Snadné dotykové ovládání | Pikabu

Jaký je princip? Činnost pohybového senzoru je založena na zapnutí světla, když se objekt objeví v jeho oblasti pokrytí, a jeho vypnutí poté, co odejde. Jedná se o velmi chytrý přístup k úspoře energie. Například ve tmě není absolutně potřeba osvětlovat místnost nebo ulici, kde nikdo není.

Věci, které je třeba zvážit? Aby snímač fungoval správně, musíte zařízení, které vyhovuje vašim podmínkám, nejen vybrat, ale také nakonfigurovat. Před nákupem detektoru je třeba zvážit všechny možnosti.

1. Rozsah pohybového senzoru
2. Princip činnosti snímače pohybu
3. Typy snímačů pohybu
4. Typy snímačů pohybu
5. Kritéria výběru snímače pohybu

Rozsah pohybového senzoru

Pohybové senzory jsou vybaveny mnoha zařízeními kolem nás. Takové zařízení, jak název napovídá, je schopno detekovat přítomnost pohybujících se předmětů v určité místnosti nebo v hranicích určitého prostoru.

Typicky, když je spuštěn detektor, nějaká aktivita bude spuštěna zařízením, které je k němu připojeno. Například při vstupu do vchodu vidíme, jak se rozsvítí světlo, ačkoli nikdo nestiskne vypínač. Nebo, když se osoba přiblíží k turniketu, plot se zavře, pokud není předložena propustka. Můžeme si připomenout mnohem více příkladů, kdy mechanismy kolem nás samy provádějí nějaké akce v souladu s programem, když se objeví pohybující se objekty.

Seznam zařízení, jejichž provoz zajišťuje pohybový senzor, je velmi rozmanitý. Takovými detektory jsou vybaveny všechny moderní zabezpečovací systémy a alarmy. Také pomocí takových zařízení lze odhalit pronikání nepovolaných osob do zasypaného prostoru, únik škodlivých látek apod.

Detektor pohybu zajišťuje spuštění a zastavení nahrávání v automobilovém DVR, video monitorovacích systémech. Osvětlovací zařízení vybavená senzorem se zapínají pouze tehdy, když se objeví osoba, což může výrazně ušetřit energii. Stejný mechanismus se používá v automatických klimatizačních systémech. Nejcitlivější modely takových detektorů se nazývají senzory přítomnosti.

Získejte bezplatné pokyny pro výběr dodavatele od společnosti Videoglaz:

Tým Videoglaz společně s hlavním technickým expertem společnosti připravili soubor, který vám pomůže neudělat chybu při výběru zhotovitele vašeho projektu.

„Úplně na začátku práce často vyvstává otázka: Jak rychle zjistit kvalitu partnera nebo dodavatele zabezpečovacích systémů? Proto jsme připravili podrobné pokyny, ve kterých jsme zdůraznili hlavní body, díky kterým si snadno vyberete svědomitého dodavatele, ušetříte rozpočet a dokončíte projekt včas.“

Stáhněte si a použijte ještě dnes:

Valentin Belousov
Vedoucí oddělení konstrukčních řešení

10 kroků, které vám pomohou vybrat správného dodavatele

Pomáhá dodržet rozpočet a dodržet termíny projektu

Již staženo 11 507

Pohybové čidlo zachycuje kolísání teploty nebo teplotní indikátory. Pokud se nezmění, pak detektor nefunguje. Pokud se tedy nějakou dobu nepohybujete v místnosti, ve které se při vstupu do ní automaticky rozsvítilo osvětlení, lampa zhasne.

Výše uvedené senzory přítomnosti jsou schopny detekovat změny teploty nebo vlnového pozadí v širším rozsahu. I když se člověk prakticky nehýbe, stejně ho takový detektor uvidí. Proto taková zařízení plní stejné úkoly jako tradiční snímače pohybu, ale přesněji. Jejich cena je vyšší, takže se taková zařízení používají méně často.

