Датчики приближения

Как включить датчик приближения

Датчик на мобильных устройствах включён по умолчанию, но в отдельных случаях его нужно активировать вручную, например, если модуль был случайно отключён. Для этого выполняем следующие шаги:

• Идём в настройки устройства.
• Переходим в «Системные приложения».
• Выбираем «Телефон» – «Входящие вызовы».
• Ищем строчку «Датчик приближения» и активируем функцию.

В различных версиях ОС Android и прошивках нахождение, наименование и способ активации модуля могут отличаться. Например, включить его можно из меню вызовов, куда переходим нажатием иконки трубки, как при наборе номера. Далее открываем настройки в опциях меню, выбираем «Входящие вызовы» и здесь в строке «Датчик приближения» перемещаем тумблер в активное положение или отмечаем галочкой. В старых версиях Android функция находится в разделе «Вызовы» и носит название «Отключать экран во время вызова».

Некоторые устройства не позволяют управлять датчиком приближения, несмотря на наличие сенсора, тогда можно применить сторонний софт, суть работы которого заключается в управлении опциями смартфона.

Тускло горит или мигает после выключения

Иногда бывает, что светодиодный прожектор тускло светит или помигивает даже в выключенном состоянии. В чем может быть причина такого, казалось бы, невероятного события: напряжения нет, а осветительный прибор горит в полнакала?

В цепи стоит датчик движения

Существует множество типов датчиков движения для различных источников света. Для ламп накаливания, к примеру, чаще всего используются датчики с двухпроводным включением. То есть датчик и прожектор соединены последовательно и подключены к сети 220 В.

Схема подключения двухпроводного датчика движения

Здесь, если выключатель S1 включен, то напряжение на прожектор подается напрямую, и он всегда горит. Размыкаем выключатель, в работу включается датчик движения В1. Но он для своей работы требует питания, которое получает от сети через подключенный к нему светильник. При использовании с лампами накаливания или галогенками проблем не возникнет, но со светодиодами дело обстоит иначе.

Итак, ток питания датчика, протекающий через прожектор, невелик, но он постепенно заряжает сглаживающий конденсатор его драйвера. Как только зарядится полностью, драйвер запустится и зажжет светодиод. Конденсатор быстро разряжается, и прожектор тут же гаснет. Произошла вспышка. Далее процесс повторяется.

Важно! Аналогичный эффект может вызывать и «правильный» датчик движения, если он неправильно подключен. Стоит перепутать ноль с фазой при плохой проводке, как прожектор начнет периодически помигивать, а то и засветится (см

раздел «Проблемы с проводкой или неверное подключение»).

Выключатель с подсветкой

Нередко в домах устанавливаются выключатели с подсветкой. Удобно – не нужно искать клавишу на ощупь в темное время суток.

Но светодиодный прожектор с таким выключателем тоже будет помигивать. Причина та же, что и с двухпроводным датчиком движения. Неоновой лампе или светодиоду нужна энергия, которая будет поступать на них через прожектор и токоограничивающий резистор R1. В результате будет происходить зарядка конденсатора, за которой следует вспышка.

Проблемы с проводкой или неверное подключение

Как известно, согласно ПУЭ, выключатель должен включаться в разрыв фазного провода.

Во-первых, это безопасно – стоит разомкнуть выключатель, и светильник будет полностью обесточен – на нем не будет «висеть» фаза. А во-вторых, неправильное подключение фазы и нуля тоже, как это ни странно, вызовет мигание выключенного светодиодного прожектора. Почему? Дело в токах утечки по нулевому проводу, который идет от прожектора до выключателя. Сырые стены, нарушение изоляции, влажная распредкоробка. Утечка невелика, но ток будет, а значит, будет заряжаться и конденсатор драйвера.

Важно! Если проводка старая, с большими участками поврежденной изоляции, то тока утечки даже может хватить для запуска драйвера, и прожектор будет светиться. Причем при высокой влажности даже довольно ярко

Как решить эту проблему?

