトになり、信頼性が高く、静かになります。機器自体の消費電流が少ないことを考慮し、電源部にはトランスレス回路を採用しました。これにより、デバイスの全体寸法を縮小することができました。その概略図を図に示します。 3. 230 V、50 Hz のネットワークから電力を供給され、主に家庭用メーターではカウントされない無効電力、つまり約 5 V-A の電力を消費し、最大合計電力 200 W のランプを切り替えることができます。

モーションセンサー付き自動階段照明制御
米。 3.デバイスの概略図

トランスレス電源ユニット (C2、VD1、VD2、c1) は 5 V の定電圧を生成します。照明ランプスイッチは、トライアックフォトカプラ U1 によって制御されるトライアック VS501 に組み込まれています。フォトカプラは、HC-SR5 モジュールの出力信号を制御します。ただし、フォトトライアックが開くフォトカプラの発光ダイオードの最小電流は 1 mA であり、モジュール出力の負荷容量ははるかに低いため、モジュールはフォトカプラを直接制御できません。したがって、発光ダイオードは、VTXNUMX トランジスタのエミッタフォロワを介してモジュールに接続され、必要な電流増幅が行われます。

VS1 として使用されるトライアック BTA08-800 は、上記よりもはるかに強力な回路をスイッチングできます。ただし、このためにはヒートシンクに取り付ける必要がありますが、ケースの寸法が限られているため、著者のバージョンの設計ではその場所が提供されていません。

HC-SR501 モジュールを除くマシンのすべての部品は、58x28 mm のプリント基板上に配置されており (図 4)、モジュールは 1206 本のワイヤで接続されています。このボードは、サイズ 1 の表面実装用の抵抗器を取り付けるように設計されています。残りの部品は通常の設計です。酸化物コンデンサ C2 は基板上に「配置」され、基板に接着されます。コンデンサ C73 - 定格定電圧 17 V の K630-11 または類似品を輸入。主電源と照明器具 EL1 - DG301 -5.0-03P-12 を接続するための 5 ピンネジブロック X515。装置全体の外観を図に示します。 66 は標準の 66x30xXNUMXmm GXNUMXB ケースに収納されています。

モーションセンサー付き自動階段照明制御
米。 4. プリント基板

モーションセンサー付き自動階段照明制御
米。 5. 装置の外観

「ナイトモード」を実装するには (必要な場合)、フレネルレンズをモジュールボードから取り外します (これは非常に簡単です)。フォトレジスタのリード線を「RL」穴に挿入してはんだ付けし、フレネルレンズを取り付け直します。。しかし、フォトレジスタは、デバイスの調整と調整が完了した後にのみはんだ付けする必要があります。そうでない場合、これらの操作は暗闇の中で実行する必要があり、非常に不便です。

説明されているデバイスのすべての要素には主電源電圧がかかっているため、ケースを開いた状態で作業する場合は、電気的安全規則に従う必要があります。

初めてデバイスの電源を入れるときは、HC-SR501 モジュールを使用せずにオンにすることをお勧めします。そうすることで、電源ユニットが誤って動作した場合にこのモジュールが損傷するのを防ぎます。デバイスをネットワークに接続した後、まずコンデンサ C1 の電圧を確認します。これは 5,1 ± 0,3 V 以内である必要があります。20 ～ 30 秒後、デバイスをネットワークから切断し、VD2 ツェナーの温度を評価します。ダイオードケース。少し暖かいかもしれません。ツェナーダイオードケースが強く加熱される場合は、静電容量の選択が間違っているか、コンデンサ C2 の故障を示しています。

次に、1 V 白熱ランプを XT3 ブロックの接点 1 と 230 に接続します。デバイスを主電源に接続し、モジュール内の過渡現象が完了するまで 20 ～ 40 秒待ちます (この時点で、ランプが点灯する場合があります)上）。次に、動く物体をモジュールの感知ゾーンに持ち込みます。たとえば、その近くで手を振るだけで、ランプが点灯します。この場合は、すべてが正常に動作しています。そうでない場合は、次のような理由が考えられます。

- 発光ダイオードの電流がフォトカプラ U1 のフォトトライアックを開くには不十分です。少なくとも 7 ... 8 mA である必要があり、抵抗 R1 を選択することで設定できます。
-欠陥部品または取り付けエラー。

テストが完了したら、HC-SR501 モジュールのトリミング抵抗を使用して、必要な検出範囲 (図 2 による右) とアラーム保持時間 (図 2 による左) を設定します。周囲の物体が動作に与える影響を考慮するため、デバイスを常設の場所に設置して検出範囲を調整することをお勧めします。調整が完了したら、必要に応じて HC-SR501 モジュールにフォトレジスタを取り付けて、「夜間」モードでの動作を確保します。

Sprint Layout 5.0形式のPCBファイル：ftp：//ftp.radio.ru/pub/2017/01/stairs.zip。

著者: A. サフチェンコ

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