Princip činnosti snímače pohybu

Princip činnosti snímače pohybu je v podstatě podobný tomu, který se používá u radaru. Pomocí citlivých senzorů je zaznamenávána změna vlnového nebo teplotního režimu, ke které dochází při vstupu hmotných předmětů (lidé, zvířata, vozidla apod.) do oblasti pokrytí detektoru.

Fyzikální princip odrazu vlnění využívá jak činnost pohybového senzoru osvětlení, tak i detektoru přítomnosti v zabezpečovacím systému. Pokud se v oblasti pokrytí senzoru nachází cizí předmět, vlny na něj narážející změní svůj směr, frekvenci a odrážejí se v opačném směru. Detektor zachytí odraženou vlnu, načež se provede naprogramovaná akce.

Aby to bylo jasnější, uvažujme podrobně fungování infračerveného snímače pohybu ve spojení s osvětlovacím tělesem a vypínačem. Pořadí je následující. Když člověk projde dveřmi místnosti, srazí se s ním tepelné vlny a odrážejí se ve směru čidla. Senzor detekuje vibrace a vysílá signál do ovladače. Ten na oplátku aktivuje spínač a světlo se rozsvítí. Při odchodu osoby z místnosti nedochází k kmitání vln, čidlo neregistruje změny, po zadaném časovém intervalu ovladač osvětlení vypne.

Na trhu jsou rozšířené modely spínačů se zabudovaným LED pohybovým senzorem. Taková zařízení jsou velmi oblíbená v obytných a kancelářských prostorách. Myslet můžete i na osvětlení ploch přiléhajících k obytným domům, ulicím, parkům apod. Zde se využívají solární baterie, které se nabíjejí ze světelné a tepelné energie slunce.

V tomto případě je samotné čidlo i osvětlovací zařízení napájeno solárními panely. Během denního světla akumulují náboj. Když se setmí a indikátory osvětlení se sníží, zařízení se přepnou do aktivního režimu a zapnou se, když se objeví cizí předměty. Takové systémy mohou výrazně snížit náklady na energie a dobře se osvědčily v letních chatách, venkovských domech, ve kterých majitelé nežijí po celý rok.

Typy snímačů pohybu

V závislosti na typu zpracování signálu existuje několik typů senzorů:

Přerušení (lineární)

Je použit zdroj linkového signálu a jeho přijímač. Obvykle se používá laserový paprsek. Detektor je v pohotovostním režimu, zatímco fotodetektor registruje signál. Jakmile je signál přerušen, dojde k operaci. Výhodou těchto systémů je pohodlnost a jednoduchost. Mezi nevýhody patří přítomnost dvou samostatných prvků a také nutnost použití více detektorů pro pokrytí celé pozorovací oblasti.

Reflexní (objemové)

Platí stejný princip jako u radaru. Zdroj vysílá rozptýlený nebo bodový signál. Pokud nejsou žádné překážky, senzor nereaguje. Pokud se na dráze signálu objeví pohybující se objekt, změní se úhel a intenzita odrazu vlny, regulátor detekuje spuštění senzoru.

Nepochybnými výhodami takových zařízení jsou široký pozorovací úhel a délka, snadná instalace díky možnosti umístit všechny prvky do jednoho krytu. Má to však i nevýhodu. Na takovém snímači pohybu musíte nejprve nakonfigurovat provozní dobu, intenzitu odrazu a další parametry, jinak zaznamená mnoho falešných poplachů.

Pasivní

Liší se tím, že nemají zdroje vlnového záření a registrují vibrace vytvářené jinými objekty. Zpravidla se používá detekce tepelných změn způsobených vzhledem živých bytostí – lidí a zvířat. Plus by měl být považován za nízkou cenu a jednoduchost designu. Nevýhodou je omezený rozsah objektů, které lze detekovat.