Можно ли решить все вышеперечисленные проблемы? Если выключатель стоит в разрыве нуля, то нужно собрать правильную схему, подключив его в разрыв фазного провода. Это можно сделать в распредкоробке. То же самое и с трехпроводным  датчиком движения. Если поменять ноль с фазой на выключателе затруднительно или вовсе невозможно, то можно воспользоваться схемой, приведенной ниже, использовав реле переменного тока с напряжением обмотки 220 В и установив его рядом с прожектором.

С двухпроводным датчиком дело обстоит несколько сложнее. Можно попробовать зашунтировать светодиодный прожектор бумажным конденсатором емкостью 0.5-1 мкФ и с рабочим напряжением не ниже 400 В. Конденсатор должен быть неполярным. В ряде случаев это помогает, но лучший вариант – просто не использовать двухпроводной датчик движения.

Выключатель с подсветкой – тут два варианта: снять клавишу и просто отключить лампочку или светодиод подсветки. Если подсветка желательна, то можно воспользоваться все тем же конденсатором, зашунтировав им светодиодный прожектор.

Принципиальная схема и описание конструкции

Ключевым компонентом этой схемы является дешевый инфракрасный датчик приближения E18-D80NK. Он имеет сравнительно большой диапазон обнаружения (3–80 см) и нормально-высокий транзисторный NPN-выход логического уровня. Этот TTL-выход становится низким всякий раз, когда датчик обнаруживает препятствие. Рабочее напряжение 5 В постоянного тока.

Датчик представляет собой автономный инфракрасный датчик приближения, поэтому для работы с ним не требуется никаких внешних схем управления. Можно напрямую подсоединить слаботочное электромагнитное реле на 5 В или пьезоизлучатель к его выходу, как показано на схеме подключения. Выход может давать максимальный ток 100 мА при 5 В.

Специально для работы с датчиком E18-D80NK разработана схема сигнализации. Схема собрана вокруг 14-ступенчатого двоичного счетчика / делителя с переносом и генератора CD4060BE (IC1), который имеет 3 контакта генератора, 10 буферизованных выходов и блокирующий вход асинхронного главного сброса. Конфигурация генератора позволяет создавать схемы RC или кварцевого генератора. Как указано в документации на CD4060B, формула для установки частоты RC-генератора: F OSC = 1 / (2.2xR T xC T ). В нашем случае F OSC = 20,66 Гц. В результате частота возбуждения зуммера (Q4) составляет около 1,2 Гц, а частота мигания индикатора (Q5) – около 0,6 Гц.

Здесь вывод 7 IC1 управляет небольшим активным пьезозуммером (BZ1) через общий NPN-транзистор S8050 (T1), а вывод 5 управляет красным индикатором (LED1). Диод 1N4148 (D1), подключенный к пьезозуммеру не обязателен, но он должен быть там, если используете электромагнитный зуммер вместо активного пьезозуммера. Резистор 100 кОм (R1) является подтягивающим для главного контакта сброса IC1 (вывод 12) счетчика. Высокий уровень (H) на контакте 12 сбрасывает счетчик независимо от других условий входа.

Принцип работы схемы прост. Когда инфракрасный датчик приближения (E18-D80NK) обнаруживает объект впереди, его внутренний NPN-транзистор понижает выходной сигнал (H > L), и это действие включает генератор сигналов тревоги (CD4066BE), заземляя его контакт сброса (контакт 12) с выходом датчика.

Краткий экскурс в теорию

Сегодня мы не будем сильно углубляться в теоретические основы электротехники, а попытаемся кратко объяснить суть проблемы. Тем, кто желает более детально ознакомиться с данным вопросом, рекомендуем прочитать на нашем сайте серию статей по физике переменного электрического тока.

Штатная установка выключателя.

Приведем в качестве примера фрагмент бытовой электросети, где организовано подключение электролампы освещения и штепсельного разъема (розетки).

Обозначения:

Как известно, в однофазных цепях электрический ток (Ì) течет от фазы к нулю. В приведенном выше рисунке выключатель SW находится в разомкнутом положении, следовательно, лампа будет обесточена, в чем можно убедиться, измерив напряжение U₂. При этом на штепсельном разъеме и части сети до выключателя (отмечено красным) будет оставаться рабочий потенциал U₁, соответствующий фазному напряжению. Это штатный режим работы для данной схемы, где выключатель размыкает фазный провод.

