Мы живем в условиях, когда тарифы на электроэнергию постоянно повышаются. И кто из нас не сталкивался с ситуацией, когда управляющие компании, чтобы сэкономить на освещении лестничных клеток, просто не вкручивают лампы накаливания. В этой статье пойдет речь о недорогом и доступном датчике движения hc sr501 — он позволит сэкономить электроэнергию. И о том, что собрать на его основе устройство, которое автоматически будет включать освещение на лестничной площадке, совсем не сложно и доступно каждому.
Область применения
Кроме автоматического включения света и экономии электроэнергии датчик HC SR501 будет выполнять и другие задачи.
С небольшими доработками можно получить устройства, которые могут:
- автоматически включать, например, вентилятор, если в комнату зашли люди. Вентилятор сам отключится, если «увидит» что в комнате человека нет;
- в частном доме в ночное время будут включаться светильники и освещать дорожки в саду;
- включать свет только над вашей дверью;
- если установить светодиодную ленту, будет включаться подсветка только ступеней лестницы: читайте подробнее о том как может быть сделана автоматическая подсветка лестницы;
- управлять светом в подсобных помещениях, где свет нужен на короткий промежуток времени (кладовка, гараж, подвал, погреб).
А кому не знакома ситуация когда просыпаешься ночью и нужно найти выключатель и включить свет. Это устройство сможет это сделать за вас автоматически.
Годный датчик движения с Алиэкспресс за 100 рублей! Обзор Тест!
Также никогда не будет лишним дополнительный элемент безопасности в общей охранной системе:
- Если обнаружится присутствие человека и его движение, включится тревога. Дополнительно владельцу помещения отправиться СМС.
- Параллельно включатся устройства фото и видеозаписи.
- Для нарушителей частной собственности включится звуковое оповещение.
- Если установить в помещении скрытые микрофоны, в момент вторжения будет идти скрытая голосовая запись.
Это только примерный перечень того что можно сделать с таким «простым» устройством как hc sr501.
Конечно, уже есть и другие охранные системы, которые могут обнаружить движение. Например, комплекс компьютерного зрения. Он может распознать не только сам объект, но и рассчитать траекторию его движения.
Или лазерные детекторы. При пересечении лазерного луча срабатывает общая охранная сигнализация.
Рекомендуем прочитать подробную инструкцию как использовать датчик движения для светодиодной ленты в том числе и HC SR501.
Как действует HC SR501
Весь принцип действия основан на способности пироэлектриков создавать электрическое поле, если их температура изменится.
На этой особенности реализован выпуск в промышленном масштабе датчиков измерения температуры, такие как LHI778 или IRA-E700. В них используется пара чувствительных элементов размером 1×2 мм с противоположной направленностью. На их основе собственно и построено устройство, которое способно детектировать движение.
Пироэлектрическое устройство по-другому называется — PIR (Passive Infrared) датчик. По-русски звучит как «пассивный инфракрасный» датчик.
Почему пассивный? Сам датчик ничего не излучает, но способен принимать излучение в инфракрасном диапазоне. За счёт этого свойства — только принимать — такие устройства очень экономичны в плане потребления электроэнергии.
Так как любой живой объект излучает тепло, он хорошо виден в инфракрасном диапазоне. Современные бинокли оборудованные «ночным зрением» прекрасно видят и обнаруживают присутствие живых существ, которые излучают инфракрасные волны. То есть любое живое существо не останется незамеченным таким датчиком, конечно если попадёт в зону его действия.
В измерителе движения HC SR501 как раз и установлен такой пироэлектрический элемент.
Над датчиком установлена линза в форме полусферы с множеством сегментов.
Собственно, эти маленькие линзы передают тепловое излучение на ПИР-датчик.
Этот оптический элемент правильно будет называть «линзой Френеля». Выполняется из пластика в виде купола из множества линз Френеля.
Для человеческого зрения пластик, из которого и сделан купол, матовый. Но для инфракрасного света он на сто процентов прозрачен. Вследствие этого сам материал линзы — своего рода фильтр.
Как работает такой датчик
Разберем его работу наглядно.
Допустим, такой измеритель работает в пустой комнате. Естественно, что поступающее на него излучение постоянно, соответственно и напряжение на выходе тоже постоянно (рисунок слева).
Если в зоне действия первого элемента попадает инфракрасное излучение от человека, на этом элементе возникнет положительный электрический всплеск (центральный рисунок).
Человек продолжает движение — его термический фон, преломляясь через линзы Френеля, оказывается на следующем PIR-элементе. Как видно из схемы, второй компонент вырабатывает уже отрицательный всплеск (правый рисунок).
