Датчик движения HC-SR501 и его применение

В борьбе за срок жизни ламп накаливания на лестничной площадке испробовал достаточно большое количество схем их защиты. Это были и простые диоды и схемы плавного включения, и аккустические датчики. Не все зарекомендовали себя с положительной стороны.
Зайдя на сайт Aliexpress, наткнулся на пироэлектрический датчик HC-SR501. При цене менее одного доллара, датчик обладает рядом положительных качеств, а именно: питание от 5 до 20 вольт, зона обнаружения движения от 3 до 7 метров, задержка выключения от 5 (на практике, хотя расчетное время по формуле Tx – минимум 2,5 секунды) до 300 секунд. Ток потребления в дежурном режиме <=50 микроампер;
Ток потребления в рабочем режиме <=110 микроампер. Угол обзора от 120 до 140 градусов.
Внешне датчик выглядит следующим образом:




Кроме описанных выше характеристик существует еще один параметр – время восстановления датчика или время блокировки замера, т.е. время от момента выключения датчика до следующего его включения. Данный параметр не имеет регулировки и обусловлен значениями RC цепочки состоящей из R9,C7. Имел дело с 7-ю такими датчиками и время восстановления было от 3 до 6 секунд. Рассчитывается этот параметр по формуле ниже схемы (Ti). Таким образом, поигравшись со значениями этой цепочки можно данный датчик движения превратить в датчик присутствия или что-то близкое к этому, т.е. добиться таких значений цепочки, что высокий уровень на выходе пропадать практически не будет при условии нахождения в зоне действия датчика теплого тела).

Одним словом, счет это устройство наиболее приемлемым для освещения лестничной площадки, где не так часто ходят люди и постоянное свечение лампы ни к чему.
На фото ниже обозначены точки подключения общего провода (GND), выход сигнала о срабатывании (Output) и шины питания (+Power ). На плате установлены два переменных сопротивления: один регулирует зону срабатывания (Sensitivity Adjust), другой задержку выключения (Time Delay Adjust).
Кроме того, имеется джампер для переключения режимов H и L.
В режиме L датчик, зафиксировав движение, выдает на выход сигнал высокого уровня. Не зависимо от того, есть в зоне обнаружения дальнейшее движение или нет, через установленное время задержки (например, 30 секунд), сигнал на выходе будет отключен.
В режиме Н сигнал на выходе исчезнет только после времени истечения задержки от момента последней фиксации движения в зоне обнаружения. Т.е., прошли через зону движения — он выключится через 30 секунд, находитесь и двигаетесь в зоне обнаружения 10 минут и выходите из нее — он выключится через 30 секунд. Пока вы ДВИГАЕТЕСЬ в зоне обнаружения – датчик не выключится.

Изучив даташит, набросал следующую схему:

Функционально устройство состоит из трех узлов:
1) самого датчика HC-SR501;
2) исполнительного устройства, состоящего из резистора R3, транзистора VT1, диода D1 и реле Р1, где R3 и VT1 служат связующим звеном между датчиком и реле. Без них нагрузочная способность датчика столь низка, что напрямую можно подключить лишь светодиод;
3) безтрансформаторного блока питания, где R1 необходим для снижения пускового тока (зачастую им можно пренебречь), конденсатор С1 с номиналом от 0,47 – 0,68 мкф с рабочим напряжением минимум 250 вольт обеспечивает на выходе ток до 0,05А, R2 необходим для разрядки конденсатора С1 после отключения устройства от сети. Для чего диодный мост всем известно. Фильтрующий конденсатор следует выбирать с рабочим напряжением не менее 25 вольт. Ну, и наконец стабилитрон устанавливает напряжение на выходе блока питания на уровне 12 вольт. Выбор стабилитрона именно на 12 вольт обусловлен с одной стороны диапазоном питания датчика от 3 до 20 вольт, с другой рабочим напряжением реле – 12 вольт.
Тразистор структуры NPN – 2N3094, ВС547, КТ3102, КТ815, КТ817 и т.д. и т.п.
Реле с практически любым сопротивлением катушки, напряжением коммутации 250 вольт и током 3 ампера, что даст возможность безболезненно коммутировать нагрузку мощностью в несколько сот ват.
На выходе получилось нижеследующее:







Корпусом для устройства послужил обрезок кабельного канала. Боковые стенки просто заклеил белым скотчем, оставив щель для вентиляции на торцах.
После установки и подачи напряжения питания 220 вольт, датчик в течении 20-30 секунд калибруется, после чего полностью готов к работе.
Джампер выставлен в режим Н, время задержки выключения установил 5 секунд.
Кроме всего описанного у датчика есть еще две «скрытые» возможности — предусмотрены места для установки температурного и фотоэлемента, что даст возможность срабатывания по достижению определенной температуры и темного времени суток. Такой апгрейд за ненадобностью не делал, но кому-то может понадобиться.
За небольшие деньги удалось получить надежное и весьма полезное устройство, работой которого весьма доволен и нареканий не имею…
Файл платы (версия №2 — подключается 220В и лампа) по ссылке
cloud.mail.ru/public/AijR/Fvp9w9GQE