Датчик движения своими руками

Что такое пиромодули? Как их правильно включать и использовать? На все эти вопросы ответит данная статья.

Создание и установка пиромодулей в этой статье будут рассмотрены на примере модернизации кофеварки «ЭК-0,3».

электрокофеварка «ЭК-0,3»

Как известно, данный тип кофеварки не  обладает такой функцией, как выключение после приготовления кофе. Очень часто такие приборы постигает печальная участь, ведь они могут взорваться, потому что у них отсутствует автоматизация. Следовательно, для того чтобы работа прибора была безопасной, а его «жизнь» была долгой, необходимо принять определенные меры.

Один из вариантов – это использование специального термовыключателя, который будет отключать кофеварку. Минус такого способа в том, что выключатель будет срабатывать только при температуре корпуса выше 120 градусов. А при такой температуре в резервуаре кофеварки, как правило, вода отсутствует полностью. В результате все это приведет к тому, что корпус кофеварки будет перегреваться, а количество требуемой энергии увеличится в несколько раз. Оптимальный вариант – применить датчик движения, он самостоятельно отследит момент подачи кофе в кофейник.

PIR (motion) Sensor (пиромодуль) – что это?

Данная аббревиатура расшифровывается следующим образом:

PIR — Passive Infra-Red;

ПИР— Пассивный Инфракрасный.

Пиростатический эффект

Так что же это такое? Данное устройство преобразует инфракрасное излучение (точнее, изменение его интенсивности) в электрический ток. В определенных материалах кристаллической породы, если изменить температуру, возникает пиростатический эффект. Именно на этом эффекте и основывается работа пиромодуля. Температура в материалах изменяется как раз за счет инфракрасного излучения.

Электрическое поле необходимо зарегистрировать, но для этого нужно, чтобы оно изменилось. А при изменении кристаллические диэлектрики будут компенсированы свободными электрическими зарядами. Все датчики, построенные с помощью пироэлектриков, обладают этим свойством. А значит, все они смогут отследить даже малейшее изменение в интенсивности излучения. При всем этом сам пиромодуль (его температура) не окажет никакого влияния на результаты измерения.

советский «ПМ-4» и импортный «D203S» пиромодуль - внешний вид

Чтобы защитить пиро-сенсор от различных негативных воздействий и различных помех, необходимо заключить его в герметичный корпус из металла. В корпусе обязательно должно быть окошко, пропускающее свет (узкий диапазон излучения). Для того чтобы свет проходил в таком диапазоне, окно должно быть закрыто режекторным инфракрасным фильтром. Спектральная характеристика фильтра – 10мкм (1*104нм).

Устройство импортного пиромодуля:

— помимо самого пиро-сенсора за инфракрасным фильтром также расположен специальный усилитель. Он работает на униполярном малошумящем транзисторе. На схеме вверху показано как включать пиромодуль «PIR D203S» (иностранное производство), а также его цоколевка.

схема пиромодуля

Для того чтобы подключить советские пиромодули, потребуется установка полевого транзистора. Вверху на схеме показано, как включить «ПМ-4» (советское производство), а также его распиновка.

Советский пиромодуль

Раньше пиромодули секретно разрабатывались в военно-промышленных комплексах. Они устанавливались в ракеты и другие подобные устройства, были частью Тепловых Головок Самонаведения или ТГС.

ТГС - тепловые головки самонаведения

Сегодня применение модулей в гражданской технике широко распространено. Самое распространенное направление – детекторы движения в системах сигнализации и в системах управления освещением. На картинке выше приведен пример, датчик «Feron LX20/SEN5», который предназначен для системы управления освещением.

датчиков «Feron LX20/SEN5»

Каких результатов нужно добиться при усовершенствовании кофеварки?

  • Кофеварка должна обесточиваться сразу же, как только кофе начнет поступать в кофейник. Процесс завершится и без электроэнергии, для его завершения будет достаточно тепловой энергии, которая накопится корпусом.
  • Кофеварка должна аварийно отключаться при превышении температуры в 120 градусов. В противном случае она перегорит из-за отсутствия воды.

Блок управления кофеваркой (схемы).

Блок управления кофеваркой (схемы).

На данном рисунке представлена блок-схема. Датчик движения подает сигналы в блок управления. Блок управления, в свою очередь, может отключать электромагнитное реле в нужный момент. А благодаря электромагнитному реле в нужный момент отключается вся кофеварка.

Полная схема кофеварки

На данной схеме изображен блок управления в электрическом варианте. Элементы схемы и их назначение:

  • ПМ-4 – это пиромодуль без встроенного усилителя;
  • VT1 – с его помощью сигнал пиромодуля усиливается;
  • DA1-1-DA1-2 – корректирует усиление сигнала пиромодуля;
  • VD1 – датчик температуры, в основе которого лежит германиевый диод;
  • DA1-3 – усиливает сигнал от температурного датчика;
  • DA1-4 – стабилизирует виртуальную землю;
  • VS1 – блокирует реле Р1, его питание. Является пороговым элементом;
  • VT2 – это реле выполняет задержку в определенные моменты. Например, не дает кофеварке отключиться во время процессов перехода, в то время как питание уже подано;
  • Z1 – стабилизирует напряжение в 12 Вольт;
  • Z2 – стабилизирует напряжение в 8 Вольт.

Конструкция и ее детали.

На картинке представлена печатная плата, на которой и собраны все детали, за исключением температурного датчика. Размеры платы – 45х85мм.

печатная плата

Здесь представлена плата непосредственно в сборе.

Печатная плата блока управления кофеваркой в сборе.

Как уже говорилось, температурный датчик изготовлен с использованием германиевого диода. Крепление для датчика сделано из жести консервной банки.

Датчик температуры

Датчик крепится на корпус кофеварки, для более надежного крепления подойдет силиконовый герметик. Также можно нанести каплю термопасты КПТ-8 между корпусом и кронштейном. Провод МГТФ используется для подключения датчика (фторопластовая изоляция).

Крепление к корпусу кофеварки датчика

В подставке кофеварки необходимо просверлить два отверстия.

Доработка электрокофеварки

Эти отверстия нужны для проведения пяти проводов. Два провода нужны для питания, один провод будет управлять нагрузкой и еще два от термодатчика. Блок управления сделан таким образом, что в любое время будет пригоден для ремонта.

Монтаж блока управления

Глазок пиромодуля необходимо обеспечить защитой. Для этой цели прекрасно подойдет полипропиленовая пластинка. Такую пластинку можно взять в одноразовом шприце, отрезав от поршня. Пиромодуль работает в довольно узком спектре инфракрасного излучения. Этот спектр можно блокировать простым стеклом, однако полипропилен будет его пропускать.

Датччик движения - готовая сборка

Дополнительные материалы.

ссылка для скачивания инструкции по эксплуатации данной кофеварки.

Датчик движения — дополнительные схемы:
-  электрическая схема датчика (Извещатель ИОП 409-1»).

—  электрическая схема датчика (Извещатель ИОП 409-1»).

-  элементы датчика той же марки.

—  элементы датчика той же марки.

-  элементы блока питания и его схема.

—  элементы блока питания и его схема. 

 

Также рекомендуется ознакомиться с Датчиком угарного газа


 

Загрузка...

Похожее ...