Typ detektoru, který je nejvhodnější, bude záviset na zamýšleném použití. Pokud chcete zajistit detekci předmětů v chodbě, dveřním nebo okenním otvoru, můžete se omezit na vyrušovací zařízení. Pokud je úkolem sledovat celý obvod místnosti nebo na ulici, pak je lepší zastavit se u reflexního nebo objemového senzoru.

Zejména reflexní a objemové senzory se používají v systémech pro automatické zapínání a vypínání osvětlení.

Odborníci zjistili, že náklady na pořízení detektorů pohybu se vrátí úsporou elektrické energie během 1-2 let. Díky této výhodě jsou taková zařízení dostupná i pro majitele soukromých domů, nemluvě o velkých podnicích.

Musíte mít na paměti následující nuance:

1. Pohybový senzor je vyžadován tam, kde se lidé neustále nenacházejí.
2. Aktivace snímače pohybu způsobí, že zařízení změní provozní režim. Pokud se jedná o zářivky a spirálové výbojky, pak se při stálém zapínání a vypínání rychle opotřebovávají. V tomto případě by měly být použity LED nebo halogenové žárovky.

Typy snímačů pohybu

Obecný pojem „snímač pohybu“ se týká několika typů zařízení, která při své práci využívají různé fyzikální principy. Zvažme každý z nich podrobněji.

Infračervený detektor pohybu

PIR (pasivní infračervený) infračervený pohybový senzor funguje na základě registrace kolísání teploty v pozorované oblasti.

Pro funkci senzoru je nutné, aby objekt, který je v pozorovací zóně, vyzařoval tepelné záření do okolního prostoru. Mohou to být živé i neživé předměty – lidé, zvířata, auta atd. Snímač se nazývá pasivní, protože nevyzařuje vlastní záření a zachycuje pouze změny provedené jinými objekty.

Nezakrývejte PIR detektory kryty, clonami atd. Zhorší to jejich schopnost detekovat změny teploty a může způsobit selhání systému. Také provoz takových senzorů je negativně ovlivněn srážkami, oblečením na pohybujícím se předmětu.

Princip činnosti mikrovlnného snímače pohybu

Mikrovlnné detektory pohybu (HF – high frequency) vysílají do okolního prostoru vysokofrekvenční elektromagnetické vlny krátké délky. Při kolizi s okolními předměty se odrážejí a zaznamenávají senzorem, který zachycuje energii vln.

Pohyb objektů v pozorované oblasti tedy způsobuje změnu energie vln vyzařovaných senzorem. Charakteristickým rysem těchto vln je schopnost pronikat tenkými bariérami, jako je sklo, papír atd., jakož i tenkými stěnami a dveřmi.

Na rozdíl od infračervených senzorů RF senzory nevyžadují, aby cizí předmět vyzařoval teplo, stačí se jen pohybovat. V souladu s tím silné kolísání teplot významně neovlivňuje provoz mikrovlnných zařízení.

Princip činnosti ultrazvukového detektoru pohybu

Taková zařízení, jako jsou RF senzory, využívají aktivní princip činnosti, ale nevyzařují elektromagnetické, ale zvukové vlny. Zvukové vlny vyžadují k pohybu vzduch, takže senzory, které je používají, nebudou moci pracovat v blízkosti zdrojů tepla, v hlučné místnosti.

Princip činnosti snímače pohybu kamery

Kamerové senzory mohou využívat obraz přenášený z objektivu k detekci pohybu. Za tímto účelem je následující snímek porovnán s dříve přijatými snímky, a pokud je detekována změna, senzor se spustí. Pro takové systémy je vyžadována analýza videa. Na trhu najdete modely, které využívají několik senzorů s různým principem činnosti. To výrazně zvyšuje přesnost jejich provozu a odolnost vůči vnějšímu rušení.

