Световая сигнализация 220в своими руками
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 05.10.2024
Датчик движения можно приобрести в магазине. Но если есть немного свободного времени, небольшие навыки и знания, такой сенсор можно изготовить самостоятельно. Это сбережет немного финансов и обеспечит приятное времяпровождение за техническим творчеством.
Какой датчик можно изготовить самостоятельно
Существует несколько видов датчиков движения, и каждый тип, в принципе, можно изготовить самостоятельно. Но ультразвуковые и радиочастотные сенсоры сложны в изготовлении, требуют специальных навыков и приборов для наладки. Поэтому проще изготовить сенсоры емкостного и инфракрасного типа.
Приборы и материалы
Для изготовления детектора движения потребуются:
- паяльник и расходники;
- соединительные провода;
- мелкий слесарный инструмент;
- мультиметр.
Также для изготовления сенсора понадобится макетная плата. И еще неплохо иметь осциллограф для контроля работоспособности устройства на базе ВЧ-генератора.
Датчик емкостного типа
Недостатком таких простейших датчиков является недостаточная чувствительность. Для его срабатывания требуется, чтобы человек находился на расстоянии нескольких десятков, а то и единиц сантиметров от антенны. Более чувствительны схемы с ВЧ-генератором, но они сложнее. Также проблемой могут стать намоточные детали. В большинстве случаев их придется изготовить самостоятельно.
Антенной служит кусок провода длиной около 0,5 метра. При приближении человека (на расстояние 1,5-2 метра) емкость, вносимая его телом в контур генератора, срывает колебания. Напряжение на обмотке III исчезает, транзистор закрывается, выключается тиристор, реле обесточивается.
Сборка детектора
Для сборки самодельного датчика можно сделать печатную плату. Например, методом ЛУТ. Технология несложна, освоить ее легко. Но если изготовление сенсора носит разовый характер, не имеет смысла тратить время на эксперименты. Лучшим выходом станет применение макетной монтажной платы.
Она представляет собой плату с металлизированными отверстиями со стандартным шагом, в которые можно впаивать электронные компоненты. Соединение в схему производится подпайкой проводников к соответствующим точкам.
Можно применить и беспаечную макетную плату (breadboard), но надежность соединений на ней гораздо ниже. Этот вариант лучше оставить для экспериментов и оттачивания искусства схемотехники.
Проверка исправности электронных компонентов
В первую очередь надо выполнить осмотр подобранных деталей. Если они не были в употреблении, следы пайки отсутствуют, и нет механических повреждений, то дальнейшая проверка особого смысла не имеет. Вероятность того, что компоненты исправны – 99 процентов. В противном случае детали неплохо проверить:
- резисторы прозванивают мультиметром - он должен показать номинальное сопротивление (с учетом класс точности резистора);
- намоточные детали прозванивают на отсутствие обрыва;
- конденсаторы малой емкости тестером можно проверить только на отсутствие короткого замыкания;
- конденсаторы большой емкости можно проверить стрелочным мультиметром в режиме проверки сопротивления – стрелка должна дернуться вправо, а потом медленно вернуться к нулю (влево);
- диоды проверяют тестером в режиме проверки диодов – в одном положении сопротивление должно быть бесконечным, в другом мультиметр покажет какое-то значение (зависит от типа диода);
- биполярные транзисторы проверяют в том же режиме как два диода – между базой и коллектором и между базой и эмиттером.
Важно! Полевые транзисторы с p-n переходом (КП305 и т.п.) проверяют таким же образом (затвор-исток, затвор-сток), но между стоком и истоком мультиметр покажет какое-то сопротивление (у биполярного – бесконечность).
Микросхемы с помощью мультиметра проверить не удастся.
Разметка и обрезка платы
Дальше все компоненты надо разместить на плате так, чтобы оптимизировать будущие соединения. Для этого их надо расположить в одном углу или около одной стороны. Потом нанести линии, удалить элементы и отрезать лишнее. Этого можно не делать, но тогда плата займет больше места и потребует большего по размерам корпуса (а он понадобится, если детектор будет установлен на улице).
