Блог

Инфракрасный выключатель света на взмах руки или по движению объекта: безопасно ли применять ИК дома, как его установить и правильно пользоваться

Датчик движения HC-SR501 представляет собой пироэлектрический датчик движения с соответствующей схемой управления [1-3]. Датчик был приобретен на Ru.aliexpress.com всего за 1 доллар. Конструктивно датчик представляет собой печатную плату размером 33 х 25 мм, на одной стороне которой располагается полусферическая линза датчика, на другой радиоэлементы схемы управления. Общая высота датчика 24 мм, масса 6 г.

Датчик движения HC-SR501

Питание и передачи информации осуществляется через 3х контактный разъем. На следующем изображении слева на право располагаются контакт заземления, информационный контакт и контакт питания.

Датчик движения HC-SR501 с регуляторами

Преимущество применения для дома

Автоматический выключатель света состоит из двух компонентов. Это приемник сигнала и передатчик. В качестве приемника используется радиоуправляемое реле, которое получает команду и замыкает цепь. Передатчик реагирует на действие и подает сигнал.

Инфракрасные выключатели имеют ряд преимуществ. К ним относятся:

простота монтажа;
контроль сразу всех осветительных приборов;
экономия расхода электроэнергии;
широкий радиус приема сигнала в зависимости от модели;
дополнительная безопасность помещения (эффект присутствия в доме);
комфорт включения и выключения света;
электрическая безопасность, так как устройство слаботочное;
дистанционное регулирование яркости света.

Главный недостаток таких приборов – высокая цена перед традиционными аналогами. Но с развитием технологии отмечается тенденция к понижению стоимости. Также проблемой является ограничение радиуса действия и невозможность сигнала проникать через препятствия.

Как устроены выключатели, реагирующие на взмах руки

Любой инфракрасный выключатель состоит из двух основных компонентов: передающего и принимающего. Выключатель, реагирующий на взмах руки, срабатывает при регистрации теплового излучения от человека. Подобные устройства удобно использовать на кухне, при подсветке зеркала в ванной комнате, в темных помещениях. В роли сенсора выступает пироэлектрический датчик, который фиксирует инфракрасное излучение объекта.

Устройство

Выключатель состоит из реле и контроллера в корпусе и инфракрасного датчика, который подключен к нему на проводе. Корпус оснащен «язычком» для крепления на стене. Корпус ставится в максимальной близости к осветительному прибору. Также его можно вмонтировать в распределительную коробку.

Реле должно быть установлено в зоне видимости передатчика.

Принцип работы

Прибор работает по следующему принципу. Он реагирует на взмах руки в близости от сенсора, свет в помещении загорается. Если повторно взмахнуть рукой, свет погаснет. Радиус срабатывания равен 1-6 см.

Установленный датчик фиксирует движение человека. В схеме происходит следующее – происходит замыкание цепи, в результате чего загорается лампочка. Когда движение прекращается и проходит заранее выставленный промежуток времени, цепь размыкается и лампа погасает.

Отличается от классического выключателя наличием линзы для датчика. Также приборы оснащены тумблером для выключения рукой.

Какие бывают

Существует несколько видов выключателей. Это автоматические устройства с сенсором движения, механические и электронные.

Автоматические с датчиком движения

Для автоматического выключения используются следующие датчики движения:

акустические (реагируют на звук);
инфракрасные (реагируют на ИК излучение от тела);
ультразвуковые;
микроволновые.

Первые два вида не излучают ничего и являются пассивными устройствами. Последние два – активные, они посылают волны в помещение в попытке обнаружить объект. Пассивные модели стоят дешевле, они проще по конструкции, но могут ложно реагировать.

ИК выключатели реагируют на тепло человека. Но также срабатывают на тепло животных и нагретые батареи. Они требуют тщательной настройки и установки в место, где не действуют отопительные системы.

Электронные и механические

Механические выключатели работают от прикосновения. Человек должен воздействовать на клавишу, чтобы появился свет. Есть комбинированные выключатели – работают автоматически от движения или пульта и механически. К электронным относят приборы с различными датчиками: движения, освещения. Также электронные функционируют от пульта дистанционного управления, с телефона или планшета по Wi-Fi или радиосигналу.

Радиус действия пульта определяется от общей планировки помещения, индивидуальных особенностей комнаты и типа материалов, на которых устанавливаются рабочие составляющие. Недостаток приборов с пультом – периодически нужно заменять батарейку. Область действия составляет 25 метров.

Инфракрасный датчик расстояния Ардуино

Датчик расстояния (или препятствий) используется в электронных игрушках или бытовых приборах. Он несколько отличается от детекторов движения, так как использует для определения расстояний луч света, испускаемый инфракрасным светодиодом. Отражаясь от препятствий, луч попадает на сенсоры, отчего на выходном электроде появляется сигнал. Его величина зависит от расстояния до препятствия. Рабочая область сравнительно мала, от 10 до 80 см (самые мощные модели способны регистрировать отражения от препятствий на расстоянии 1.5 м). Однако, этого вполне хватает для оснащения бытовых роботов-пылесосов, игрушек и прочих устройств.