Kritéria výběru snímače pohybu

Jak jsme zjistili, pohybové senzory lze použít pro nejrůznější potřeby a využívají různé fyzikální principy. Činnost zařízení je výrazně ovlivněna vnějšími podmínkami, proto je třeba při výběru detektoru zohlednit několik pravidel. Technické parametry zařízení naleznete v přiložené uživatelské příručce, ve které je třeba věnovat zvláštní pozornost následujícím bodům.

Pozorovací oblast, pozorovací úhel, pozorovací rozsah

Pro stabilní provoz detektoru musí detekovat změny v dostatečné vzdálenosti. Souhlaste s tím, že senzor je málo využíván, kůra nereaguje na pohyb dále než 15 metrů od něj a vzdálenost od dveří k místu instalace je 20 metrů. V prodeji najdete zařízení s různými úhly detekce, až 360 stupňů. V druhém případě je detektor vhodný pro instalaci na strop.

Protože požadavky na zařízení jsou do značné míry určeny charakteristikami místnosti nebo oblasti pozorování, lze úhel detekce nastavit v určitém směru. Musíte také vzít v úvahu detekční vzdálenost vertikálně a horizontálně. Pokud je detektor instalován na stropě a nedetekuje vibrace pod 2 metry, pak bude v průmyslové dílně k ničemu. V případě pochybností je vhodné zakoupit detektor s dostatečnou rezervou dosahu. Následně lze zařízení doladit na místě instalace.

Montážní plocha a třída krytí IP

Vezměte prosím na vědomí, zda je detektor vhodný pro venkovní instalaci nebo pouze pro vnitřní použití. Je také žádoucí, aby komunikace nezbytná pro připojení byla umístěna v blízkosti zařízení. Při montáži venku bude snímač vyžadovat ochranu proti povětrnostním vlivům. Třída ochrany takových zařízení musí být minimálně IP 44. Pokud je snímač instalován v místnosti, pak může být omezen na třídu ochrany IP 20. Při venkovní instalaci zkontrolujte, zda v detekční zóně nejsou žádné překážky zkreslující signál , jako jsou stromy nebo rostliny, zrcadlová letadla.

Typ a možnosti instalace

Detektory pohybu se liší způsobem montáže, existují modely nástěnné a stropní. Montáž na strop poskytne maximální detekční plochu díky kruhové detekci vibrací. Při instalaci na ulici se musíte ujistit, že k senzoru není volný přístup, takže zařízení je obtížnější deaktivovat. K tomu musí být výška od země alespoň 2 metry. Také vysoké umístění senzoru umožňuje rozšířit detekční zónu.

Dnes si povíme něco o dotykovém ovládání. Řeknu vám, jak si můžete doma vyrobit dotykové tlačítko a senzor přiblížení ve velmi slušné kvalitě.

S jistotou říkám, že tento materiál zvládne naprosto každý. Vysvětlím to co nejsrozumitelněji a nejpodrobněji, aby to pochopil i začátečník.

Sám v této věci nejsem profesionál, ale o elektroniku se zajímám již delší dobu.

Vezměme si jako základ kapacitní regulátory od Atmel AT42QT takové řady jako 1010 1011 a 1012.

Používám ho ve svých projektech už nějakou dobu, takže mám hodně co vyprávět.

Řadič je relativně malý čip se 6 piny, umístěný v pouzdře SOT23-6

Nyní vám řeknu, jak se zapojuje a princip jeho fungování.

Napájení se pohybuje od 1.8 do 5.5 voltu, ale podle mého pozorování se nejstabilněji chová v rozmezí od 3 do 3.5 voltu.

Plusové napájení je přivedeno na kolík 5 VDD a společné, také mínusové, je přivedeno na kolík 2 VSS.

Dále připojte kondenzátor od 2 do 50 nanofaradů jednou nohou ke 3. kontaktu SNSK a druhou ke čtvrtému SNS. Je vhodné použít nepolární kondenzátory.

Dotyková podložka je připojena ke kolíku 3 SNSK přes odpor 10-15 kOhm

Kapacita kondenzátoru a plocha dotykové podložky přímo ovlivňují vzdálenost, na kterou bude senzor fungovat, když se řekněme přiblíží váš prst.

Čím menší je kapacita kondenzátoru, tím kratší je vzdálenost, čím větší je kapacita, tím větší vzdálenost bude operace.

Totéž platí pro senzor. Čím menší plocha, tím kratší vzdálenost, čím větší plocha, tím větší vzdálenost.

Právě tyto dva indikátory určují, v jakém režimu bude ovladač fungovat – v tlačítkovém režimu nebo v režimu senzoru přiblížení.

Rezistor je potřebný k ochraně před vnějším rušením, jako je statické napětí na vašem těle a další.

Pro minimalizaci veškerého rušení lze dotykovou podložku připojit k zápornému pólu napájecího zdroje přes kondenzátor od 2 do 50 pikofaradů. Toto řešení je ale vhodnější pro tlačítka než pro proximity senzory, protože snižuje snímací vzdálenost.

Abyste pochopili podstatu věcí, řeknu vám, jak funguje kapacitní senzor. Nechci vás uvádět v omyl, proto vás upozorňuji, že tyto informace byly převzaty z internetu, z anglicky psaných stránek věnovaných kapacitním senzorům.

Podle informací tento ovladač využívá technologii přenosu náboje Qtouch. Kondenzátor Cs se během provozu periodicky nabíjí a následně vybíjí (přenáší svůj náboj) na další kondenzátor – měřicí kondenzátor. Regulátor čte dobu, za kterou se měřicí kondenzátor nabije na určitou hodnotu napětí. Tento proces je cyklický a neustále se opakuje. Když je regulátor nejprve přiveden na napájení, je kalibrován – stanovení referenční doby pro nabíjení kondenzátoru trvá přibližně 0,5 sekundy; Následně je doba cyklu každého nabití/vybití porovnána s referenční dobou.

Všechny objekty včetně nás mají elektrickou kapacitu. Když se senzoru dotknete nebo se k němu přiblížíte k nějakému předmětu, změní se kapacita a tím se změní i doba nabíjení kondenzátoru. Když je dosaženo určitého rozdílu mezi referenčním časem a skutečným časem, regulátor detekuje přítomnost předmětu v blízkosti senzoru a dá příkaz k provozu. V tomto případě se na výstupu 1 OUT objeví logická jednička, tedy kladné napětí. Pokud zapojíme např. LED mezi záporný kontakt, který je také společný, a kontakt OUT, tak při aktivaci čidla bude svítit.

Ptáte se, k čemu je kontaktní číslo 6 SYNC/MODE?

Mnoho lidí si tohoto kontaktu nevšimne, ale pro správnou funkci senzoru je velmi důležitý. Pokud jej necháte bez připojení kamkoli, regulátor bude pracovat v ekonomickém režimu, dotazování (měření doby nabíjení a vybíjení kondenzátoru) bude probíhat jednou za 1 milisekund. A pokud na něj přivedete napětí (vložíte propojku mezi 80 a 5 kontaktů), pak se dotazování objeví 6krát za 1 milisekundu, podle informací z datového listu (technická dokumentace). To zvyšuje jeho spotřebu energie, ale zároveň snímač pracuje mnohem stabilněji. Pro srovnání, pokud v ekonomickém režimu stisknete tlačítko velmi často 1x za sebou, tak 100 – 7 stisknutí nebude rozpoznáno. Osobně jsem to kontroloval a řeknu, že to je takový ukazatel.

Pokud to ale přepnete do Fast režimu, tak v mém případě bylo rozpoznáno všech 100 ze 100 kliknutí.

Můžeme dojít k závěru, že pokud se senzor používá k rychlému stisku např. tlačítka, pak by měl být použit v režimu Fast a pokud senzor slouží např. ke zjištění, zda je nádoba naplněna vodou, tzn. Voda bude pomalu stoupat k senzoru, můžete jej nechat v ekonomickém režimu.

Také jsem si všiml, že s rostoucím napájecím napětím se zvětšuje dosah snímače. Takže například při napájení 3 volty senzor přiblížení zaregistroval operaci ve vzdálenosti 4 cm a při napájení 5 voltů ve vzdálenosti asi 6 cm, ale při napájení 5 volty došlo k falešným poplachům a nestabilitě v provozu bylo pozorováno.

Mimochodem, senzor je z hlediska napájení zcela nenáročný. Doporučuje se osadit na vstup kondenzátor 100 uF, ale nedávno jsem se obešel i bez něj.

Další velmi důležitou vlastností je, že takový senzor nefunguje přes kovové předměty a uzemněné polygony v blízkosti senzoru způsobují pokles jeho rozsahu odezvy.

Řady 1010 a 1011 jsou co nejvíce podobné běžnému tlačítku na příkladu s LED, stisknuto – LED se rozsvítí, uvolněno – zhasne.

Jediný rozdíl mezi řadami 1010 a 1011 je v tom, že 1010 poskytuje automatickou rekalibraci referenční hodnoty. Pokud tedy budete držet senzor ve stavu, kdy se senzoru dotknete, tak se senzor po určité době překalibruje a váš prst bude rozpoznán jako součást senzoru a operace nenastane. Ale zpětná kalibrace probíhá také v reálném čase na všech řadách regulátoru. Pokud po provedení výše uvedeného prstu na chvíli sejmete, ovladač se znovu zkalibruje, aby se snížila kapacita a váš prst bude znovu rozpoznán. V ekonomickém režimu dojde k rekalibraci po 60 sekundách a v režimu Fast záleží na kondenzátoru Sc a něčem dalším pro mě neznámým a pohybuje se od 15 do 30 sekund s kapacitou 4,7 nanofaradů.

A řada 1012 funguje jako spínač: pokud jej stisknete, je aktivní, pokud jej stisknete znovu, je neaktivní.

Mimochodem, optimální pro dotykové tlačítko mi přišel následující poměr: Jako kondenzátor jsem použil keramické SMD velikosti 1206 s 4,7 nanofarady, odpor 15 kOhm, dotykovou plošku o průměru 9 milimetrů, připojený na mínus výkon napájení přes 2pikofaradový kondenzátor

Bylo také zaznamenáno, že s kapacitou nad 20 nanofaradů se ovladač zasekl v aktivní poloze, i když jste sundali prst ze snímače. Nešlo to nijak napravit.

— Odolnost vůči rušení ze sítě 50 Hz

— Široká škála aplikací

— To pravé pro začátečníky

– Snadná montáž na PCB

— Drahý, jeden ovladač stojí kolem 50 rublů. Pokud bude zařízení používat mnoho senzorů, doporučil bych vám podívat se blíže na jiné modely, například AT42QT1040

– Navzdory své zdánlivě malé velikosti může být pro některé projekty příliš velká.

– Nedostatek hmatových kliknutí, ale ani se tím nezatěžujte

Čínský ovladač TTP223 je na internetu velmi oblíbený, také jsem ho používal a mohu říci, že je to nebe a země. Dotyčný čip mnohonásobně předčí svého čínského přítele ve všech ohledech a zejména AT42QT101* nemá prakticky žádné falešné pozitivy se správným výběrem napájení a ochrany před rušením a také z osobní zkušenosti ukázal 100% uznání v rychlém režimu, který se skládá ze 400 různých stisknutí senzoru. Experiment byl proveden natáčením zpomaleného videa s následným sledováním a analýzou.

Fotografie letního projektu, 6 dálkových dotykových tlačítek. Polygony nebyly použity. SMD 1206

Děkuji všem za pozornost a vždy ve všem dodržujte BEZPEČNOST! Hodně štěstí a úspěchů!)