Края платы надо обработать напильником. На работоспособность не влияет, но смотрится лучше.
Потом детали вставляются обратно, впаиваются в отверстия и соединяются проводниками согласно схеме.
В видео показано, как сделать датчик движения для включения света из модуля для ардуино.
Инфракрасный сенсор и Ардуино
Модуль полностью совместим с основной платой и подключается к ней тремя проводниками.
| Вывод ИК-модуля | GND | VCC | OUT |
| Вывод платы Arduino Uno | GND | +5 V | 2 |
Чтобы система заработала, надо загрузить в Ардуино следующий скетч:
Сначала устанавливаются константы, определяющие назначение выводов основной платы:
const int IRPin=2
Константа IRPin означает номер пина для входа от датчика, ему назначается значение 2.
const int OUTpin=3
Константа OUTpin означает номер пина для выхода на исполнительное реле, ей присваивается значение 3.
В разделе void setup() устанавливаются:
- Serial.begin(9600)- скорость обмена с компьютером;
- pinMode(IRPin, INPUT)– вывод 2 назначается входом;
- pinMode(OUTpin, OUTPUT) – вывод 3 назначается выходом.
В разделе void loop константе val присваивается значение входа от датчика (ноль или единица). Дальше, в зависимости от значения константы, на выходе 3 появляется высокий или низкий уровень.
Проверка работоспособности и настройка датчиков
Подключение нагрузки
Если сенсор работоспособен, к нему можно подключить нагрузку. Ей может служить вход другого электронного устройства (звуковой сигнализатор), Но часто от детектора требуется управлять освещением. Проблема в том, что нагрузочная способность выхода самодельного датчика не позволяет подключать даже маломощные светильники напрямую. Поэтому обязательно потребуется промежуточный ключ в виде реле.
Перед подключением пускателя надо убедиться, что контакты выходного реле сенсора позволяют коммутировать напряжение 220 вольт. В противном случае придется ставить дополнительное реле.
Выход Ардуино настолько маломощен, что не сможет управлять реле или пускателем напрямую. Потребуется дополнительное реле с транзисторным ключом.
Если все этапы сборки и настройки прошли удачно, можно устанавливать сенсор стационарно, выполнять окончательное подключение и наслаждаться четко работающей автоматикой.
Собираем простую схему мигающего светодиода на одном транзисторе
Самая простая схема мигалки состоит из трех радиоэлементов, а четвертый – светодиод. Хотя в качестве ключевого элемента представлен транзистор, его база не подключена, и полупроводник работает как динистор.
При включении питания конденсатор не заряжен, между эмиттером и коллектором присутствует низкое напряжение, динистор закрыт и не пропускает электрический ток, светодиод не горит. По мере заряда конденсатора напряжение на нем и на динисторе растет. В определенный момент динистор открывается, и конденсатор разряжается через светодиод. Далее цикл повторяется. Частота мерцаний светодиода определяется емкостью конденсатора и сопротивлением резистора.
Всю схему легко разместить в спичечном коробке. Мигающий светодиод и провода питания удобно закрепить горячим клеем.
Если сделать несколько подобных светодиодных мигалок и включить их вместе, получится гирлянда. Так как радиоэлектронные элементы имеют определенный разброс параметров, светодиоды будут мерцать в хаотичном порядке. При этом мигалку можно изготовить в виде единого блока, как на фото.
Светодиодная мигалка с низковольтным питанием
Случается, что в качестве источника питания выступает батарейка с напряжением 1,5 или 3 вольта. Этого напряжения явно недостаточно, чтобы светодиод ярко светился. В электронных схемах питание на него чаще всего подается через транзистор, на котором падает 0,7 В, так что светодиод в таком случае не будет гореть совсем. В этом случае применяется специальная схема, где дополнительное напряжение создает электролитический конденсатор.
