Как подключить бесконтактный датчик AR-G18-3C5PC?

Содержание

Схема подключения нескольких датчиков движения

К GSM-термометру можно подключить до 5 проводных датчиков без внешнего источника питания (т.е. с питанием от GSM-Термометра). При использовании внешнего источника питания для датчиков движения, к GSM-термометру можно подключить более 5 датчиков движения, при условии, что будут соблюдены номинальные параметры силы тока и напряжения для каждого датчика (12-20 мА, 12В постоянного тока – т.е. например, внешний блок питания имеет силу тока 2А и напряжение 12В, таким образом, к нему можно подключить 2А/20мА = 100 датчиков). Также при подключении следует учитывать длину линии питания.

Питание ко всем датчикам подключается параллельно (Рис.3); шлейф на реле датчика подключается последовательно от одного реле к другому и т.д.

Рисунок 3 – схема подключения нескольких датчиков движения

В нормальном состоянии (на объекте нет движения) контакты всех датчиков замкнуты. Шлейф сигнализации не нарушен. При срабатывании, если хотя бы один датчик вызовет размыкание своих контактов реле, нарушается целостность шлейфа сигнализации и соответственно GSM-термометр, к которому подключены датчики, переходит в состояние тревоги. Также режим тревоги будет активирован при обрыве провода от GSM-Термометра к датчику.

Более подробное описание команд управления выходами и способы настройки событий дискретных входов представлено в руководстве по эксплуатации GSM-термометра Т1 п.22.Команды управления выходами, стр.18 и п.23.Настройка событий дискретных входов, стр.20.

Расположение элементов

Расположение контактов и разъемов влияет на простоту сборки.

Многие пилоты смотрят только на технические характеристики полетных контроллеров и упускают важность дизайна/компоновки элементов. Хорошие пример — CLRacing F7 и Kakute F7

Два отличных полётника, с уверенностью могу их порекомендовать, но глядя только на компоновку скажу, что CLRacing F7 однозначно выигрывает, все контактные площадки расположены по краям платы и сгруппированы по выполняемым функциям. Контакты на Kakute скучкованы, в результате легко получить комок проводов

Хорошие пример — CLRacing F7 и Kakute F7. Два отличных полётника, с уверенностью могу их порекомендовать, но глядя только на компоновку скажу, что CLRacing F7 однозначно выигрывает, все контактные площадки расположены по краям платы и сгруппированы по выполняемым функциям. Контакты на Kakute скучкованы, в результате легко получить комок проводов.

Полетный контроллер CL Racing F7

Полетные контроллер Kakute F7

Это дело вкуса, а он у всех разный.

Гироскопы (Gyro), инерциальная навигация (IMU)

Цель датчиков на ПК определить ориентацию коптера в пространстве и отследить его движения. Микросхема с датчиками (IMU) содержит как гироскопы, так и акселерометры.

Самые часто используемые полетные режимы Betaflight — это, наверное, Acro (акро, или ручной режим) и Angle (самовыравнивание). В акро режиме используются только гироскопы, а в Angle и гироскопы, и акселерометры.

А т.к. большинство пилотов FPV дронов летают в Acro, то акселерометры часто просто отключаются в настройках Betaflight, это позволяет сэкономить вычислительные ресурсы. По этой же причине под инерциальной навигацией обычно подразумевают только гироскопы (gyro).

Наиболее популярные гироскопы, используемые в полётниках:

IMU	Способ подключения, шины	Макс. частота сэмплирования
MPU6000	SPI, i2c	8K
MPU6050	i2c	4K
MPU6500	SPI, i2c	32K
MPU9150*	i2c	4K
MPU9250*	SPI, i2c	32K
ICM20602	SPI, i2c	32K
ICM20608	SPI, i2c	32K
ICM20689	SPI, i2c	32K

* MPU9150 — это MPU6050 со встроенным магнитометром AK8975, а MPU9250 — это MPU6500 с тем же магнитометром.

Выяснить тип можно взглянув на маркировку микросхемы, вот для примера популярный вариант Invensense MPU-6000.

