人感センサーモジュール HC-SR501 の設定(備忘録)です。

(追記)
(2018/11/25追記)点灯してから消灯するまでの遅延時間ですが、どうやら4秒間、8、16、32、、、と言うデジタル的に長くなっていくようです。

(2019/01/30追記)安定して動作しています。
(2019/03/02追記)稀にチラつきが発生することがありました。その時は強制点灯させてみると直ります。原因は不明です。それ以外は、安定して動作しています。
(2019/06/03追記)稀にチラつきが発生することがあります。原因はいまだ不明です。それ以外は、安定して動作しています。
(2019/06/22追記)寒い時期には正常だったセンサーですが、夏になり室内温度の上昇に伴い感度が低下して来ました。原因は気温と体温の差が小さくなるためです。センサー感度を上げれば解決するかどうかをテストしてみます。
(2019/08/17追記)猛暑が続き夜でも室温30℃以上で体温の差が少ない。かなり近づかないと人感センサーは働かなくなった。
(2019/09/13追記)ようやく熱帯夜が収まり、夜は25℃以下なってきた。人感センサーの動作が正常に戻ってきた。遠くからでも反応して点灯する。
(2019/10/11追記)涼しくなり人感センサーが次第に正常に働くようになった。



(製作記事)
人感センサーモジュール HC-SR501 3個246円(1個82円)Aliexpressで購入。中国河南省鄭州市から14日で届いた。
 P_20181005_124933_vHDR_On_1

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MH:黄色いジャンパーピンがあるタイプ(これ)
D-SUN:ジャンパーピンが無いタイプ

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専用ICのBISS0001

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7133-1 3.3V定電圧IC 安定動作には4.0V以上が必要
電源ON直後に1回出力ONとなり、その後検知しなくてももう1回ONとなることが多い。それからは安定動作になる。

P_20181006_193213_vHDR_On
(改造1)
BISS0001の5-6ピン間ショートでブロックタイム0秒となる。
 注)Vccが3.8Vより低い場合は、OFFの直後にすぐONの繰り返し動作をする。
   5-6ピン間ショートさせなければ、もう少し低い電圧でもこのような動作は発生しない。


黄色ジャンパーピンの位置変更で動作モードが変わる。
奥2本ショート:常時感知モード
手前ショート:一旦OFFになるモード

P_20181006_193132_vHDR_On_1
モジュール出力をNPNTrのベースへ、コレクタにLEDと1kΩ、エミッタはGND
3.8V以下は出力不安定となりLEDが点滅
5.0~12.0V安定動作
センサーONで消費電流1.97mA程度

人感センサー回路図1538739947232
回路図はネットより

P_20181008_173934_vHDR_On
HC-SR501モジュールと秋月SSRキット(30年位前の古いもの)で動作確認

P_20181008_190925_vHDR_On
(改造2)
CDS追加

 秋月で買ったCDSを取り付けた。
SSR新規購入
 秋月で新しく買った。
出力抵抗値の変更
 BISS0001の2番ピンは1kΩの抵抗を経てOUTに至る。この抵抗と並列に220Ωを空中配線で追加(合成抵抗180Ω)、新しく買ったSSRのフォトカプラー入力側に220Ωの抵抗を直列に入れたので合計400Ωとなる。VCC+5VでON時の出力電流は実測値4mAとなり、フォトカプラーが動作したのでフォトカプラー駆動用TRが不要となった。但し出力電流は10mA以下とすること。

(10/22追記)
ダイソーでバスライトなる物を見つけた。センサー受光部は入りそうなので購入したが、やや浅かったかな。3色に変化するLEDだけでも100円の値打ちはある。
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蓋をくり貫いて受光部を収める。やや浅いので周辺は感知しないかも知れない。

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茶色:AC100VをDC5V(4.9V)に変換するトランスレスDCコンバーター
   電流10mAなら4.6V 感応時3~4mAの消費電流で4.88V
緑黒:秋月のフォトダイアック使用のSSRキット(最近買ったやつ)+放熱版
ケース:ダイソーで3個100円