Обратим внимание, если производить замеры индикатором напряжения, то он покажет наличие фазы на одном из контактов штепсельного разъема и ее отсутствие на обоих контактах патрона лампы

Установка выключателя на ноль

Теперь посмотрим, что произойдет, если поменять фазу и ноль местами, или, что чаще встречается на практике, установить выключатель на ноль, а не фазный провод.

Внешне такое изменение никак не проявит себя. Лампа будет так же, как и в предыдущем примере включаться и выключаться, а на контактах розетки присутствовать разность потенциалов. Но, возникают определенные нюансы, которые проявляются в виде наличия напряжения на контактах патрона и части нулевой линии между лампой и выключателем. В чем несложно убедиться, используя электрический пробник.

Такой вариант подключения несет в себе потенциальную угрозу поражения электротоком при попытке замены или ремонта светильника.

Характерно, что измерения вольтметром наличия напряжения между контактами патрона осветительного прибора не принесут результатов. Прибор покажет «0», поскольку на контактах будет один уровень потенциала фазы.

Резюмируя итоги главы можно констатировать, что неправильное подключение контактов выключателей в распределительной коробке не оказывает значимого влияния на работу электрических приборов, подключенных к розетке. Помимо этого мы выяснили о необходимости комбинированного применения измерительных приборов (вольтметра и пробника).

Что может служить ИК-передатчиком?

Чаще всего, для передачи, используются специальные светодиоды или лазеры. Для наших задач, то есть передачи по воздуху на короткие расстояния, используются ИК-светодиоды, то есть те, которые излучают инфракрасный свет. Они дешевы, компактны и просты в использовании.

Передающие (ИК) диоды работают так же, как и обычные светодиоды, которые мы рассмотрели в наших ранних статьях. Единственное отличие — это «кристалл», излучающий свет. Конечно, все это делается для того, чтобы у него была правильная длина волны. К тому же, благодаря свойствам человеческого глаза, работа этого диода для нас невидима.

ИК-светодиоды чаще всего выпускаются в двух вариантах: с прозрачной или темной (черный / темно-синий) линзой. Цвет линзы совершенно не имеет значения, темная линза не является препятствием для инфракрасного излучения. Кроме того, как и обычные светодиоды, они выпускаются в корпусах разного диаметра, например 3 и 5 мм.

Различные цвета линз ИК-светодиодов

Конкретная информация об ИК-диоде содержится в документации производителя, которую можно найти по символу диода — к сожалению, он нигде не отмечен на корпусе. Обозначение стоит поискать на сайте продавца, хотя оно не всегда указано.

В случае светодиодов этого типа стоит проверить такие параметры, как:

• длина излучаемой волны,
• максимальная продолжительная мощность,
• максимальный продолжительный ток (порядка нескольких десятков миллиампер),
• максимальный ток в импульсе (даже более 2 ампер),
• рабочее напряжение,
• угол освещения,
• размер корпуса.

Практическое использование передающих диодов отличается от светодиодов тем, что они обычно имеют импульсное питание. Передача происходит миганием с частотой несколько десятков килогерцовых импульсов с заполнением всего на несколько процентов. Проще говоря, вместо того, чтобы постоянно гореть, мы мигаем диодом очень быстро — таким образом, чтобы время свечения было намного короче, чем при выключенном диоде.

Конечно, речь идет об автоматически генерируемом сигнале, который очень и очень быстро «мигает» светодиодом (например, 36 000 раз в секунду) — мы разберемся с этим позже в этой статье.

Благодаря этому, этот элемент не успеет перегреться при питании от более высокого тока. На практике мы получаем короткие, но очень сильные световые импульсы, которых достаточно для передачи данных на расстояние. Вот почему пульт от телевизора имеет такой хороший диапазон — сильный луч света легко отражается, например, от стен и потолка и попадает в приемник.