Гироскопы и акселерометры на полетном контроллере

Выбор гироскопов: что лучше высокая частота опроса или шум?

У IMU есть две основные характеристики: максимальная частота сэмплирования и насколько полученные данные будут зашумлены (механическими вибрациями и электрическими помехами).

В настоящее время очень часто используют микросхему MPU6000, которая поддерживает частоту опроса до 8k, и обладает (неоднократно проверено) хорошей устойчивостью к разного рода шумам и помехам. Главное стараться избегать MPU6500 и MPU9250, хотя у них больше рабочая частота, но и уровень шумов тоже значительно выше.

Учтите, что разные серии гироскопов ICM имеют разные характеристики. ICM20689 — один из худших вариантов, легко восприимчив к шуму, да и с надежностью проблемы. Если приходится выбирать из ICM, то берите модель 20602.

В последнее время появляется всё больше и больше ПК с гироскопами на отдельной плате с антивибрационной развязкой (кусок поролона, чтобы снизить вибрации от моторов).

Антивибрационное крепление гироскопов на ПК Kakute F4

Обновление (окт 2019). Начиная с версии Betaflight 4.1 нет поддержки частоты 32кГц, так что если вы используете гироскопы ICM с Betaflight, то looptime будет не больше 8кГц.

Скорость работы гироскопов — это палка о двух концах: если питание чистое, и шумов нет, тогда серия ICM на 32k будет работать лучше, чем MPU6000. Однако, если регуляторы и моторы начнут генерировать помехи, а коптер вибрирует, тогда ICM хуже, чем MPU6000.

Несколько советов как крепить ПК с демпферами (антивибрационное крепление) и использовать конденсаторы для фильтрации помех по питанию.

i2c или SPI?

i2c и SPI — это названия шин для подключения гироскопов к процессору. Выбранная шина может ограничить частоты опроса гироскопов и ограничит looptime.

Лучше всего использовать SPI, т.к. она позволяет работать с бОльшими частотами, чем i2c, у которой лимит в 4k. Практически все современные ПК используют SPI.

Схема включения датчика движения с выключателем

Эта схема
является наиболее универсальной. В ней используется обычный одноклавишник.

Многие
спросят: «У него же всего два контакта и два провода, а у датчика три. Куда
девать лишнее?» Все очень просто, достаточно подключить его параллельно.

То есть, фазу от питающего автомата, нужно
сразу завести не только на датчик, но и на одноклавишный выключатель света.
Второй провод с одноклавишника присоединяется к контуру освещения, то есть к
выходному проводнику с датчика.

Выглядит это
следующим образом.

Теперь вы сможете включать и выключать светильники в любое время, в независимости от того, день у вас или ночь, есть движение в зоне действия девайса или нет, исправен он или сломан.

Кстати, если установить выключатель не параллельно, а последовательно в схему, то есть после него, дабы фаза разрывалась до датчика, вы столкнетесь с не совсем очевидной проблемой.

Казалось бы,
такой вариант наиболее хорош. Всю схему можно полностью отключить от
напряжения, а при необходимости ее включить и тут же запустить свет. Но дело в
том, что при полном обесточивании и последующей подачи напряжения, лампочка не
загорается сразу.

Сколько бы
вы не прыгали перед датчиком и не махали руками. Ему нужно определенное время,
дабы просканировать всю площадь на наличие объектов. У многих моделей на это
уходит по 10-20 секунд.

А вы тем временем будете стоять в темноте и терпеливо ждать света. Согласитесь, что это не очень удобно.

Подключение датчика движения

На плате датчика имеются клеммы для подключения к охранной панели. Во всех модификациях проводных охранных датчиков есть клеммы для подключения источника питания. В большинстве случаев для питания датчика требуется источник постоянного тока, напряжением 9-14 вольт. Ток потребления составляет 12-20mA. Маркировка клемм питания разнится в зависимости от производителя.

Клемму для подключения положительного вывода источника питания обозначают +12В либо +12V или «+». Отрицательный вывод обозначают GND, ОБЩ, –12в, либо «-». Для подключения шлейфа сигнальных проводов, на плате имеются клеммы, которые могут называться РЕЛЕ, ШЛ, RELAY, OUT. Обратитесь к инструкции на датчик для определения клеммных подключений.