Подобные модели имеют немало недостатков и ограничений. На них оказывают влияние помехи, случайные отражения, блики глянцевых поверхностей. С увеличением расстояния повышается риск ложного срабатывания, поэтому для ответственных технологических систем такие датчики не используются. Кроме того, их быстродействие невелико и может составлять до 2 секунд. Для бытовых устройств с малой скоростью движения это несущественно, но для производственных процессов такая задержка недопустима.

Дополнительные опции

Современный инфракрасный выключатель работает от пульта дистанционного управления. Для этого устройство программируется на определенный тип пульта, задаются определенные действия на кнопки. Для управления можно использовать обычный телевизионный пульт ДУ. Выключатель может быть оснащен фотореле. Такие устройства применятся для уличного освещения, когда нет необходимости тратить энергию.

Гаджет может быть оснащен защитой от домашних животных. Сенсоры реагируют на тепло домашних питомцев, поэтому для дома советуется приобрести модель, реагирующую на крупные объекты.

Задержка выключения. Важная функция, так как при отсутствии движения свет погаснет. Параметр настраивается пользователем.

Детали

Фотоприемник TSOP1736 можно заменить любым другим аналогичным, например, SFH506-36. Микросхему CD4060B можно заменить другим счетчиком, например, К561ИЕ16, К561ИЕ20, CD4020, CD4040.

Реле К1 указанного на схеме типа допускает ток нагрузки 10А при напряжении 220V, так что мощность светильника может быть до 2200W, что конечно излишне для управления светильником, но позволяет использовать эту схему и для чего-то другого.

Схемой можно управлять любой кнопкой пульта. Пульт совсем не обязательно RC-5, — должен подойти практически любой инфракрасный.

Сушилин А. РК-03-18.

Выбор по цене и производителю

Подобрать подходящий прибор можно по следующим критериям:

по источнику питания – выключатель от сети 220 В или от аккумулятора;
по технологии обнаружения движения – инфракрасный, акустический, микроволновый, ультразвуковой, комбинированный;
по углу обзора – диапазон измерения от 90 градусов до 36 градусов;

Приборы с большим углом обзора стоят дороже.

радиус действия – от 5 до 20 метров;
мощность выключателя – зависит от того, сколько светильников будет подключаться к нему;
по способу крепления;
по наличию дополнительных функций.

Важно уделить внимание и выбору производителя. Не рекомендуется покупать китайские отвары от неизвестных фирм. Такие выключатели могут не выполнять своих обязанностей и прослужить меньший срок. К лучшим производителям относят изделия фирм Simon, PROxima, Legrand, Camelion, Schneider Electric.

Цены на выключатели начинаются от 400 рублей. Стоимость возрастает, если брать прибор известной фирмы, покупать изделия с дополнительными функциями или изготавливать устройство на заказ.

Для домашнего использования не требуется сверхдорогая модель. Можно приобрести PROxima MS-2000 EKF с ИК датчиком, который обойдется в 450 рублей. Также удачным вариантом для загородного дома или коттеджа будет Camelion LX-16C/BI, выполненный в прочном пластике и выдерживающий температуры от -20 градусов до +40 градусов.

Общие рекомендации

Инфракрасный выключатель после покупки нужно отрегулировать. Для этого требуется сделать следующее:

отрегулировать чувствительность сенсора;
установить время работы во включенном состоянии;
если прибор оснащен микрофоном, его также следует отрегулировать.

Многие выключатели оснащаются светодиодным индикатором, который меняет частоту мигания при срабатывании. Это свойство можно использовать при настройке датчика.

Инфракрасный выключатель – это устройство, призванное облегчить и сделать более комфортной жизнь пользователя. Прибор оснащен ИК датчиком, который реагирует на тепло человека. Когда в радиусе видимости сенсора начинается действие, включается светильник. Также выключатель может работать от пульта дистанционного управления.

Реле с дистанционным ИК управлением на ATtiny13A

Привет, Хабр! Появилась необходимость выключения старой, но вполне рабочей акустической системы с пульта от телевизора, не вставая с дивана. Подумав, я решил использовать ИК приёмник, некогда выкрученный со старого телевизора. ИК приёмник оказался без опознавательных знаков. Определив выходы методом тыка выяснил, что он из серии TSOP4xxx, если верить картинке:

Погуглив и потренировавшись на Arduino UNO, используя этот код и удостоверившись в работоспособности датчика, я перешёл к переписыванию кода на ATtiny13. Перейдя к ней, понял, что очень сильно ограничен ресурсах, как во флеше, так и в оперативной памяти. По началу с трудом оптимизировал по размеру прошивки, контроллер все еще не работал, а когда понял, что памяти в коде используется намного больше 64 байт, пришлось конкретно взяться за оптимизацию. В итоге с горем пополам оптимизировал код и собрал прототип на макетке. Радовался, как ребенок! Оно мигало лампочками так, как мне надо.