Пример управления ИК-диодом

Параметры примерного ИК-диода могут выглядеть так:

• длина волны: 940 нм,
• максимальная продолжительная мощность: 100 мВт,
• максимальный продолжительный ток: 20 мА,
• прямое напряжение: 1,6 В,
• угол луча: 20 °,
• размер корпуса: 5 мм.

Исходя из информации в статье описывающей, что такое мощность, можно быстро подсчитать, что подключение диода к источнику постоянного питания позволит току проходить через него не более чем:

I макс = P макс / U f = 100 мВт / 1,6 В = 62,5 мА

Однако это теоретические значения, потому что в этом случае 100 мВт — это максимальная мощность, которая может излучаться на этом диоде (с учетом, например, прочности ножек, структуры диода и его соединений). Он не обязательно должен совпадать с другими максимальными параметрами диода. Вы всегда должны внимательно изучать каталожные заметки о том или ином элементе.

Как мы уже упоминали, передающие диоды рассчитаны на импульсный режим работы, в отличие от рассмотренных ранее диодов, которые обычно работают в непрерывном режиме. Предположим, что рабочий цикл составляет 10%, что является обычным значением.

Это означает, что светодиод горит 10% времени и не горит 90% времени.

Тогда допустимый ток в импульсе будет:

I max_imp = P max / (U f ⋅ k f ) = 100 мВт / (1,6 В 10%) = 625 мА

Более сильный ток означает большую интенсивность света. Мы хотим, чтобы наш пульт от телевизора работал практически из любой точки комнаты.

Такие расчеты следует рассматривать как приблизительные, поскольку для точных расчетов, необходима вольт-амперная характеристика, которую немногие производители предоставляют в своей документации. Тем не менее, на практике, такой оценки очень часто бывает достаточно.

Ультразвуковые датчики приближения

Когда требуются большие расстояния, например обнаружение автомобиля перед воротами гаража, подойдут ультразвуковые датчики. Они обнаруживают всевозможные объекты на расстоянии до нескольких метров. Основой измерения является время пролета ультразвукового импульса, испускаемого передатчиком, который отражается от целевого объекта и принимается приемником.

Зная скорость распространения ультразвука расстояние можно рассчитать. В представленном примере время прохождения сигнала составляет 3 мс. Для воздуха при 21 C скорость звука составляет 343 м / с, поэтому общее расстояние до объекта составляет 60 см.

MatBotix MB1634-000 – ультразвуковой датчик приближения с дальностью до 5 м, питаемый напряжением от 2,5 до 5,5 В. Он обеспечивает на выходе аналоговый сигнал, сигнал ШИМ или может передавать цифровые данные последовательно с уровнями напряжения TTL. Имеет автокомпенсацию изменения размеров объекта и встроенный стабилизатор. Доступна дополнительная внешняя температурная компенсация.

Назначение датчика приближения в смартфоне

Главная функция модуля приближения – фиксирование объектов, находящихся в непосредственной близости от телефона. Чтобы лучше понять, когда возникает необходимость аппаратного модуля, выделим 2 примера:

1. Человек звонит по телефону. Как только пользователь подносит трубку к уху, экран устройства погасает, что было бы невозможным без сенсора приближения. Благодаря этой особенности дисплей защищен от случайных касаний.
2. Пользователь смотрит видео. Если в опциях смартфона активирована функция автоотключения экрана, дисплей не погаснет в процессе просмотра длинного фильма, поскольку сенсор будет видеть человека.

Таким образом, датчик приближения необходим для защиты от случайных нажатий

Но еще одной немаловажной функцией является экономия электроэнергии. Ведь, когда экран погасает, заряд аккумулятора начинает истощаться намного медленнее

А теперь просто представьте, насколько удобно было бы пользоваться телефоном, не имеющим соответствующего сенсора.

3Скетч Arduino для инфракрасного датчика препятствий

Скетч для работы с инфракрасным сенсором препятствий также предельно простой: мы будем читать показания с выхода модуля и выводить в монитор порта. А также, если ИК модуль обнаружил препятствие, будем сообщать об этом.

