PIR -sensorundervisning - Med eller uden Arduino: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Lige før jeg lavede min næste projektstudie, som vil bruge en PIR -sensor, tænkte jeg, at jeg kunne lave en separat vejledning, der forklarer, hvordan en PIR -sensor fungerer. Ved at gøre det vil jeg være i stand til at holde min anden vejledning kort og præcis. Så lad os diskutere, hvad der er en PIR -sensor, og hvordan vi kan bruge den i vores projekt uden at spilde tid.

Trin 1: Grundlæggende

Hvad er en PIR -sensor?

PIR eller "Passiv infrarød" sensor er en "Pyroelectric IR Sensor", som genererer energi, når den udsættes for varme. Alt udsender et lavt niveau af stråling, jo varmere objektet er, desto mere stråling udsendes. Når et menneske eller et dyr (med IR -strålingsbølgelængde på 9,4µMeter) nærmer sig sensorens rækkevidde, registrerer sensoren varmen i form af infrarød stråling. Sensoren registrerer kun den energi, der udsendes af andre genstande, og producerer ikke nogen, derfor kaldes sensoren en PIR- eller "Passiv infrarød" sensor. Disse sensorer er små, billige, robuste, lavt strømforbrug og meget nemme at bruge.

Trin 2: Hardware

Til denne vejledning har vi brug for:

1 x brødbræt

1 x Arduino Nano/UNO (Uanset hvad der er praktisk)

1 x PIR -sensor

1 x LED og en 220 ohm strømbegrænsende modstand for at teste forbindelsen

Få tilslutningskabler

Et USB -kabel til overførsel af koden til Arduino

& Generelt loddeudstyr

Trin 3: Arkitektur

Som vi kan se, har sensoren to sider:

1. Top eller sensorsiden

2. Bund eller komponentsiden

Toppen består af et specielt designet 'High-Density Polythene' cover kaldet "Fresnel Lens". Denne linse fokuserer de infrarøde stråler til den underliggende 'pyroelektriske sensor'. 9,4 µMeter infrarøde stråler kan let passere gennem dækslet af polyethylen. Sensorenes følsomhed varierer mellem 6 og 7 meter (20 fod), og detektionsvinklen er 110 grader x 70 grader. Selve sensoren er inde i en forseglet metalbeholder. Dåsen beskytter dybest set sensoren mod støj, temperatur og fugtighed. Der er et lille vindue lavet af IR-transmissivt materiale, så IR-signalerne kan nå sensoren. Bag dette vindue er 'to' afbalancerede PIR -sensorer. I inaktiv tilstand registrerer begge sensorer den samme mængde IR -stråling. Når en varm krop passerer, opfanger den først en af de to sensorer, hvilket forårsager en positiv differentiel ændring mellem de to halvdele. Og så, når det forlader sanseområdet, sker det omvendte, og sensoren genererer en negativ differentiel ændring. Når pulsen ændres, eller med andre ord PIR -sensoren registrerer bevægelse, skifter udgangsstiften til "digital high" eller 3,3V.

Den nederste bit består af en flok kredsløb. Få af dem er af vores interesse.

- De fleste PIR-sensorer har 3-pins VCC, GND og OUT. VCC og GND skal drive modulet (driftsspænding: DC 5V til 20V). OUTPUT-stiften er den, der kommunikerer med mikrokontrolleren ved at sende digital puls høj (3,3v), når en bevægelse detekteres og digital lav (0v), når der ikke registreres nogen bevægelse. Pin-outs kan variere mellem moduler, så kontroller altid pin-outs tredobbelt.

- BISS0001 eller "Micro Power PIR Motion Detector IC" henter output fra sensoren, og efter en mindre behandling producerer den den digitale output.

- Modulet har to potentiometre, den ene til at justere følsomheden (som er op til 7 m) og den anden til at justere den tid, hvor udgangssignalet skal forblive højt, når et objekt detekteres (det varierer fra 0,3 til 5 minutter).

- Der er yderligere 3 stifter på dette modul med en jumper mellem dem for at vælge udløsertilstande.

1. kaldes "ikke -gentagelig trigger" - denne går lavt, så snart forsinkelsestiden er forbi.

2. kaldes "gentagelig trigger" - den forbliver høj, så længe objektet er i nærheden og slukker, når objektet er væk, og forsinkelsen er forbi. Jeg vil bruge denne tilstand til dette projekt.

Hvis du vil lave en hurtig test, før du går i gang med denne vejledning, skal du følge trinene herunder.

En test er også en god idé at teste sensingens rækkevidde og varighed.

Trin 4: Tilslutning uden Arduino

- Tilslut VCC til +5v skinnen på brødbrættet

- Tilslut GND til -ve -skinnen

- Tilslut LED'en sammen med en 220 ohm modstand til sensorens OUT -pin

Nu, når sensoren registrerer en bevægelse, går udgangsstiften "høj", og LED'en lyser. Gå tilbage og fremad for at finde ud af, hvordan området registreres. Derefter for at teste varighedsturen foran sensoren og derefter gå væk og bruge et stopur til at finde ud af, hvor længe LED'en blev tændt. Du kan justere tiden eller følsomheden ved at justere POT'erne på tavlen.

Trin 5: Tilslutning til Arduino

For at gøre det samme med Arduino skal du slutte VCC'en til PIR -sensoren til 5v -stiften på Arduino.

Tilslut derefter OUTput -stiften til D13 og GND til jordstiften på Arduino. Tilslut nu LED'en sammen med en 220 ohm modstand til D2 -stiften på Arduino. Det er det, nu skal du bare uploade koden og teste, om alt fungerer, som det skal. Du kan udskifte LED'en med en summer (for at slå alarm, når der registreres et objekt) eller et relæ til at drive et højspændingskredsløb.

Hvis du vil vide mere om relæer, kan du kigge på min tutorial nummer 4 - "Kørsel af et relæ med en Arduino".

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

Trin 6: Kode

Koden er meget enkel

* Start med at definere pin nummer 2 og 13 som henholdsvis LED pin og PIR pin

* Så er vi nødt til at definere pin -tilstande. LED pin skal være OUTPUT pin og PIR pin for at være INPUT pin

* Dernæst skal vi læse værdien af PIR -stiften og se, om den er HØJ

* Hvis værdien er HØJ, skal du tænde for LED'en, ellers slukke den

Trin 7: Anvendelsesområder for PIR -sensorer

PIR -sensorer kan bruges til at:

* Automatiser åbning og lukning af døre

* Automatiser alle udendørs lys

* Automatiser kælderlys, have eller overdækkede parkeringsområder

* Automatiser liftlobby eller fælles trappelys

* Registrer tilstedeværelse af mennesker og alarm

* Opret et Smart Home Automation & Security System og mange flere….

Trin 8: Demo

Så dette er mit setup til test af PIR -sensoren. Sensoren er tilsluttet til brødbrættet og sidder på bordet. Da jeg er foran sensoren, er LED'en tændt.

Lad os nu lave en hurtig test. I øjeblikket er sensoren i inaktiv tilstand. Jeg vil gå foran den for at aktivere sensoren. Tada, LED'en tændte lige efter at have registreret min tilstedeværelse. Lyset forbliver tændt, så længe jeg er i sensorernes nærhed. OK, lad os gå væk og starte mit stopur for at se, om det slukker efter 5 sekunder. Succes, alt fungerede som jeg ville.

Tak igen for at se denne video! Jeg håber, det hjælper dig. Hvis du vil støtte mig, kan du abonnere på min kanal og se mine andre videoer. Tak, ca igen i min næste video.