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白黒端子はSSRからの出力でこれがスイッチとなる。

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2階の天井に階段を見下ろすようにセンサー部を設置

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 消灯時

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 点灯時

課題
 ①センサー感度VRを右一杯に回すと点灯消灯がばたつく。現在真ん中から少し左で解決。
 ②遅延時間VRの位置が非常にシビアで、4秒間では短すぎ、少し右に回すと8~10秒に飛んでいってしまう。現在1/4から少し右に回したところで15秒になる。これで階段の上り降り+アルファで遅延時間として解決。
 ③まわりが明るいのに点灯してしまう。夕暮れ・早どき問題。
 ④またレンズの方向も上手く調整する必要がある。

(10/27追記)
③夕暮れ・朝どきの明るい時に点灯する課題解決
 昼間はほとんど0Ωに近いCDSの抵抗値は暗くなると抵抗値が大きくなる。センサー制御IC BISS0001の9番ピン=A点が、VccであるB点に1MΩでプルアップされている。かなり暗くなってから点灯させるには、これを取り去りA点と9番ピンの間に入れる方法があるようだ。
 独自の方法として暗くなってもA点の電位が上がらないようにCDSに並列に抵抗をかましてみた。1MΩでは変化なし。500KΩ半固定VRで探ると50KΩ程度の低い抵抗値で良いことがわかった。100KΩの半固定VRが無いので、33KΩ半固定VRと33KΩの抵抗を使った。スペースの関係で回路図の位置になったが、CDSと並列であればどこでも良い。
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 CDSの暗抵抗が小さくなった分、相当暗くならないと人感センサーが働かくなった。デメリットとして、待機電流が33uAから50uA近くに増えたが、トランスレス電源5Vなので気にしない。

(10/29追記)
④レンズの方向を調整する課題解決
 センサー部が30gと軽いのでVVFの白い銅線を天板に固定し、角度調整は曲がりやすい銅線で調整できるようにした。これで2階天井付近から1階階段ステップまで人感センサーが反応するようになった。
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 白いVVFケーブルをケースに挿しグルーで固めた。

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 天井に白いVVFケーブルを固定。VVFは銅線なのでフレキシブルに方向や角度が変えられる。

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 1階階段下を向くように調整。センサー部のケーブルを隠す工夫が必要。


新たな課題(11/8追記)
①動作継続時間調整用1MΩVRの調整が非常にやりづらい。
 4~5秒の次は8~9秒、20秒くらいと少し回すだけで大きく変化し、希望の10~15秒の設定が困難なこと。

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 明暗度感度調整:CDSに並列に100KΩVRをつなぐ。
暗くなるとCDSの抵抗値が上昇し、9ピンの電圧上昇でONとなる。オリジナルではあまり暗くなくてもONとなったが、並列にVRをつなぐとCDSの抵抗値が下がり、結構暗くならないとONしなくなった。(再掲)

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 動作時間調整:オリジナルの1MΩVRの両端に47KΩの抵抗を半田付け
これで、VR左一杯で数秒保持、右一杯で30~40秒となる。VRの位置が9時方向で20秒程度となったが、この辺の位置は相変わらずクリティカル過ぎて調整しにくい。VRの特性だろう。結局この並列抵抗の効果は薄い。
 ただし、VRを例えば50~100KΩに変更すれば、希望の15~20秒がスムーズに設定できるかも知れない。

(11/9追記)
 1MΩVRの足をニッパでカットして、100kΩ半固定VRに付け替えたところ数秒~40秒の範囲となった。(解決)

(11/25追記)遅延時間ですが、どうやら4秒間、8、16、32、、、と言うデジタル的に長くなっていくようだ。

②このHC-SR501人感センサーでFOTEK SSR-25DA(コピー品約300円)で複数並列の電球負荷をスイッチングさせること。
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 トリガー電流が2.2mA以上あればいいことが判った。
実装では3~5mA流すことになる。

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 2SC945でSSRからの電流を吸い込む小さな基板を追加した。
SSR-25DAのDC入力電圧が4~10Vで電流3~5mAとなり、SSRを十分トリガー出来た。(解決)