Теперь в работу включается микросхема. Она регистрирует эти два разнонаправленных импульса и таким образом «понимает», что в поле действия датчика попал человек.
Где купить датчики движения
Приобрести датчики можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:
Настройка HC-SR501
HC-SR501 — самый бюджетный преобразователь PIR- сигнала. Он полностью автономен и способен действовать как самостоятельно, так и в паре с микроконтроллером.
Имеет настройку чувствительности. Диапазон срабатывания регулируется на расстояния от 3 до 7 метров.
Также есть настройка времени действия — от 3 секунд до пяти минут.
Для этого на плате есть пара переменных резисторов. Первый отвечает за чувствительность устройства, то есть чем она выше, тем дальше может «видеть» датчик. Параллельно по чувствительности можно откорректировать распознавание в зоне срабатывания. Так измеритель не включит освещение, если в зону действия попала кошка или собака.
Другим переменным резистором можно «накрутить» время срабатывания, если обнаружено движение.
На плате есть еще один элемент управления датчиком обнаружения — перемычка.
Если «включен» контакт L — устройство ведет отсчет времени действия от самого первого срабатывания.
Поясним на примере. Если датчиком управляется свет на кухне. Человек попадая в комнату, вызовет включение устройства ровно на определенный промежуток времени. То есть если вы сидите за столом и не двигаетесь — свет потухнет, скажем, через три минуты. Датчик не работает и вернется в исходное состояние в ожидании следующего сигнала.
Если перемычку перекинуть к контакту H — датчик срабатывает, но каждое движение человека активизирует сброс таймера и отсчет времени начнется заново. И так по кругу — пока человек будет находиться в зоне действия устройства.
Использовать это устройство можно и вместо выключателя света в прихожей. Это будет совсем не лишним, если вы торопитесь и, уходя из дома, забываете выключить свет.
Изначально вся плата настроена на состояние Н.
На фото снизу указаны места подключения:
- общего провода (GND);
- сигнала о включении устройства (OUT 3.5 B);
- питания (VCC 5–12 В).
В плате для PIR-сенсора присутствует микросхема BISS0001.
На рисунке снизу указана и цоколевка микросхемы.
Понять работу всего устройства поможет принципиальная схема измерителя движения HC-SR501:
На схеме видно, что устройство можно улучшить, если припаять фоторезистор GL5506.
На рисунке выделены места для подключения дополнительных элементов:
Место, куда определять фоторезистор, подписано на плате как RL.
Место подключения — или напрямую на плату, или при помощи штыревого разъёма. Основное условие, чтобы фотоэлемент не был прикрыт от попадания света из комнаты.
На нижнем рисунке фоторезистор припаян с обратной стороны платы.
После того, как установлен фоторезистор плату нужно включить. На калибровку датчика hc -SR501 уйдет некоторое время.
Если в комнате горит свет, то ничего не случится. И это правильно. Фоторезистор просто не даст запуститься датчику в светлое время суток или если в комнате уже горит свет.
Теперь всё устройство будет срабатывать при условии, если в помещении будет темно.
Четыре вида подключения
Вообще говоря, область применения таких устройств не ограничивается лишь управлением освещения. Современная промышленность наладила выпуск инфракрасных контроллеров движения. Они находят свое применение, как в быту, так и на производстве в охранном режиме, а также в области автоматизации разных процессов.
Датчики перемещения HC-SR501 можно приобрести уже в виде готового комплекта или заказать на торговых площадках типа eBay или Aliexpress как комплект для самостоятельной сборки.
Осталось выбрать способ соединений датчика.
1-й вариант
Для начала приведем пример подключения к постоянному току с помощью зарядного устройства для смартфонов с блоком питания 5–10 В. Для работы измерителя движения HC-SR501 нужно питание 4.5–20 В постоянного тока.
На рисунке изображен вариант с подключением светодиодной ленты с ее собственным блоком питания. Кстати, ленту можно заменить, например, на электропривод.
2-й вариант
Теперь рассмотрим пример работы под нагрузкой в 220 вольт.
Смотрим на схему. Пунктирной линией выделен бестрансформаторный блок питания. Вместо него подключим, например, обыкновенный зарядник от смартфонов 220 В-USB. На схеме реле работает от 5-вольтовой катушки. Купить его не представляет большой сложности — продается в большинстве магазинов электроники.
3-й вариант
Более «продвинутое» применение контроллера перемещения hc sr501 — в паре с платой Arduino.