В момент включения питания оба транзистора закрыты, и конденсатор С2 заряжается через резисторы R3, R2, напряжение на нем растет. Конденсатор С1 заряжается через резисторы R1, R2, напряжение на нем также растет. В итоге открывается транзистор VT1, который, в свою очередь, открывает транзистор VT2. В результате источник питания и конденсатор С2 включаются последовательно, и на светодиод подается повышенное напряжение питания. По мере разряда конденсатора С2 светодиод гаснет. Далее цикл повторяется.
Популярная схема мультивибратора
Схема мигающего светодиода на симметричном мультивибраторе надежно работает сразу после включения питания. В ней удается легко регулировать периоды свечения и отключения светодиодов. Она хорошо подходит для имитации работы сигнализации автомобиля или в качестве реле поворотов для велосипеда.
В данном случае конденсаторы С1 и С2 последовательно заряжаются через резисторы R2 и R3 соответственно. При достижении определенного напряжения на базе одного из транзисторов он открывается и происходит разряд соответствующего конденсатора. При этом протекает ток через светодиод в коллекторе открытого транзистора. Процесс повторяется.
Частота и длительность мигания светодиода определяется элементами С1, R2 и С2, R3. Сопротивление резисторов можно изменять в пределах (5,1 – 100)кОм, а емкость конденсаторов — в пределах (1 – 100)мкФ. Подбирая названные элементы, можно добиться предпочтительного результата. Сначала устройство собирают на макетной плате, где удобно заменять и подбирать элементы схемы.
Все элементы – практически любого типа. Подойдет светодиод типа АЛ 3075, который очень похож на светодиоды сигнализаций. Различные вариации на базе схемы симметричного мультивибратора позволяют получить необходимый результат в зависимости от конкретных требований к схеме.
Например, светодиод может быть только один. Во втором плече мультивибратора в качестве нагрузки будет достаточно резистора порядка 500 Ом при напряжении питания до 12В.
В этом примере исключены нагрузочные резисторы. Они не нужны, так как при питании порядка 2,4 или 3 вольта и падении напряжения на открытом транзисторе 0,7 В светодиоды не будут перегружены.
В каждое плечо мультивибратора можно включить по два светодиода параллельно. При этом они будут загораться в обратном порядке, то есть тогда, когда соответствующие транзисторы будут закрываться. Однако в этом случае парные светодиоды могут светиться с разной яркостью из-за различия параметров.
В этой схеме включено по три светодиода в каждом плече схемы, и через них будет протекать одинаковый ток. Можно включать последовательно и ленту светодиодов, однако при этом придется поднимать напряжение питания схемы. Для простоты можно считать, что на одном из них падает порядка 1,5 В. При этом нужно использовать транзисторы и конденсаторы, рабочее напряжение которых выше напряжения питания схемы.
Включить светодиодную ленту, не повышая напряжение питания, можно с помощью этой схемы. При этом заметно возрастает ток через транзисторы, так что пришлось добавить выходные каскады на транзисторах средней мощности.
Подборка элементов схемы и правила монтажа своими руками
Далеко не всегда есть в наличии детали, указанные на схеме. Их нетрудно заменить. Часто на схемах указаны транзисторы КТ 315Б, которые имеют небольшие размеры. Вместо них подойдут такие же с любой буквой, однако при высоком напряжении питания схемы надо убедиться с помощью справочника, что они выдержат. Практически во всех примерах подойдут почти любые транзисторы малой мощности.
При этом можно использовать элементы другой проводимости, изменив полярность подключения питания, светодиодов и конденсаторов. Конкретно у транзисторов К315 буквенный индекс находится справа, а у КТ361 — посередине корпуса. Резисторы и электролитические конденсаторы подойдут любые малогабаритные.
