Инфракрасный датчик движения HC-SR501

В этой статье приводится описание основных характеристик и принципов работы готового ИК датчика HC-SR501, который можно использовать как с ардуино так и отдельно.

Самое главное преимущество этого датчика на мой взгляд - это цена на алиэкспрес я его приобрел за 42 рубля с бесплатной доставкой в 2016г .
Вторым его преимуществом является простота подключения и использования, так как он не содержит ни каких интерфейсов и имеет всего три контакта (питание,общий и выход).

В режиме "H" на выходе появляется логическая единица (+3,3 вольта) что позволяет подключить датчик даже начинающему радиолюбителю.

Основные характеристики
 

• Размеры: 3,2 см х 2,4 см х 1,8 см (примерно)
• Чувствительности и времени задержки может быть отрегулировано
• Рабочее напряжение: DC  4.5V - 20V
• Ток:  < 60 мA
• Выходной сигнал:    высокий / низкий уровень (0 или 1), сигнал: 3,3 В  TTL-уровень
• Дальность обнаружения:   3 - 7 Метра (регулируется потенциометром )
• Угол обнаружения:    120-140 ° (зависит от установленной линзы Френеля)
• Время задержки срабатывания:    5-300 секунд (регулируется потенциометром, по умолчанию 5 с -3%)
• Блокировка до следующего измерения: 2,5 секунды (можно изменить перепояв smd )
• Рабочая температура: -20 - 80 ° C
• Режим работы:  
  • Режим H — в этом режиме при срабатывании датчика несколько раз подряд на его выходе (на OUT) остается высокий логический уровень.
  • Режим L — в этом режиме на выходе при каждом срабатывании датчика появляется отдельный импульс.

Внешний вид датчика движения

На фото выше датчик с обоих сторон и со снятой линзой Френеля.
Для настройки режимов работы на модуле имеются два потенциометра и перемычка их назначение думаю понятно с фото ниже:

Модернизация  HC SR501

- Об регулировке блокировка до следующего измерения (2,5 сек.)
Как уже говорилось выше в основных характеристиках время блокировки можно изменить заменой smd ,
его сопротивление по умолчанию 1 МОм, на схеме ниже он обозначен R14 (между 5 и 6 ножками микросхемы)
Сопротивление можно немного уменьшить для увеличения быстродействия, к примеру замена этого резистора на 220 кОм уменьшает задержку в 5 раз, но будьте осторожны чрезмерное быстродействие может привести к тому что датчик будет включаться сразу после попытки выключения, такой эффект наблюдался уже при 100 - 180 кОм  

- Фоторезистор в HC-SR501
Помимо стандартных органов чувств пироэлектрического датчика на плате hc SR501 можно еще установить фоторезистор. Часто свободные контакты на плате для подключения имеются. На схеме ниже его контакты обозначены как RL. При подключении фоторезистора устройство будет работать только в темноте. При освещенном фоторезисторе, его сопротивление мало,  и напряжение на входе А3 микросхемы DA1 будет недостаточным для включения устройства.
Регулировать порог включения можно подключив параллельно резистору R9 подстроечный резистор. желательно подключить через сопротивление в 100 - 200 Ом чтоб не допускать замыкания при малых сопротивлениях фоторезистора.
Вроде бы все понятно, кто не понял спрашивайте в комментариях.

- Датчик шума в HC SR501
Возможно немного лишнее но возможность такая есть - подключение датчика шума от того же arduino.
Сигнальный провод через последовательно соединенные резистор в 10 кОм с конденсатором 10 мкф подключают к 13 ножке микросхемы DA1 (смотри схему)                                          
Сам датчик шума лучше запитать от стабильного источника 3,3 -5 вольт, можно взять питание с стабилизатора 
в HC-SR501 (7133) - микросхема DA2.

- (термистор) в HC-SR501
По некоторым данным к контактам RT ик датчика подключается терморезистор параллельно к R8,
О назначении его в интернете информации я не нашел. Поскольку это цепь  между первой и второй ступенью усиления и сопротивление R8 на прямую влияет на чувствительность датчика, можно предположить что терморезистор должен обеспечить сработку датчика при пожаре или просто является элементом термостабилизации что на мой взгляд мало вероятно. 
 В общем и новый датчик заказаны (старый уже светом управляет) , придут опробую и опишу что по чем и зачем.
 Если у вас есть ответ можете написать в комментариях.
 

 HC SR501

Схема может отличатся от приведенной но очень не значительно.
Напряжение питания через защитный диод VD1 подается на микросхемный стабилизатор напряжения
HT 7133−1.
С1 — фильтрующий. Пироэлектрический датчик питается от  стабилизатора напряжения  через дополнительный  RC  фильтр, состоящий из  резисторов  R3, R4 и конденсатора С4. С выхода пироэлектрического датчика через резистор R2 сигнал поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя А1, вывод 14 микросхемы DA1. Резистор R2 является частью П — образного фильтра — С2, R2 и С5. Микросхема DA1 является специализированной микросхемой и по всей вероятности китайским детищем, потому как документация на нее на китайском языке. Схема DA1 из документации показана на рисунке 2, а типовая схема включения на рисунке 3. Кроме операционных усилителей и некоторых ячеек логики трудно что-либо понять. Но нам многого и не надо.
 

И так, усиленный ОУ А1 сигнал датчика, вывод 16 DA1, через разделительный конденсатор С6 ирезистор R8 поступает на инвертирующий вход второго усилителя А2, вывод 13 DA1. Конденсаторы С7 и С9 по всей видимости, корректирующие, а резистор R10 — резистор обратной связи, от величины которого зависит коэффициент передачи данного усилителя. Коэффициент усиления А1 равен R10/R5. Коэффициент усиления ОУ А2 равен отношению суммы сопротивлений R6,R7 и сопротивления резистора R8. Kус = (R6 + R7)/R8. Резистор R7 подстроечный, что дает нам возможность регулировать чувствительность схемы. Другими словами, можно регулировать расстояние от датчика до объекта, на котором произойдет появление сигнала на выходе устройства. Вывод 9 DA1 подтянут к напряжению питания. С помощью его можно производить включение и выключение схемы. Если этот вывод соединить с общим проводом, то выходного сигнала на выводе 2 не появится. К разъему RL можно подключить фоторезистор, тогда устройство будет работать только в темноте. При освещенном фоторезисторе, когда его сопротивление мало, то и напряжение на входе А3 микросхемы DA1 будет недостаточным для включения устройства. Регулировать порог включения можно подстроечным резистором, подключенным параллельно резистору R9.

     Микросхема DA1 имеет внутренний таймер. С помощью этого таймера можно выставлять время действия выходного сигнала на выводе 2. Времязадающей цепью этого таймера является резисторы R13, R15 и конденсатор С10. Регулировку времени производят резистором R15. Уровень логической единицы соответствует напряжение, равное двум вольтам, так что в некоторых случаях возможно потребуется согласующий каскад для работы с другими блоками. Ток потребления схемы очень маленький и равен всего 0,06 мА.

Проверка датчика

Проверить работу датчика очень просто, собрав на макетной плате простую схему. В качестве индикатора здесь используется обычный светодиод, с токоограничивающим резистором в 180 Ом, как показано  на рисунке ниже.

Купить датчик можно HC-SR501   здессь .

Звуковые модули я беру  здесь.