سیستم روشنایی خودکار راه پله با استفاده از سنسور PIR و رله

احسان پناهی معرفی و آموزش راه اندازی سنسورها, نورپردازی و پروژه های LED

مدار روشنایی خودکار راه پله، زمانی که شخصی وارد راه پله می‌شود چراغ‌های راه پله را به صورت خودکار روشن می‌کند و پس از مدتی آنها را خاموش می‌کند. دو قطعه مهم در این مدار وجود دارد، که اولی سنسور PIR (سنسور مادون قرمز پسیو) و دومی ‌رله می‌باشد.

سنسور PIR

سنسور PIR برای شناسایی حرکت بدن انسان به کار می‌رود، اگر هر گونه حرکتی از بدن انسان وجود داشته باشد، ولتاژ پین خروجی تغییر می‌کند. اساسا این سنسور تغییرات گرمایی را تشخیص داده، و با هر بار شناسایی ولتاژ خروجی تغییر می‌کند. برای یادگیری بیشتر درباره سنسور PIR به این لینک مراجعه کنید، ویژگی‌های مفیدی مانند تشخیص مسافت، تعیین بازه‌ی روشن ماندن چراغ‌ها و … در سنسور PIR وجود دارد.

رله

رله یک سوئیچ الکترومغناطیسی است، که با یک جریان کوچک کنترل گردیده و برای روشن و خاموش کردن جریان‌های بسیار بزرگتر به کار می‌رود. یعنی با اعمال جریان‌های کوچک می‌توان رله‌ای را روشن کرد که اجازه عبور جریان‌های بسیار بزرگتر را فراهم می‌کند. رله یک مثال مناسب از کنترل دستگاه‌های AC (جریان متناوب) با استفاده از جریان کوچک DC می‌باشد. از رله‌های متداول و پرکاربرد، رله‌های تک قطبی دو پرتاب Single Pole Double Throw(SPDT) می‌باشند، که همانند شکل زیر دارای ۵ ترمینال می‌باشند.

مطلب پیشنهادی: توپ LED

وقتی هیچ ولتاژی به هسته اعمال نشود، COM (مشترک) به NC (معمولاً کنتاکت بسته) متصل است. وقتی به هسته‌ ولتاژ اعمال می‌شود، میدان مغناطیسی تولید می‌شود، که آرمیچر (اهرم متصل به فنر) را جذب کرده و COM به NO (معمولاً کنتاکت باز) وصل می‌شود و جریان بزگتر جاری می‌شود. رله‌ها در ولتاژهای مختلفی وجود دارند، ما از یک رله با ولتاژ کاری ۶ ولت استفاده کرده‌ایم، که اجازه عبور جریان 7A-250VAC را فراهم می‌کند.

رله‌ها با استفاده از یک مدار راه انداز کوچک که شامل یک ترانزیستور، دیود و یک مقاومت است پیکربندی می‌شوند. ترانزیستور برای تقویت جریان به کار می‌رود تا بتواند جریان کافی (از منبع DC – باتری ۹ ولت) برای نیرو دادن به هسته را فراهم کند. مقاومت برای ایجاد بایاس ترانزیستور به کار می‌رود، و از دیود برای جلوگیری از جریان معکوس هنگام خاموش بودن ترانزیستور استفاده می‌شود. هر هسته القاگر هنگامی ‌که ناگهان خاموش می‌شود، یک نیرومحرکه برابر و مخالف تولید می‌کند. این نیرومحرکه می‌تواند به قطعات آسیب‌های جبران‌ناپذیر وارد کند، بنابراین برای جلوگیری از جریان معکوس باید از دیود استفاده شود. ماژول رله همراه با مدار راه‌انداز روی بورد در بازار موجود است و یا شما خودتان می‌توانید با استفاده از قطعات مذکور آن را بسازید. در زیر یک ماژول رله ۶ ولتی نشان داده شده است.

مطلب پیشنهادی: عکس هایی از تابلو ثابت OPEN

توضیح مدار

این سیستم روشنایی خودکار راه پله را می‌توان خیلی ساده توضیح داد. هر زمان که سنسور PIR حرکات بدن را تشخیص دهد، پین OUTPUT به حالت HIGH رفته، و ولتاژ تریگر به بیس ترانزیستور اعمال می‌شود، ترانزیستور روشن شده و جریان در هسته جاری می‌شود. هسته رله پر از انرژی شده و میدان مغناطیسی تولید می‌شود، و اهرم را جذب کرده و COM و NO به هم متصل می‌شوند. بدین ترتیب جریان بزرگتر (220v AC) جاری شده، و باعث روشن شدن لامپ می‌شود. می‌توان با تنظیم سنسور PIR زمان روشن ماندن لامپ را کم و زیاد کرد.