Если мы говорим об устройстве, имитирующем автосигнализацию, или реле поворотов для велосипеда, то монтаж лучше всего сделать на печатной плате, которую помещают в пластмассовую коробку. Два провода из коробки подводят к мигающему светодиоду, еще один соединяют с корпусом, а четвертый подсоединяют через тумблер к питанию + 12 В. Подключаться необходимо к цепи, которая находится постоянно под напряжением и защищена предохранителем. Монтажные провода должны иметь надежную изоляцию. Их необходимо хорошо закрепить и надежно защитить от возможного перетирания.
Аварийная сигнализация в сети 220 Вольт
R1 - 220КБ 1/4W Резистор
R2 - 470R 1/2W Резистор
R3 - 390R 1/4W Резистор
R4 - 1K5 1/4W Резистор
R5 - 1R 1/4W Резистор
R6 - 10КБ 1/4W Резистор
R7 - 330КБ 1/4W Резистор
R8 - 470R 1/4W Резистор
R9 - 100R 1/4W Резистор
C1 - 330nF 400V Полистироловый конденсатор
C2 -10мкф 63V Электролитический конденсатор
C3 - 100nF 63V Конденсатор Полиэстера
C4 - 10nF 63V Полистироловый конденсатор
D1-D5 - 1N4007 1000V 1A Диоды
D6 - светодиод зеленого свечения
D7 - 1N4148 75V 150mA Диод
Q1, Q3, Q4 - BC547 45V 100mA N-P-N транзисторы
Q2, Q5 - BC327 45V 800mA P-N-P транзисторы
SW1, SW2 - выключатели
SW3 - переключатель
LP1- 2.2V или 2.5V 250-300mA осветительная лампа
SPKR - Громкоговоритель 8 ом
B1 - 2.5V Батарея (два AA NI-CD аккумулятора включенные последовательно)
PL1 - сетевая вилка
Назначение устройства:
Схема постоянно включена в сеть и аккумулятор находится на подзарядке. Когда напряжение в сети пропадает, то включается сигнальная лампа. Вместо лампы можно использовать звуковой пьезоизлучатель. При восстановлении сетевого напряжения сигнальная лампа гаснет. Переключатель SW3 изменяет функционирование схемы - включение звукового сигнала с задержкой после восстановления сетевого напряжения
Описание схемы:
Сетевое напряжение понижается до 12V на конденсаторе С2 за счет делителя образованного диодным мостам на элементах D1-D4 и реактивного сопротивления конденсатора С1. Сетевой трансформатор не используется.
Постоянный ток подзарядки аккумулятора обеспечивают элементы R3, D5 и светодиод зеленого свечения (используется как индикатор правильной зарядки батареи) Транзисторы Q2 и Q3 образуют пару баланс которой нарушается при пропадании сетевого напряжения. В этом случае транзисор Q1 формирует положительное напряжение смещения на коллекторе и выводит схему на Q2,Q3 из равновесия.
Если переключатель SW3 установлен как показано на схеме, то сигнальная лампа будет светиться при нормально замкнутых контакта выключателя SW2. Если переключатель установлен в другое положение, то запускается НЧ генератор на транзисторах Q4,Q5 и звучит громкий звуковой сигнал с громкоговорителя.
Если выключатель SW1 разомкнут, то при восстановлении сетевого напряжение - сигнальная лампа и громкоговоритель продолжают работать. Тогда схему необходимо выключить разомкнув выключатель SW2.
Если выключатель SW1 замкнут, то световая и звуковая индикация работают только при отсутствии напряжения в сети.
Примечания:
1. Необходимо замкнуть выключатель SW2 после подключения схемы в сеть переменного тока
Предупреждение!
2. Схема соединена с источником переменного напряжения 220V. При работе с таким напряжением необходимо соблюдать правила техники безопасности. Собранная схема помещается в пластиковый корпус.
