Výukový program senzoru PIR - s Arduinem nebo bez něj: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Těsně před vytvořením mého dalšího projektu tutoriálu, který bude používat PIR senzor, jsem si myslel, že bych mohl vytvořit samostatný tutoriál vysvětlující fungování PIR senzoru. Díky tomu budu schopen udržet svůj další tutoriál krátký a věcný. Bez ztráty času pojďme diskutovat o tom, co je PIR senzor a jak jej můžeme použít v našem projektu.

Krok 1: Základní

Co je to PIR senzor?

Senzor PIR nebo „pasivní infračervený“je „pyroelektrický infračervený senzor“, který generuje energii při působení tepla. Všechno vyzařuje nějakou nízkou úroveň radiace, čím je objekt teplejší, tím více záření je emitováno. Když se člověk nebo zvíře (s vlnovou délkou infračerveného záření 9,4 µM) přiblíží k dosahu senzorů, senzor detekuje teplo ve formě infračerveného záření. Senzor detekuje pouze energii vyzařovanou jinými objekty a neprodukuje žádné, proto se senzoru říká PIR nebo „pasivní infračervený“senzor. Tyto senzory jsou malé, levné, robustní, s nízkým výkonem a velmi snadno se používají.

Krok 2: Hardware

Pro tento tutoriál potřebujeme:

1 x prkénko

1 x Arduino Nano/UNO (Cokoli se hodí)

1 x PIR senzor

1 x LED a odpor omezující proud 220 ohmů k testování připojení

Několik propojovacích kabelů

Kabel USB pro nahrání kódu do Arduina

& Obecné pájecí zařízení

Krok 3: Architektura

Jak vidíme, senzor má dvě strany:

1. Nahoře nebo na straně senzoru

2. Spodní nebo boční strana

Horní část sestává ze speciálně navrženého krytu z „vysokohustotního polyetylénu“s názvem „Fresnelova čočka“. Tato čočka zaostřuje infračervené paprsky na podkladový „pyroelektrický senzor“. 9,4 µM infračervené paprsky mohou snadno procházet polyetylenovým krytem. Rozsah citlivosti senzorů je 6 až 7 metrů (20 stop) a detekční úhel je 110 stupňů x 70 stupňů. Skutečný senzor je uvnitř uzavřené kovové plechovky. Plechovka v zásadě chrání senzor před hlukem, teplotou a vlhkostí. K dispozici je malé okénko vyrobené z materiálu propouštějícího infračervené záření, které umožňuje infračerveným signálům dosáhnout senzoru. Za tímto oknem jsou „dva“vyvážené PIR senzory. V klidovém stavu oba senzory detekují stejné množství IR záření. Když kolem projde teplé tělo, nejprve zachytí jeden ze dvou senzorů, což způsobí pozitivní diferenciální změnu mezi oběma polovinami. A pak, když opustí oblast snímání, dojde k opačnému směru a senzor generuje negativní diferenciální změnu. Když se puls změní nebo jinými slovy PIR senzor detekuje pohyb, výstupní kolík se změní na „digitální vysoký“nebo 3,3 V.

Spodní bit se skládá ze spousty obvodů. Několik z nich nás zajímá.

- Většina PIR senzorů má 3 piny VCC, GND a OUT. VCC a GND mají napájet modul (provozní napětí: DC 5V až 20V). Kolík OUTPUT je ten, který komunikuje s mikrořadičem odesláním digitálního pulsu vysoko (3,3 V), když je detekován pohyb, a digitálně nízko (0 V), když není detekován žádný pohyb. Vývody se mohou mezi moduly lišit, proto vždy vývody třikrát zkontrolujte.

- BISS0001 nebo „IC Micro Power PIR Motion Detector IC“získává výstup ze senzoru a po drobném zpracování vytvoří digitální výstup.

- Modul má dva potenciometry, jeden pro nastavení citlivosti (což je až 7 m) a druhý pro nastavení doby, po kterou by měl výstupní signál zůstat vysoký, když je detekován předmět (pohybuje se od 0,3 s do 5 minut).

