Учебное пособие по датчику PIR - с Arduino или без него: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Непосредственно перед созданием моего следующего руководства по проектам, в котором будет использоваться датчик PIR, я подумал, что могу создать отдельный учебник, объясняющий работу датчика PIR. Поступая так, я смогу сделать другой мой урок кратким и по существу. Итак, не теряя времени, давайте обсудим, что такое датчик PIR и как мы можем использовать его в нашем проекте.

Шаг 1: базовый

Что такое датчик PIR?

PIR или «пассивный инфракрасный» датчик - это «пироэлектрический инфракрасный датчик», который вырабатывает энергию при воздействии тепла. Все излучает некоторый низкий уровень радиации, чем горячее объект, тем больше испускается радиации. Когда человек или животное (с длиной волны инфракрасного излучения 9,4 мкм) приближается к диапазону датчиков, датчик обнаруживает тепло в виде инфракрасного излучения. Датчик только определяет энергию, излучаемую другими объектами, и не производит ее, поэтому датчик называется PIR или «пассивным инфракрасным датчиком». Эти датчики маленькие, дешевые, прочные, маломощные и очень простые в использовании.

Шаг 2: Оборудование

Для этого урока нам понадобятся:

1 х макет

1 x Arduino Nano / UNO (все, что под рукой)

1 х датчик PIR

1 светодиод и токоограничивающий резистор 220 Ом для проверки подключения

Мало соединительных кабелей

USB-кабель для загрузки кода в Arduino.

И общее паяльное оборудование

Шаг 3: Архитектура

Как мы видим, датчик имеет две стороны:

1. Верхняя сторона или сторона датчика

2. Нижняя часть или сторона компонентов

Верх состоит из специально разработанного покрытия из «полиэтилена высокой плотности», которое называется «линза Френеля». Эта линза фокусирует инфракрасные лучи на нижележащий «пироэлектрический датчик». Инфракрасные лучи длиной 9,4 мкм могут легко проходить через полиэтиленовую крышку. Диапазон чувствительности датчиков составляет от 6 до 7 метров (20 футов), а угол обнаружения составляет 110 градусов x 70 градусов. Фактический датчик находится внутри герметичной металлической банки. Баллон в основном защищает датчик от шума, температуры и влажности. Крошечное окошко из материала, пропускающего ИК-излучение, позволяет ИК-сигналам достигать датчика. За этим окном находятся «два» сбалансированных ИК-датчика. В состоянии ожидания оба датчика обнаруживают одинаковое количество ИК-излучения. Когда теплое тело проходит мимо, оно сначала перехватывает один из двух датчиков, вызывая положительное изменение разности между двумя половинами. А затем, когда он покидает зону чувствительности, происходит обратное, и датчик генерирует отрицательное дифференциальное изменение. Когда импульс изменяется или, другими словами, датчик PIR обнаруживает движение, выходной контакт переключается на «цифровой высокий» или 3,3 В.

Нижний бит состоит из набора схем. Некоторые из них нас интересуют.

- Большинство датчиков PIR имеют 3 контакта VCC, GND и OUT. VCC и GND предназначены для питания модуля (рабочее напряжение: от 5 до 20 В постоянного тока). Вывод OUTPUT - это тот, который связывается с микроконтроллером, отправляя цифровой импульс высокого уровня (3,3 В) при обнаружении движения и цифровой низкий уровень (0 В), когда движение не обнаружено. Распиновка может отличаться от модуля к модулю, поэтому всегда проверяйте расположение выводов трижды.

- BISS0001 или микросхема "Micro Power PIR Motion Detector IC" получает выходной сигнал от датчика и после небольшой обработки создает цифровой выходной сигнал.

- В модуле есть два потенциометра: один для регулировки чувствительности (до 7 м), а другой - для регулировки времени, в течение которого выходной сигнал должен оставаться высоким при обнаружении объекта (диапазон от 0,3 с до 5 минут).

- На этом модуле есть еще 3 контакта с перемычкой между ними для выбора режимов запуска.

1-й называется «неповторяющийся триггер» - он становится низким, как только время задержки истекает.

Второй называется «повторяемый триггер» - он остается на высоте, пока объект находится в непосредственной близости, и выключается, как только объект исчезнет и задержка закончится. Я буду использовать этот режим для этого проекта.

Если вы хотите провести быструю проверку перед тем, как продолжить изучение этого руководства, выполните следующие действия.

Тестирование также является хорошей идеей для проверки диапазона и продолжительности зондирования.

Шаг 4: Подключение без Arduino

- Подключите VCC к шине + 5В макета.

- Подключите GND к шине -ve.

- Подключите светодиод вместе с резистором 220 Ом к выводу OUT датчика.

Теперь, когда датчик обнаруживает движение, выходной контакт становится «высоким» и загорается светодиод. Двигайтесь назад и вперед, чтобы узнать диапазон чувствительности. Затем, чтобы проверить продолжительность, пройдите перед датчиком, а затем уйдите и используйте секундомер, чтобы узнать, как долго светодиод оставался включенным. Вы можете настроить время или чувствительность, регулируя горшки на доске.

Шаг 5: подключение к Arduino

Теперь, чтобы сделать то же самое с Arduino, подключите VCC датчика PIR к выводу 5v Arduino.

Затем подключите вывод OUTput к D13, а GND к выводу заземления Arduino. Теперь подключите светодиод вместе с резистором 220 Ом к выводу D2 Arduino. Вот и все, теперь вам просто нужно загрузить код и проверить, все ли работает так, как должно. Вы можете заменить светодиод на зуммер (для подачи сигнала тревоги при обнаружении объекта) или реле для управления высоковольтной цепью.

Чтобы узнать больше о реле, ознакомьтесь с моим руководством № 4 - «Управление реле с помощью Arduino».

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

Шаг 6: Код

Код очень простой

* Начните с определения выводов 2 и 13 как вывод светодиода и вывод PIR соответственно.

* Затем нам нужно определить режимы вывода. Вывод светодиода должен быть выводом OUTPUT, а вывод PIR - выводом INPUT

* Затем нам нужно прочитать значение вывода PIR и посмотреть, является ли оно ВЫСОКИМ

* Если значение ВЫСОКОЕ, включите светодиод, в противном случае выключите его.

Шаг 7: Области применения ИК-сенсоров

Датчики PIR могут использоваться для:

* Автоматическое открытие и закрытие дверей

* Автоматизировать все наружное освещение

* Автоматическое освещение подвала, сада или крытых парковок

* Автоматизация освещения вестибюля лифта или общих лестниц

* Обнаружение присутствия человека и подача сигнала тревоги

* Создайте систему автоматизации и безопасности умного дома и многое другое….

Шаг 8: демонстрация

Итак, это моя установка для тестирования датчика PIR. Датчик подключен к макетной плате и находится на столе. Когда я нахожусь перед датчиком, горит светодиод.

Теперь давайте проведем быстрый тест. В настоящее время датчик находится в нерабочем состоянии. Я собираюсь подойти к нему, чтобы активировать датчик. Тада, светодиод только что загорелся после обнаружения моего присутствия. Свет горит, пока я нахожусь в непосредственной близости от датчиков. Хорошо, давай уходим и заводим мой секундомер, чтобы посмотреть, выключится ли он через 5 секунд. Успех, все получилось так, как я хотел.

Еще раз спасибо за просмотр этого видео! Надеюсь, это вам поможет. Если вы хотите поддержать меня, вы можете подписаться на мой канал и смотреть другие мои видео. Спасибо, еще раз в моем следующем видео.