Напомню, в Arduino используется 10-разрядный АЦП, поэтому значение аналогового сигнала кодируется числом в диапазоне от 0 до 1023. При использовании аналогового входа Arduino предельные значения «0» или «1023» мы вряд ли получим с датчика, поэтому лучше использовать некоторый порог, например, равный 100 (поэтому в скетче r < 100). При использовании же цифрового вывода Arduino для чтения показаний инфракрасного датчика, можно можно написать (r == LOW) или (r == 0) или (r < 1).

Хорошая статья про аналоговые измерения на Arduino.

Думаю, довольно понятно, как найти применение такому модулю в ваших проектах. Необходимо периодически опрашивать состояние на выходе модуля, и как только напряжение меняется с HIGH на LOW, предпринимать необходимые действия: менять направление движения робота, включать свет в помещении и т.п.

Датчик приближения – что это и зачем он нужен

Данный элемент мобильного девайса являет собой небольшой модуль, расположенный обычно в верхней части аппарата возле фронтальной камеры. Сенсор датчика приближения реагирует на поднесение смартфона к уху, в результате чего на время телефонного разговора, включая общение посредством мессенджеров, смартфон будет заблокирован.

Так, функция исключает возможность случайного нажатия сенсорных кнопок, что убережёт от прерывания беседы и других нежелательных действий, а также значительно экономит заряд аккумулятора, так как при активном экране телефон разряжается очень быстро.

Когда пользователь отстраняет телефон от головы, датчик снова срабатывает, включая подсветку экрана и возвращая кнопкам чувствительность, благодаря чему можно завершить звонок, переключиться на динамик, использовать клавиатуру или прочие возможности.

Что может привести к ложному срабатыванию?

Чтобы разобраться, почему датчик движения самопроизвольно включается, следует выделить возможные проблемы в его работе.

К ним могут относиться проблемы технического характера или факторы внешнего воздействия. Ложное срабатывание от технических проблем случается крайне редко.

Для его выявления используют либо специальные приборы, с помощью которых можно проследить корректность работы датчика, или заменяют неправильно функционирующие датчики новыми устройствами.

В основном техническая неисправность датчика, приводящая к его ложному срабатыванию, связана с неправильным монтажом, плохими контактами или некорректной настройкой функциональных параметров.

Внешние воздействия являются основными факторами, на что реагирует датчик движения. Поскольку они имеют в своем составе сенсоры ИК-излучения, то любые внешние излучатели или отражатели лучей в этой части спектра могут спровоцировать неправильную работу датчика движения.

Причины ложного срабатывания датчиков движения

К основным причинам, которые могут привести к тому, что датчик движения постоянно срабатывает, относятся:

• наличие в доме домашних животных, которые датчик принимает за тех, кто нарушил охранную зону;
• различные насекомые, которые «селятся» в датчике и приводят к его неправильной работе;
• потоки ветра, сквозняки и перемещение воздушных масс с разной температурой;
• наличие внешних ИК-излучателей, генерируемые волны, которых попадают в область чувствительности датчика.

Довольно часто возникает вопрос, работает ли датчик движения через стекло.

Оказывается, что ИК-излучение, которое проходит сквозь окна от солнца или даже от света фар проезжающей машины может вызывать срабатывание датчика. Поэтому эти факторы также следует учитывать при монтаже охранной сигнализации.

Методы устранения

Чтобы исключить ложные срабатывания датчиков движения от комнатных животных следует использовать устройства со специальной конструкцией. Такие датчики владеют «иммунитетом» от животных и не будут тревожить по пустякам.

Важно следить за состоянием датчика, а именно его корпуса. Если периодически проводить чистку датчика, то можно исключить его срабатывание от живности, которая попала внутрь корпуса

Перед постановкой сигнализации на охрану нужно убедиться, что все форточки и окна плотно закрыты, а кондиционер или вентилятор отключен. Это избавит от сквозняков и перемещения воздушных масс, которые также провоцируют ложное срабатывание сигнализации.

Также следует исключить вероятность попадания ИК-излучения извне дома. Помогут решить эту задачу шторы или жалюзи, которыми можно закрыть окна от солнечного и прочего внешнего излучения.