У датчиков может иметься опция отключения встроенного индикатора, (обычно с помощью перемычки, либо микропереключателя). После настройки желательно отключить индикатор, для того чтобы, злоумышленник не смог определить зону контроля датчика, и его “мертвые зоны” если таковые имеются. Кроме этого, на плате может иметься перемычка либо потенциометр, при помощи которого можно настроить чувствительность детектора движения.

Установите датчик и проложите провода от датчика до GSM-термометра согласно инструкции по монтажу (инструкция поставляется с комплектом для ИК-датчика движения).

Проводной ИК-датчик подключается согласно принципиальной схемы, представленной на Рис.2.

Питание 4-х проводного датчика (12В) подключается к Выходу №3 на GSM-термометре Т1:

+12В датчика движения соединяется с клеммой 9 на приборе (Рис.2);
Общий провод датчика подключается к клемме 10 (Рис.2);

Шлейф от датчика подключается к дискретному входу №1 или №2 GSM-термометра:

Основной контакт реле датчика подключается к общей клемме 10 (Рис.2);
Контакт NC реле датчика подключается к дискретному входу №1 или №2 – клеммы 2 и 3 на GSM-термометре (Рис.2)

Рисунок 2 – схема подключения 4-х проводного ИК-датчика движения к GSM-термометру «Телеметрика Т1»

Для активации датчика необходимо включить питание Выхода №3 на GSM-термометре с помощью команды 1 :

ВЫХОД˽ВКЛ˽3

Затем необходимо настроить события дискретного входа №2 или №3 (в зависимости от подключения)²:

ВХОД˽СОБ

ПРИМЕР: Срабатывание по входу 1.

команда настройки событий по входу
номер входа
настройка входа на замыкание (-) или на размыкание (+)
дозвон по номеру 1 из списка
отправить СМС на номера 1,2,3 из списка
номер события (уникальный идентификатор события)

Повторная отправка команды с тем же идентификатором, но с другими параметрами, приведёт к перезаписи события.

Прочие функции

Blackbox (черный ящик): чип флэш-памяти или MicroSD карточка?

Данные черного ящика (англ.)

Есть два способа записать и сохранить данные черного ящика: на чип флэш-памяти, установленный на плате ПК или на MicroSD карточку, вставленную в слот.

Чип памяти дешевле, но как правило он имеет небольшую ёмкость и хранит относительно немного данных. Обычно 10 — 20 минут полетного времени (в зависимости от частоты запрашиваемых данных). Кроме того, загрузка данных с этого чипа идет довольно медленно, может уйти до 5 минут времени на загрузку лога длиной всего 1 минуту.

ПК со встроенным слотом для MicroSD карточек, позволяют хранить данные неделями, без необходимости очистки свободного места. Кроме того, чтение логов очень быстрое.

Логи черного ящика больше нужны опытным пилотам, для диагностики почти незаметных проблем с летными характеристиками; и для гонщиков, старающихся выжать всё возможное из своего коптера. Для обычных хоббийщиков он, возможно, и не нужен.

Кстати, есть еще третий вариант — можно купить внешний логгер (Open Logger) со слотом для microSD и подключить его через свободный UART к ПК.

Типы разъемов

Три основных типа разъемов на полетных контроллерах:

Пластиковые разъемы типа JST
Контактные площадки («пятаки») для пайки проводов
Сквозные отверстия

Пластиковые разъемы менее надежны, но при этом позволяют быстро отключать/подключать кабели. Контактные площадки более крепкие, но есть риск их перегреть при пайке, и тогда они отслоятся от платы. Наиболее универсальный вариант — сквозные отверстия: можно припаять провода или штыревые разъемы.

Совет: как выпаять штыревые разъемы (англ)
Совет: как восстановить отслоившиеся контактные площадки (англ)

BEC (стабилизатор напряжения)

В большинстве полётников уже есть стаб на 5 вольт. В некоторых есть и на 9, и 12 вольт (или на какое-нибудь другое напряжение). Эти стабилизаторы часто называют BEC (battery eliminator circuit).