К выводу OUT на плате датчика делается подключение к цифровому пину Arduino. Программируем пин как выход, и через транзистор подключаемся, например, как на схеме, звуковому динамику. Перемычка на плате должна стоять в положении L — однократное срабатывание.
По наличию движения в помещении он будет подавать звуковой сигнал. Что важно — возможности такой схемы расширятся за счет программы загруженной в микропроцессор.
Собственно говоря, почему в схеме работы применили Arduino?
Всё дело в том, эта платформа электронных приборов, некое подобие конструктора LEGO для новичков. На его основе можно легко собрать разнообразные устройства. К тому же на сайте компании можно найти качественное описание того, как с ней работать. Платформа находит много поклонников среди радиомастеров по всему миру, благодаря своей простоте и понятному языку программирования.
Вот так выглядит наглядный вариант подключения датчика движения в паре с модулем Arduino для освещения коридора.
Программа
Комплекс Адруино тем и хорош, что его работу можно контролировать самостоятельно.
Для этого нужно написать программу, таким образом, чтобы при срабатывании датчика включалось реле, которое управляет включением света в комнате.
Записанный алгоритм работы надо загрузить на Ардуино и подключить всю схему к сети на 220 В. Потом проверяется работа всего устройства.
Вариант 4 HC-SR501 и Arduino
Понятно, что плата преобразователя HC-SR501 — независимое устройство. Но если к нему добавить контроллер Arduino UNO R3, то можно уже контролировать и управлять временем включения и периодом сброса.
Рекомендуем к прочтению: как заставить совместимый с Arduino датчик движения HC-SR501 включать и отключать свет.
Таким образом, точность работы схемы, которая управляет автоматическим включением света, повышается.
Мало того. К плате Arduino UNO R3 можно подсоединить сразу несколько подобных HC-SR501. Иначе говоря, одновременно может быть отслежена активность в разных местах. Например, на междуэтажных площадках.
Для индикации работы HC-SR501 можно вывести, например, три светодиода: красный, желтый и зеленый.
Если горит красный светодиод — устройство находится в положении покоя и не видит в поле своего зрения объекта с инфракрасным излучением. Попросту в зоне приема нет человека.
Желтый светодиод свидетельствует о том, что в зону выявления вошел человек.
Зелёный — загорается вместе с датчиком HC-SR501.
На плате датчика необходимо поменять перемычку в положение L.
Заключение
Из этого небольшого обзора видно, что и измеритель движения hc sr501и его аналоги могут работать как по своему прямому назначению, так и в паре с другими сложными приборами на основе микроконтроллера. Освещение, сигнализация, автоматическое открытие дверей и множество других задач позволит реализовать этот датчик, все ограничивается лишь вашим воображением.
Видео по теме
Источник: remnabor.net
Бюджетный Zigbee-датчик движения Sonoff SNZB-03: обзор и подключение в Tuya Smart и Home Assistant
Темой этого обзора будет бюджетный датчик движения SNZB-03 из Zigbee серии умных устройств от Sonoff. За свою стоимость — отличный вариант для тех, кого не смущает утилитарный дизайн гаджета.
Купить на Aliexpress — цена на момент публикации от $6.99 за 1 шт
Поворотная ножка для датчика — цена на момент публикации от $2.15 за 1 шт
Параметры
- Модель: Sonoff SNZB-03
- Интерфейс: Zigbee 3
- Дальность обнаружения по прямой: до 6 метров
- Угол обзора сенсора: 110 градусов
- Элемент питания: CR2450
- Диапазон рабочих температур: -10 + 40С
- Размер: 35 х 39 х 28 мм
- Вес: 19 грамм
- Отдельно можно приобрести поворотную ножку — подставку
Поставка
Поставляется устройство в характерной для этой серии — оранжевой коробке. Как видите, на мой экземпляр, похоже кто-то пытался сесть. Но тем не менее датчик остался неповрежденным. На коробке указан тип и модель датчика, а также краткие технические характеристики.
В несчастной, но все же выполнившей свои функции коробке, нашлись — датчик движения, кусок двустороннего скотча для закрепления на поверхности, буклет с инструкцией и карточка о прохождении контроля качества.
Инструкция хоть и небольшая, но все таки мультиязычная, причем нашлось место и для описания на русском языке. Из того что нужно знать — для перевода в режим сопряжения будет нужна скрепка, как для sim лотков.
Внешний вид
Как я уже упоминал — вид у датчиков этой серии своеобразный и легко узнаваемый. Корпус устройства квадратный, ну почти квадратный, пара углов слегка скошены. На фронтальной части располагается полусфера сенсора движения.
На задней части — сюда предполагается крепить комплектный скотч, указан номер модели и тип элемента питания. Эта крышка — съемная.