Если выполнять эти несложные рекомендации, то можно практически на 100% исключить вероятность ложного срабатывания охранного датчика. В таком случае не придется потом ломать голову, как отключить датчик движения, причиняющий постоянные неудобства.

Исключив перечисленные факторы, основной причиной, которая может спровоцировать срабатывание сигнализации может стать только техническая неисправность датчика.

Она, как правило, случается достаточно редко, поскольку современные датчики движения – это отказоустойчивые и очень надежные устройства.

Заключение

Чтобы сигнализации не беспокоила из-за ложного срабатывания датчика движения важно выполнять несколько несложных требований. Во-первых, монтаж и установку датчиков должны осуществлять профессиональные сотрудники. Во-первых, монтаж и установку датчиков должны осуществлять профессиональные сотрудники

Во-первых, монтаж и установку датчиков должны осуществлять профессиональные сотрудники.

Во-вторых, следует учитывать перечисленные выше факторы, провоцирующие срабатывание. И, в-третьих, нужно периодически осуществлять осмотр и техническое обслуживание датчиков.

Где датчик приближения находится в телефоне?

Где в смартфоне может находиться данный датчик? В телефонах Xiaomi и многих других, он находится сверху лицевой части телефона, посередине, возле прочих приборов, которые измеряют освещённость, распознают лица и прочее. В других же телефонах он может находиться внизу слева, или ещё где-нибудь.

Довольно быстро можно его найти, если вызвать любого абонента и в это время поводить пальчиком по периметру экрана, и там, где дисплей станет темнеть, и находится этот датчик. Например, на своём телефоне Xiaomi Redmi 8 я быстро понял, что он находится в самой верхней части лицевого экрана, ровно посередине.

Он нужен для того, чтобы реагировать, если к нему приближается любой объект. В основном это сделано для того, чтобы на автомате отключать экран, когда пользователь начал разговаривать. Это сделано в целях экономии электроэнергии.

Скорее всего вы обратили внимание, как экран телефона быстро потухает, если вы его поднесли к уху. Но, как только вы перестали разговаривать, экран снова загорается. Такой эффект создаётся благодаря связующему звену «Приёмник-передатчик»

Отправляется инфракрасный луч, и далее приёмник ловит ответный сигнал, анализируя его

Такой эффект создаётся благодаря связующему звену «Приёмник-передатчик». Отправляется инфракрасный луч, и далее приёмник ловит ответный сигнал, анализируя его.

Типы датчиков приближения

Датчики приближения бывают пяти основных типов, к которым относятся следующие:

Индуктивные датчики приближения

Как следует из названия, эти датчики работают по закону индукции, приводя в движение катушку и осциллятор, как только металлический объект приближается к ней. Устройство состоит из четырех компонентов: триггера Шмитта, катушки, осциллятора и схемы переключения выходных сигналов, и оно обнаруживает только металлические объекты. Устройство выпускается в двух вариантах: экранированном и неэкранированном.

Емкостные датчики приближения

В отличие от индуктивных датчиков, емкостные датчики обнаруживают любой металлический или неметаллический объект, поскольку они проверяют изменения емкости. Кроме того, они заменяют катушку двумя зарядными пластинами: внутренней, связанной с генератором, и внешней для считывания.

Ультразвуковые датчики приближения

Ультразвуковые датчики ощущают объекты, излучая высокочастотный ультразвуковой диапазон, а затем обнаруживая эхо. Поэтому он состоит из ультразвукового передатчика и приемника и может обнаруживать объекты в жидком, твердом или гранулированном виде.

Модуль ультразвукового датчика

ИК-датчик приближения

Инфракрасный датчик работает путем излучения инфракрасного излучения и обнаружения отражения с помощью светового датчика/детектора. Кроме того, он оснащен встроенным блоком обработки сигнала для определения оптического пятна на позиционно-чувствительном устройстве (PSD).

Инфракрасный датчик приближения

Магнитные датчики приближения

Как следует из названия, магнитные датчики приближения обнаруживают магнитные объекты. Обычно они содержат герконы, но могут работать по принципу переменного сопротивления, магниторезистивного, индуктивного или эффекта Холла.