Несмотря на то, что значительную часть FPV оборудования (камеры, видеопередатчики) можно подключать напрямую к литиевому аккумулятору, я считаю, что изображение будет лучше, если питать их через стабилизатор.

Подробнее про подключение FPV оборудования для минимизации помех (англ).

Кнопка boot (активация загрузчика)

Нажатая кнопка boot при подаче питания переводит процессор полетного контроллера в режим загрузчика (bootloader mode). В этом режиме можно обновить прошивку, даже если стандартные программы этого сделать не могут.

У многих ПК есть два контакта которые нужно закорачивать для этой цели. Но гораздо приятнее, когда стоит кнопка.

Слева кнопка загрузчика, справа — контакты для этой же цели

Датчик движения работает неправильно — ошибки подключения

Ложные
срабатывания нередко происходят при воздействии посторонних факторов. Например,
при неправильном размещении датчиков вблизи нагревательных элементов или на
улице, недалеко от деревьев.

При ветре и
движении веток, прибор будет срабатывать и каждый раз запускать освещение. Но
иногда подобное случается по причине неисправности внутренних компонентов.

Чтобы выяснить что же виновато в ложных срабатываниях, просто заклейте непрозрачной изолентой чувствительное окошко.

Если это ничего не изменит и прибор по прежнему будет самопроизвольно запускаться, тогда он однозначно вышел из строя и его пора менять.

С точки
зрения логики работы устройства, без разницы куда вы подключите фазу, а куда
ноль. Но с точки зрения безопасности, разрываться должен именно фазный
проводник.

То же самое
правило действует и при подключении любого патрона светильника.

Поэтому
здесь все делается аналогично. Заводите фазу именно на ту клемму, куда
предписано инструкцией.

Подобное может происходить при направлении постороннего луча света, от рядом расположенного светильника в чувствительный элемент.

Например, ближайшая лампочка накаливания, при отключении будет затухать не моментально, а постепенно. И ее нить остывая, по прежнему будет излучать инфракрасные волны.

Эти волны
уловит инфракрасный датчик и сработает на них, вновь запустив освещение. И так N-ое количество раз до бесконечности.

Поэтому
смотрите, чтобы свет от лампочек не бил напрямую в сам датчик, либо они
находились от него на удаленном расстоянии. Из-за этого их зачастую и прячут непосредственно
под корпусом светильника.

Вы должны не
забывать, что есть модели потолочные, а есть настенные.

У обоих устройств
диаграммы работ несколько отличаются. Угол обзора у них разный, а значит и
работать они будут не так как вы изначально планировали, порой включаясь в
самые неподходящие моменты.

Нельзя
ставить датчики движения направленные на окна, кондиционеры или монтировать их
на улице в сильно продуваемых местах.

Инфракрасный
фотоприемник расположенный внутри, чутко реагирует на любое тепловое излучение.
А значит сквозняк или ветер, привнося холодный воздушный поток, запросто могут
изменить интенсивность ИК-излучения в зоне действия прибора.

Он будет
срабатывать от каждого такого порыва, даже если поблизости нет движения и
человека. А еще он может срабатывать от бликов на стекле окна или отражении
солнышка в лужице.

Некоторые даже сталкивались вот с такой редкой проблемой. Датчик смонтирован в гипсокартонную стену, внутри которой, по тем или иным причинам, периодически появляется тяга и перемещение теплых потоков воздуха снизу вверх.

Так вот,
даже на такую казалось бы не очевидную вещь, эта штука может иногда
срабатывать.

Дело в том,
что это не просто прозрачное стеклышко, как многие думают. Это линза Френкеля.

Она специальным образом фокусирует ИК излучение за счет вогнутых сегментных зеркал.

А если у вас будет на внешней стороне грязь или вы случайно уроните корпус и на нем появится трещинка, то прибор начнет работать некорректно.