Общий вид:Макетка

Схема:

Спойлер

Пришло время переводить всю макетку в текстолит. Плату изготовлял методом ЛУТ. Первый блин, как говорится, комом. Сделав первую схему, напечатав и собрав, понял, что ничего не работает. Я неправильно подключил LM317T. К тому же, поломав пятаки и оторвав некоторые слишком тонкие дорожки, решил сделать вторую плату. В ней сделал дорожки 0,7мм и, увеличив пятаки, кое как справился с частью проблем. Тут тоже не обошлось без проблем, так как опять неправильно подключил LM317T, да еще и в прошлой версии платы сжег приёмник, подав на него 12В.

Кстати, питается это дело от 12В (был у меня маломощный трансформатор, вот его и задействовал). Выбор напряжения был обусловлен так же имеющимся в наличии реле на 12В. Для понижения напряжения для микроконтроллера до 5В используется стабилизатор LM317T, а для управления реле используется имеющийся под рукой npn транзистор КТ819.

Окончательная плата в SprintLayout:

Спойлер

Используемые детали:

Микроконтроллер ATtiny13A;
Резисторы номиналом 470, 1300, 2×330 и 90 Ом;
Транзистор КТ819;
Стабилизатор LM317T;
2 светодиода красный и зеленый;
Приёмник серии TSOP4XXX или совместимый;
Конденсатор примерно на 200-220мкФ;
Диод 1N4001 или аналог.

Что касается кода.

Исходный вариант был очень «увесистый» и на ATtiny13 ни как не мог работать. Необходимо было избавиться от тяжелого двумерного массива. Код был очень странным: записывались так же «низкие» импульсы, но они никак не использовались. В общем, выкинул двумерный массив и этим освободил как минимум 64 байта оперативной памяти. Высчитывал сигналы на лету, но этого было мало и после добавления функционала таймера пришлось максимально урезать переменные.

Код для Arduino IDE

#define IRpin_PIN PINB #define IRpin 2 #define rLedPin 3 #define gLedPin 4 #define relayPin 1 #define MAXPULSE 5000 #define NUMPULSES 32 #define RESOLUTION 2 #define timeN1 1800000 #define timeN2 3600000 #define timerInterval 500 bool relayState = false; unsigned long timer = 0; unsigned long shift = timeN1;//30 min timer by default unsigned long previousMillis = 0; bool timerN = false; byte i = 0; void setup() { //default states DDRB |= (1<<<<<<<<<<<<<= timerInterval || previousMillis time ) { previousMillis =time; timer1(); } } unsigned long listenForIR() {// IR receive code byte currentpulse = 0; // index for pulses we’re storing unsigned long irCode = 0; // Wait for an IR Code irCode = irCode << 1; while (true) { unsigned int pulse = 0;// temporary storage timing //bool true (HIGH) while (IRpin_PIN & _BV(IRpin)) { // got a high pulse (99% standby time have HIGH) if(++i 150){//check timer every 150 iterations (high frequency break ir code timing) i = 0; checkTimer(); } pulse++; delayMicroseconds(RESOLUTION); if (((pulse = MAXPULSE) && (currentpulse! = 0)) || currentpulse == NUMPULSES ) { return irCode; } } //make irCode irCode = irCode << 1; if ((pulse * RESOLUTION) 0 && (pulse * RESOLUTION) < 500) { irCode |= 0; }else { irCode |= 1; } currentpulse++; pulse = 0; //bool false (LOW) while (!(IRpin_PIN & _BV(IRpin))) {//wait before new pulse //checkTimer(); pulse++; delayMicroseconds(RESOLUTION); if (pulse = MAXPULSE || currentpulse == NUMPULSES ) { //Serial.println(irCode); return irCode; } } }//end while(1) }//end listenForIR //executing every timerInverval void timer1() { if(timer! = 0){ if(timerN == true){//timeN1 or timeN2 PORTB |= (1<<< millis() || timer millis())){ timer = 0; shutDown(); } } Видеодемонстрация:

Прошивал ATtiny13 я с помощью Arduino UNO, используя его как программатор, руководствуясь публикацией «Прошивка и программирование ATtiny13 при помощи Arduino». Для прошивки использовал 9,6МГц конфигурацию.

Фотографии почти не делал, но что есть, то есть:

Фото

Из за другой распиновки запасного TSOP на второй версии, пришлось его перенести на проводки и закрепить клеем (позже просто прикрепил к корпусу). Вторая плата сбоку:

Вторая плата сверху (ик датчик перенес):

Вторая плата снизу:

Конечное устройство:

Исходники и прошивка на яндекс диске.

Используемые материалы

myrobot.ru/wiki/index.php?n=Components.TSOP Всё об ИК-приёмнике «TSOP» www.atmel.com/images/doc2535.pdf Даташит по ATtiny13 habrahabr.ru/post/234477 Инструкция по прошивке ATtiny13 payalo.at.ua/c_fuse/calc.html?part=ATtiny13A калькулятор фьюзов для ATtiny13 github.com/nathanchantrell/TinyPCRemote/tree/master/TinyPCRemote_CodeReader, код читалки кодов пульта который я взял за основу. //UPD: Обновил схемы. Заменил конденсатор на реле диодом.

(2оценки, среднее4из5)