На условно нижней стороне — находится отверстие, за которым скрывается кнопка для включения режима сопряжения. Его активация выводит устройство из zigbee сети, если датчик уже в ней находится.
Крышка сидит довольно плотно, чтобы ее снять нужно ее чем то поддеть — для этого предусмотрена специальная щель. Под крышкой находится элемент питания — батарейка CR2450, в транспортировочном положении — от разряда ее защищает специальная вставка. На корпусе и крышке нанесены стрелки, которые нужно совместить — чтобы правильно ее установить.
Перейдем к подключению, для этого нам понадобится подобная скрепка, в комплекте ее нет, готовность устройство к сопряжению подтвердить тройное мерцание красного светодиода внутри полусферы.
Tuya Smart
Логическую часть я начну сразу с Tuya Smart, так как Ewelink слабо распространена. Для подключения нам нужен хотя бы один Zigbee шлюз, у меня используется Ethernet версия от Moes. Запускаем его плагин, нажимаем добавить дочернее устройство, и после активации режима сопряжения на датчике нажимаем кнопку — светодиод уже мерцает.
Процесс прохождения интервью и подключения занимает меньше минуты — датчик появляется в окне обнаруженных устройств, правда тут он изображен несколько в другой форме и после указания имени и локации — попадает в список шлюза.
И из списка шлюза и из общего списка устройств системы — кликнув по датчику попадаем в его плагин, в котором отображается его статус — соответственно есть движение или нет. Такой сенсор относится к разряду бинарных — так как может иметь только 2 варианта значения.
В плагине есть лог срабатывания, по которому видно что интервал событий составляет 1 минуту. Можно включить режим уведомлений по каждой сработке. В свойствах устройства нет данных о совместимости с сторонними системами и это так — в Google Home, например, датчик не появился. Обязательно проверяем наличие обновления прошивок.
Автоматизации
Датчик движения может участвовать только как триггер или условие автоматизации. И для этого может служить либо состояние его батареи, например для предупреждения о низком уровне заряда.
Либо собственно сам сенсор движения. Кроме опций — наличия и отсутствия движения тут есть еще варианты временных интервалов — когда движения нет. Наиболее распространенные сценарии с таким датчиком — это включение освещения по обнаружению движения, и отключение по его отсутствию, обычно выбирают какой-то промежуток 5-10 минут.
SLS Gateway
Перейдем к альтернативным системам и начнем с SLS шлюза. Подключение по стандартной схеме — в шлюзе активируем join, скрепкой нажимаем на кнопку датчика и ждем. Он определяется корректно, с соответствующей моделью и картинкой.
После чего датчик движения появляется в общем списке устройств шлюза. При включенной опции Home Assistant MQTT Discovery в настройках шлюза — он автоматически создаст новое устройства в интеграции MQTT.
Вот все данные датчика из вкладки info. Как и другие подобные устройства с питанием от батарейки — он является конечным устройством с переходом в спящий режим и не умеет транслировать через себя данные от других участников сети.
С самого начала появляются не все параметры, которые способен передавать датчик, они будут обновлятся по мере получения данных от него.
Через некоторое время появляются данные о заряде батареи и вот так выглядит полный перечень — датчик движения, уровни заряда и качества сигнала, таймаут при обнаружении движения — по умолчанию 60 секунд и параметр последнего отклика от датчика.
Эти параметры в виде 5 отдельных сущностей появились в Home Assistant — одна относится к домену бинарных сенсоров, это датчик движения — остальные — сенсоры.
Zigbee2mqtt
Что касается Zigbee2mqtt то тут тоже без сюрпризов. Запускаем режим присоединения новых устройств, а на датчике зажимаем кнопку скрепкой, пока трижды не моргнет красный светодиод.
Данные со страницы информации — производитель и модель корректны, конечное устройство. Все как и должно быть.
Тут тоже 5 параметров как и на SLS. Только вместо lastseen и таймаута — тут тампер и параметр указывающий на низкий заряд батареи. В комплект к стандартному уровню заряда.
На вкладке настроек есть опция retain, если конечно она не включена в общем конфигурационном файле аддона. При ее активации — значения от датчика будут сохранятся в топиках MQTT и не будут пропадать, до обновления, при перезагрузке home assistant
Что касается Home Assistant — описанные 5 сущностей появляются в системе через интеграцию mqtt. Тут три бинарных сенсора — движение, тампер и разряд батареи и два обычных, так сказать, сенсора — уровни сигнала и заряда.
Что касается интервала времени от регистрации последнего движения до сброса — тоже одна минута. Это надо учитывать при планировании автоматизаций.