Источники — https://cable.ru, Кабель.РФ

1Описание, принцип действия и схема радара RCWL-0516

Датчик представляет собой модуль размером 35.9×17.3 мм и практически плоский, за исключением микросхемы BISS0001 (аналог RCWL-9196) на лицевой стороне и линейного стабилизатора напряжения 7133-1 на обратной. Благодаря линейному стабилизатору модуль можно питать напряжениями от 4 до 27 В, которое подаётся на вывод VIN. Внешний вид модуля приведён на фото.

Верхняя сторона датчика RCWL-0516

Обратите внимание, что вывод 3V3 – это не вход питания, а выход линейника! На него подавать ничего не нужно. Можно с него брать напряжение 3.3 В (потребители до 30 мА)

Микросхема BISS0001 – это т.н. PIR-контроллер. Аббревиатура PIR происходит от Passive Infra-Red, т.е. пассивный инфракрасный детектор. Дело в том, что изначально микросхема разрабатывалась как контроллер именно для инфракрасных детекторов движения.

Нижняя сторона датчика RCWL-0516

Датчик RCWL-0516 работает на эффекте Доплера. Напомню, эффект Доплера – это изменение частоты отражённой волны при движении наблюдаемого объекта. Модуль постоянно излучает в пространство радиоволновое излучение определённой частоты (около 3150 МГц). Отражаясь от объекта, волна возвращается и фиксируется датчиком. Если её частота несколько изменилась, значит, объект находится в движении.

В случае обнаружения движения датчик выставляет на выходе OUT логическую единицу (3.3 В). Причём датчик может работать в двух режимах: перезапускаемом (retriggerable) и неперезапускаемом (non-retriggerable).

перезапускаемый режим – датчик будет держать на выходе OUT логическую единицу так долго, сколько будет фиксировать движение;
неперезапускаемый режим – датчик будет держать на выходе OUT логическую единицу установленное время (от 2 до 300 секунд).

Режим задаётся так. Если на входе «1» микросхемы BISS0001 логическая единица – режим перезапускаемый, если логический ноль – неперезапускаемый. В данном модуле на входе «1» микросхемы 3.3 В, т.е. он работает в перезапускаемом режиме.

Для регулировки времени срабатывания триггера (времени удержания импульса на выходе OUT) служит место для конденсатора C-TM. Без установленного конденсатора время срабатывания триггера – 2 сек. Добавление ёмкости повысит длительность импульса триггера.

После срабатывания триггера датчик на некоторое время «слепнет». Такой же эффект происходит сразу после включения. Поэтому после включения датчику нужно дать время (обычно до 10 секунд) чтобы «успокоиться» и настроиться на окружающую обстановку.

Для регулировки дальности обнаружения датчика служит место для резистора R-GN. По умолчанию датчик настроен на максимальною дистанцию обнаружения 7…9 м. Добавление резистора сопротивлением 1 МОм снизит дистанцию примерно в 1.5…2 раза.

Вывод CDS соединён с выводом 9 микросхемы BISS0001, который позволяет отключить датчик (активация/деактивация). К этому выводу в параллель (на место CDS в углу платы на лицевой стороне модуля) можно подключить фоторезистор, который будет включать датчик только в тёмное время суток. А пока освещения достаточно, его сопротивление маленькое, и радиоизлучатель будет выключен. С помощью резистора на месте R-CDS можно регулировать порог срабатывания фоторезистора. Если же просто «посадить» выход CDS на землю, то датчик будет неактивен.

В приложении к статье можно скачать принципиальную схему и описание детектора RCWL-0516. Они сделаны для более ранней модификации данного модуля, но практически идентичны, за исключением нескольких деталей. Так, например, на схемах отсутствует линейный стабилизатор напряжения на входе питания. Но в измерительной части всё соответствует рассматриваемому устройству.

В документации приведена рекомендация по размещению датчика RCWL-0516. Датчик крепится на потолке помещения на высоте не более 7 метров.

Пример размещения датчика RCWL-0516 внутри помещения

Буквой L обозначен радиус действия радара. Естественно, это всё довольно условно, т.к. диаграмма направленности планарной антенны (а это именно тот тип антенны, который применяется у нас в датчике) несколько сложнее, чем полусфера, и она излучает в разных направлениях с разной мощностью. Но главная идея в том, чтобы обзор датчика был как можно шире, а перпендикуляр, проведённый из центра датчика, был направлен в центр области, которую необходимо контролировать.