Каждый обеспокоен своей безопасностью. Можно попросить проектно-монтажную организацию сделать проект, а потом по нему монтаж. Но это неинтересно и втыкается в бюджет. Так что рассмотрим сигнализацию своими руками. Рассматривать будет охранно-пожарную сигнализацию (ОПС) и систему контроля управления доступом (СКУД) в квартире и доме (коттедже)
Проектирование
В начале надо определится с проектом. Проект должен быть, если это общественное место, к чему наш дом не относится. Но схема датчиков, где какой и куда подключен желателен, для будущего обслуживания.
Теперь определяемся с задачами. Количеством датчиков и проводами.
Пожарные шлейфы
Есть адресные и простые. Адресные использовать удобнее, но вывод делать дороже (обычно используется компьютер с соответствующим ПО), поэтому делаем простые.
Для обеспечения защиты от ложных срабатываний ставим в каждой комнате минимум по два дымника, кроме ванной и кухни. В ванной пожарная сигнализация не ставятся, а на кухни делаются датчики пламяни. Каждый извещатель контролирует зону 5-10 квадратных метра.
Рассмотрим небольшой пример: если комната 5 кв.метра — то два датчика, если 45 кв.метра — то 5 датчиков, равномерно расположенных по комнате (у датчика радиус действия примерно 3,5 метра). Не помещает пару ручников (на каждый выход отдельно). Ручники — датчик ручной, нажимаешь кнопку и срабатывает пожарная тревога. Это нужно, если что-нибудь загорелось, а тревога не сработала, особенно если у Вас договор с пожарниками. Нажать кнопку быстрее, что звонить и называть адрес, когда надо пытаться локализовать пожар и уменьшить потери.
Датчики работают круглосуточно.
Провода
Питания и контроль шлейфа идет по двум проводам. Например, КСВВ 2х0,5. Но рекомендую сделать все же КПСЭнг-FRLS 1х2х0,5 или КПСЭВнг-FRLS 2х0,5 (ну или другой аналогичный с маркировкой FRLS), которые отличаются тем, что второй является витой парой.
Кабеля FRLS, кроме сертификата, являются огнестойкими. Ведь если пожар начался с кабелей, то пожарная сигнализация может не сработать или сработает в режим неисправность. Кабеля дороже в 2-5 раз, но их надо не так много и делается это на несколько лет (гарантийной срок — 5 лет).
FRLS — обязательное требование для пожарников.
Подключение
Датчики подключаются последовательно, схема подключения есть в любой инструкции (как к самим датчикам, так и к приемным приборам).
Охранные шлейфы
Обеспечиваем два контура защита (требуется СП). Первый — периметр дома или квартиры, к этому относятся двери и окна, второй внутренний — датчики движения. Это удобно, если Вы живете в доме, тогда можно на ночь включать охранные датчики на периметр и спать спокойнее. Правильнее будет сделать шлейфы по комнатам, чтобы было понятно, в какой комнате сработала тревога, но так надо больше шлейфов и это надо учитывать.
Провода
Эти датчики считаются уже активными и им надо питание 12В. Используется провода четырех жильные, такие как КСВВ 4х0,5 и подобные. Можно использовать UTP 2x2x0.51.
Подключение
Датчики подключаются последовательно.
Монтаж
- Провода подальше от силовых (220В).
- Через стенку дополнительно в кембрике.
- В инструкциях к датчикам есть советы по размещению и подключению.
Обслуживание
С датчиков обтирать пыть. Раз в 3-4 месяца проверять работоспособность охранных датчиков, тестировать дымники (у них есть кнопка теста). Проверять напряжение на клеммах питания и аккумулятора. Обычно есть в инструкции, как проводить обслуживание.
Приборы
Лучше пользоваться приборами одной системы, например болид или рубеж, т.е. датчики и приемно-контрольный прибор (ПКП) одной фирмы. Так же желательно использовать извещатели одной фирмы, например DSC и ТЕКО.