Использование
Теперь пару слов о моем кейсе использования. Датчик хорошо себя показывает при вот такой установке — когда сенсор смотрит в горизонтальной плоскости. Чувствительность неплохая, порядка 5 метров по прямой — ловит движения.
Лично я его взял в пару к установленному в кухне датчику движения Aqara. Он установлен параллельно стене, на боковой стороне кондиционера и ловит движение прямо при входе в помещение, даже чуть раньше возле самого дверного проема. Но при этом он не видит остальную часть кухни.
Героя обзора я разместил на стенке примерно посередине, так чтобы он максимально покрывал все то что не видит Aqara.
Вот так они расположены один, относительно другого.
Aqara — ловит все что происходит на входе, и даже перед самой дверью, угол настроен так, что когда входишь — то свет уже загорелся.
А Sonoff — не дает ему погаснуть, пока в помещение есть движение, в том числе покрывая все мертвые зоны Aqara,
Что касается логики работы, то для датчиков движения я создал их виртуальные копии — в виде шаблонных сенсоров. По одному на каждую комнату.
Один раз прописав шаблонные сенсоры в автоматизациях — их больше не будет нужды менять, даже при замене физических датчиков, так как они будут указаны только в одном месте — в шаблоне, а название шаблонного сенсора всегда будет одно и тоже.
Кроме этого в таком сенсоре можно объединять несколько физических сенсоров, как в этом примере, либо добавлять еще какие-то условия — например сенсоры времени суток, освещенности, статуса тех или иных устройств, либо ставить нужную задержку на включение или выключение. Полная гибкость.
Вот так выглядит этот сенсор в автоматизации. Структура совершенно стандартная, но по факту тут будет всегда использоваться одна и та-же сущность — даже если вы полностью поменяете свою базу устройств, и в нее может входить по сути неограниченное количество физических сенсоров и нужных условий.
Видео версия обзора
Вывод
За время наблюдения за датчиком — каких либо странностей или отклонений в его работе я не наблюдал. Все работает как заявлено. К достоинствам датчика стоит отнести его цену, к недостаткам — весьма спорный дизайн.
На этом все, надеюсь что обзор был вам интересен и полезен.
Источник: www.ixbt.com
Урок 7. Подключение датчика движения HC-SR501 к Arduino
В этом уроке мы подключим к Ардуино датчик движения HC-SR501. С его помощью можно распознать наличие движения в помещении.
Что же такое датчик движения:
Датчик движения (англ. motion sensor ) – бесконтактный датчик, фиксирующий перемещение объектов и используемый для контроля за окружающей обстановкой или автоматического запуска требуемых действий в ответ на перемещение объектов.
Датчик движения состоит из 3 пинов: +,- и пин на который подается 1 при улавливании движения.
На датчике есть два потенциометра, первый Чувствительность. Настройка центра контролируемой зоны. (от 3 до 7 м) . Второй потенциометр устанавливает время в течении которого при обраружении движения на OUT будет логическая единица (от 5 до 300 с)
Еще на датчике имеется перемычка состоянии L и H Если перемычка в состоянии L то при улавливании движения датчик подаст логическую 1 на пин и больше не будет улавливать ничего, пока не закончено время заданное потенциометром задающим время срабатывания. Ну а если перемычка стоит в H то датчик будет постоянно обнулять таймер заданный потенциометром как только будет улавливать движение.
Пин OUT датчика в данном примере подключается к 2 пину Ардуино.
После подключения необходимо залить в ардуино скетч который приведен ниже.
#define pirPin 8 #define LedPin 13 void setup() < Serial.begin(9600); // Объявляем работу com порта со скоростью 9600 pinMode(pirPin, INPUT); //Объявляем пин, к которому подключен датчик движения, входом pinMode(LedPin, OUTPUT); //Объявляем пин, к которому подключен светодиод, выходом >void loop() < int pirVal = digitalRead(pirPin); //Считываем значения с датчика движения. Если обнаружили движение, //то транслируем сигнал тревоги в монитор порта и включаем светодиод if(pirVal == HIGH) < digitalWrite(LedPin, HIGH); Serial.print(«Тревога «); delay(2000); >else < Serial.print(«Сканирую «); digitalWrite(LedPin,LOW); delay(1000); >>
После загрузки программного кода замрите на некоторое время – светодиод гореть не булет, но стоит Вам незначительно пошевелиться, датчик это сразу определит и напишет в ком порте соответствующее слово и зажжет светодиод.
Пример реализации можно увидеть в видео ниже:
Видео:
Источник: psenyukov.ru