Проверяем питание

В датчике движения входное питание 220В преобразуется в постоянное напряжение, необходимое для питания схемы. Как правило, это напряжения 8, 12, 15, 24 В в разных сочетаниях, в зависимости от схемы.

Все напряжения измеряем относительно нуля. Точка, где можно взять ноль – например, минус электролитического конденсатора на выходе диодного моста.

В данном случае нужно для начала проверить напряжение +24В (см. схему в начале статьи). Если его нет, надо проверять ограничительные (гасящие) элементы перед диодным мостом, и сами диоды.

Возможно, что последующая схема “гасит”, или подсаживает питание. Чтобы убедиться в этом, надо отключить последующую схему от схемы питания.

Так же проверяем и низкое напряжение +8В, которое используется для питания цепей операционных усилителей.

Если его нет, проверяем цепи до него (наличие +24В), цепи стабилизации (стабилитрон), пробно отключаем нагрузку.

Схемы датчиков движения

Схема датчика выглядит примерно так.

Схема датчика движения LX-02 и аналогов

Вот ещё подобная схема, но более простая. Это схема охранного датчика. Выражаю благодарность источнику – www.guarda.ru.

Датчик движения. Схема 2

В различных моделях датчика схема может незначительно изменяться, но принцип работы один. Коротко его можно описать так.

Сигнал с пиродатчика (чаще всего применяется 1vy7015) поступает на усилитель, далее работает компаратор, с выхода которого сигнал через транзистор идет на катушку реле. Реле своими контактами включает-выключает нагрузку.

Третья схема приведена в конце статьи.

UART (последовательные порты)

UART расшифровывается как Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, что означает асинхронный последовательный порт.

UART — это, как правило, аппаратный последовательный интерфейс, который позволит вам подключить разные внешние устройства к полетному контроллеру. Например, приемник, телеметрию, транспондер для гонок, управление видеопередатчиком и т.д.

У каждого последовательного порта два контакта: TX — для передачи, RX — для приема. Запомните, TX на периферийном устройстве подключается к RX на полетном контроллере и наоборот!

Пример: на полётнике есть UART3 (контакты R3 и T3) и UART6 (контакты R6 и T6). Вы можете назначить им задачи на вкладке Ports в Betaflight конфигураторе.

Количество последовательных портов в полетном контроллере

Возможно, вам потребуются (а может и нет) дополнительные последовательные порты, чем больше свободных есть, тем проще будет в будущем.

Количество портов зависит от дизайна платы и используемого процессора. Например, на ПК с F1 обычно только 2 порта, у F3 и F4 может быть от 3 до 5, а у F7 — шесть или даже 7.

F1	F3	F4	F7
2 порта	3-5 портов	3-6 портов	6-7 портов

Инвертирование сигнала последовательного порта

Процессоры F3 и F7 могут инвертировать сигнал встроенным инвертором, а F1 и F4 — нет.

Сигналы Frsky SBUS и SmartPort являются инвертированными, поэтому владельцам ПК на F3 и F7 повезло, такие данные понимаются без проблем (F3 и F7 — более новые серии процессоров, подробнее тут).

Однако, более старые процессоры, типа F1 и F4 требуют наличия внешнего инвертора сигнала, который и подключается к соответствующему последовательному порту. Для удобства пользователей некоторые ПК на F4 уже имеют схемы для инверсии сигналов SBUS и SmartPort, так что приемник подключается напрямую к ПК. Если встроенного инвертора нет, то вам придется использовать одно обходных решений, например, программную эмуляцию последовательного порта (soft serial) или найти неинвертированный сигнал на приемнике.

Если портов не хватает, можно использовать программную эмуляцию (soft serial) чтобы «создать» ещё больше портов. К сожалению, эмулируемые порты работают медленнее аппаратных (нельзя выставить большую скорость) и не подходят для важных задач, где требуется быстрая реакция, например не подойдут для работы с приемниками. Ну и, конечно, программная эмуляция требует довольно много ресурсов процессора.