Можно открыть сайт болида или рубежа и посмотреть типовые схемы (общие схемы куда-что подключается), но мы пойдем другим путем.
Вариант 1
Ставим охрану с лучших традициях американских фильмов.
Берем фирму DSC На входе будет клавиатура (в доме — в тамбуре, гараже и отдельно в бане и других помещениях) допустим LCD5501E. Сам прибор будет PC1864 и расширители на каждое дополнительное помещение PC5108. ИК датчики (на движение) и звуковые берем фирмы ТЕКО Астра-5А (или если есть животные Астра-511 или Астра-512, в зависимости от веса) и Астра-С, соответственно.
Не забываем про резисторы (сопротивление) в конце шлейфов и у дымников, которые нужны для контроля целостности шлейфа. Если кабель оборвут или будет КЗ, то прибор выдаст сигнал неисправность.
Лучше все ПКП разместить в металлический ящик, например ЩМП-2-0.
Надо пару аварийных светильников, чтобы ночью было легче без электричества ориентироваться (отключили электричество — они включились). Не забываем про аккумуляторы в ПКП.
Потом звонит в охранную фирму и ставимся к ним на охрану. Приедут охранники и техники проверять оборудование и скажут что надо (купить передатчик у них и пару реле, например УК/ВК-02) и ставимся на охрану.
Хотя лучше позвонить в фирму и спросить насчет оборудования. Желательно выбирать фирму у которой недалеко пост и имеет лицензии на монтаж, обслуживание и охрану и сертификаты на охрану и техников.
Вариант 2
Пожарные шлейфы работают круглосуточно, а на охрану ставится электронным ключом.
Выводы
Своими силами сделать не сложно от начала до конца. Заказывать проект стоит денег (и выйдет как сама сигнализация), рабочая документация выйдет дешевле (делаются схемы и подключение). Монтаж тоже удорожит систему почти в двое, и если Вы не уверены в своих силах и тем более не держали в руках дрель и перфоратор, то лучше не делать самому. Охрана — дело ответственное и если Вы работаете рядом то можно и самому защищать свой дом, как настоящий мужчина.
Но посмотрим в правде глаза. Если есть знакомый проектировщик ОПС или найдете в проектной организации шабашкой (некоторые начальники, да и сами проектировщики берут). Лучше заказать хотя бы рабочую документацию, в итоге Вам подберут оборудование, его размещение и составят список материалов. Монтаж в этом случае сделать не сложно.
На охрану лучше поставиться. Ведь если ограбят (ну всякое бывает), то они должны возместить ущерб, если Вы при уходе поставили на охрану, но читать договор в любом случае надо внимательно. Там написано кто виноват и кто будет возмещать ущерб.
Некоторые охранные предприятия имеют лицензии на пожаротущение, это будет большим плюсом. Ведь после сработки пожарной сигнализации, надо звонить самому в 03, либо прописывать в договор охранной фирме, чтобы они звонили при тревоге.
Аббревиатуры:
ОПС — охранно-пожарная сигнализация
СКУД — система контроля управления доступом (домофон, электрозамки)
Датчик (в тексте) — изещатель пожарный или охранный
Дымники — это извещатель пожарный реагирующие на дым, но могут давать ложные срабатывания на пыль, в ванной и на кухне из-за пара могут давать сработку.
Датчики пламяни — это извещатель пожарный реагирующий на пламя.
Ручники — извещатель пожарный ручной или ИПР, нажимаешь кнопку и срабатывает пожарная тревога.
Приемный прибор (в тексте) или приемно-контрольный прибор (ПКП) — прибор, следящий за состоянием шлейфов и выдающий тревогу.
ИК датчик — извещатель охранный объемный оптико-электронный, реагирующий на движение.
СМК — извещатель охранный магнитоконтактный, реагирующий на отдаление магнита от геркона, ставится на двери.
Звуковые — извещатель охранный звуковой, обычно реагирует на разбитие стекла.
Читайте также: