Разработка надежных детекторов движения не обязательно должна быть движущейся целью

Умные дома и здания получают выгоду от интеллектуальных технологий, которые делают их более удобными, безопасными и энергоэффективными. На рисунке 1 показан широкий ассортимент продукции, доступной как для дома, так и для зданий. Эти продукты могут автоматически контролироваться и контролироваться потребителями в их домах и персоналом управления зданием.

Одним из продуктов, сочетающим в себе удобство, безопасность и энергосбережение, является инфракрасный детектор движения. Инфракрасный детектор движения определяет присутствие людей в помещении и затем может активировать освещение, систему отопления, вентиляции и кондиционирования или сигнализацию. Если датчик движения выполняет функцию безопасности, то он должен надежно работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.

Пассивная инфракрасная технология является ведущей технологией обнаружения движения благодаря сочетанию надежной работы и низкой стоимости. Рынок демонстрирует здоровый совокупный годовой темп роста, составляющий более 13%, и, как ожидается, в 2025 году он превысит 3,5 миллиарда долларов США1. Факторы, способствующие росту, включают в себя:

Поскольку пассивные инфракрасные датчики движения используются как для внутреннего, так и для наружного наблюдения, эти продукты должны быть устойчивы к воздействиям окружающей среды. Если детекторы питаются от сети переменного тока, они должны быть способны выдерживать перегрузки по току и переходные напряжения, которые могут распространяться по линии питания переменного тока. Помимо защиты цепей, для получения качественного продукта необходимы эффективный контроль и надежные измерения.

На рис. 2 показан пример инфракрасного детектора движения и указаны рекомендуемые компоненты защиты, управления и измерения, которые повышают надежность и производительность продукта.

На рисунке 3 показана блок-схема пассивного инфракрасного детектора движения и показано, в каких цепях следует размещать рекомендуемые компоненты защиты, считывания и управления. Мы обсудим каждый блок, в котором рекомендуются компоненты.

Силовой каскад переменного/постоянного тока обеспечивает питание постоянного тока для других блоков схемы. Эта схема соединяется с линией электропитания переменного тока и подвержена скачкам сверхтока и переходным процессам перенапряжения. Переходные процессы перенапряжения и скачки тока могут быть результатом ударов молнии, индуктивных всплесков при включении и выключении двигателя, а также переходных процессов из-за изменений напряжения в линии электропередачи.

Против этих потенциальных помех мы рекомендуем использовать металлооксидный варистор (MOV) в качестве первой линии защиты платы силового каскада переменного/постоянного тока. Расположите MOV как можно ближе к входу переменного напряжения в схему, чтобы минимизировать путь распространения переходных процессов в сети переменного тока на печатной плате. Выберите MOV со следующими характеристиками:

На выходе силового каскада переменного/постоянного тока мы предлагаем использовать диод подавления переходных процессов (TVS) для дополнительной защиты всех цепей нагрузки источника питания. TVS-диод минимизирует переходные нагрузки на силовые компоненты в различных цепях нагрузки. TVS-диод обеспечивает следующие преимущества для защиты цепи:

Как показано на рисунке 4, TVS-диоды могут быть двунаправленными (два последовательных диода в корпусе) или однонаправленными (одиночный диод). Помимо своих защитных функций, TVS-диоды потребляют небольшое количество энергии. В нормальном режиме работы без помех компонент потребляет ток менее 1 мкА. Наконец, доступны версии TVS-диодов для поверхностного монтажа для экономии места на печатной плате.

Основными элементами пассивного инфракрасного детектора являются датчик инфракрасного излучения и блок микроконтроллера. Имейте в виду, что доступны полные комплекты, включающие датчик, объектив и блок микроконтроллера (см. рисунок 5). Полный пакет предлагает:

Для экономии энергии ищите сборку, которая имеет режим низкого энергопотребления, когда движение не обнаружено. На рис. 6 показан пример комплекта инфракрасного детектора движения. Сочетание интегрированного корпуса с меньшим количеством компонентов и отсутствием электролитических конденсаторов повышает общую надежность продукта, экономит место на печатной плате и снижает стоимость.

Схема сигнализации активируется, когда инфракрасный датчик обнаруживает соответствующее количество движения. Схема обычно управляет мигающим светодиодом или комбинацией светодиода и динамика. Цепи сигнализации потребуется компонент управления для подачи питания на внешнее устройство. Рассмотрим либо герконовое, либо твердотельное реле, оба из которых обеспечат гальваническую развязку мощного привода от маломощной логической схемы. Твердотельное реле обеспечивает более длительный срок службы выходных контактов привода, а герконовое реле обеспечивает более низкое энергопотребление.