- Na tomto modulu jsou další 3 piny, mezi nimiž je propojka pro výběr spouštěcích režimů.

První se nazývá „neopakovatelný spouště“- tento se sníží, jakmile skončí doba zpoždění.

Druhý se nazývá „opakovatelný spoušť“- zůstává vysoko, pokud je objekt v blízkosti, a vypne se, jakmile objekt zmizí a zpoždění skončí. Tento režim budu používat pro tento projekt.

Pokud chcete provést rychlý test, než budete pokračovat v tomto kurzu, postupujte podle následujících kroků.

Dobrým nápadem je také testování rozsahu a délky snímání.

Krok 4: Připojení bez Arduina

- Připojte VCC k +5v liště nepájivého pole

- Připojte GND k -ve liště

- Připojte LED spolu s 220 ohmovým rezistorem k OUT pinu senzoru

Nyní, když senzor detekuje pohyb, výstupní kolík stoupne „vysoko“a LED se rozsvítí. Pohybujte se dopředu a dopředu, abyste zjistili snímání rozsahu. Poté otestujte dobu trvání chůze před senzorem a poté odejděte a pomocí stopek zjistěte, jak dlouho LED svítí. Čas nebo citlivost můžete upravit nastavením POTů na desce.

Krok 5: Připojení pomocí Arduina

Chcete -li to samé udělat s Arduino, připojte VCC senzoru PIR k 5v pinu Arduina.

Poté připojte pin OUTput k D13 a GND ke kolíku Ground Arduina. Nyní připojte LED spolu s odporem 220 ohmů ke kolíku D2 Arduina. To je vše, nyní stačí nahrát kód a vyzkoušet, zda vše funguje tak, jak by mělo. LED můžete vyměnit za bzučák (pro spuštění poplachu, když je detekován předmět) nebo relé pro ovládání obvodu vysokého napětí.

Chcete -li se dozvědět více o relé, podívejte se na můj tutoriál číslo 4 - „Řízení relé pomocí Arduina“.

www.instructables.com/id/Driving-a-Relay-W…

Krok 6: Kód

Kód je velmi jednoduchý

* Začněte definováním kolíku číslo 2 a 13 jako kolíku LED a PIR

* Poté musíme definovat režimy pinů. LED dioda bude pinem OUTPUT a pin PIR bude pinem INPUT

* Dále musíme přečíst hodnotu PIR pinu a zjistit, zda je VYSOKÁ

* Pokud je hodnota VYSOKÁ, zapněte LED, jinak ji vypněte

Krok 7: Oblasti použití senzorů PIR

Senzory PIR lze použít k:

* Automatické otevírání a zavírání dveří

* Automatizujte všechna venkovní světla

* Automatizujte osvětlení sklepa, zahrady nebo krytých parkovacích ploch

* Automatizujte výtah Lobby nebo společná schodiště světla

* Detekovat přítomnost lidí a vyvolat poplach

* Vytvořte inteligentní domácí automatizační a zabezpečovací systém a mnoho dalších….

Krok 8: Demo

Toto je moje nastavení pro testování PIR senzoru. Senzor je připojen k prkénku a sedí na stole. Když jsem před senzorem, LED svítí.

Pojďme si udělat rychlý test. V současné době je snímač v klidovém stavu. Půjdu před něj, abych aktivoval senzor. Tada, LED se právě rozsvítila po zjištění mé přítomnosti. Světlo zůstane svítit, dokud jsem v blízkosti senzorů. Dobře, odejdeme a spustíme stopky, abychom zjistili, zda se po 5 sekundách vypne. Úspěch, vše fungovalo tak, jak jsem chtěl.

Ještě jednou díky za zhlédnutí tohoto videa! Doufám, že vám to pomůže. Pokud mě chcete podpořit, můžete se přihlásit k odběru mého kanálu a sledovat moje další videa. Díky, ca znovu v mém dalším videu.