Handledning för PIR -sensor - Med eller utan Arduino: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Precis innan jag skapade min nästa projektstudie, som kommer att använda en PIR -sensor, tänkte jag att jag skulle kunna skapa en separat handledning som förklarar hur en PIR -sensor fungerar. Genom att göra det kommer jag att kunna hålla min andra handledning kort och saklig. Så, utan att slösa tid, låt oss diskutera vad som är en PIR -sensor och hur vi kan använda den i vårt projekt.

Steg 1: Grundläggande

Vad är en PIR -sensor?

PIR eller "Passiv infraröd" sensor är en "Pyroelectric IR Sensor" som genererar energi när den utsätts för värme. Allt avger lite låg strålning, ju varmare objektet är desto mer strålning avges. När en människa eller ett djur (med IR -strålningsvåglängd på 9,4µMeter) närmar sig sensorns räckvidd detekterar sensorn värmen i form av infraröd strålning. Sensorn detekterar bara energin som släpps ut från andra föremål och producerar ingen, det är därför sensorn kallas en PIR- eller "passiv infraröd" sensor. Dessa sensorer är små, billiga, robusta, lågeffektiva och mycket enkla att använda.

Steg 2: Hårdvara

För denna handledning behöver vi:

1 x brödbräda

1 x Arduino Nano/UNO (Oavsett vad som är praktiskt)

1 x PIR -sensor

1 x LED och ett 220 ohm strömbegränsande motstånd för att testa anslutningen

Några anslutningskablar

En USB -kabel för att ladda upp koden till Arduino

& Allmän lödutrustning

Steg 3: Arkitektur

Som vi kan se har sensorn två sidor:

1. Topp eller givarsidan

2. Botten eller komponentsidan

Toppen består av ett specialdesignat "High-Density Polythene" -hölje som kallas "Fresnel Lens". Detta objektiv fokuserar de infraröda strålarna mot den underliggande "pyroelektriska sensorn". 9,4 µMeter infraröda strålar kan enkelt passera genom polyetenhöljet. Sensornas känslighet sträcker sig mellan 6 till 7 meter (20 fot) och detektionsvinkeln är 110 grader x 70 grader. Den faktiska sensorn är inuti en förseglad metallburk. Dosen skyddar i princip sensorn mot buller, temperatur och luftfuktighet. Det finns ett litet fönster av IR-transmissivt material för att tillåta IR-signalerna att nå sensorn. Bakom det här fönstret finns "två" balanserade PIR -sensorer. I viloläge detekterar båda sensorerna samma mängd IR -strålning. När en varm kropp passerar, avlyssnar den först en av de två sensorerna, vilket orsakar en positiv skillnad mellan de två halvorna. Och sedan, när den lämnar avkänningsområdet, händer det omvända, och sensorn genererar en negativ differentiell förändring. När pulsen ändras eller med andra ord PIR -sensorn detekterar rörelse ändras utgångsstiften till "digital high" eller 3,3V.

Den nedre biten består av ett gäng kretsar. Få av dem är av vårt intresse.

- De flesta PIR-sensorer har 3-pins VCC, GND och OUT. VCC och GND ska driva modulen (Driftspänning: DC 5V till 20V). OUTPUT-stiftet är det som kommunicerar med mikrokontrollen genom att skicka digital puls hög (3,3v) när en rörelse detekteras och digital låg (0v) när ingen rörelse detekteras. Pin-outs kan variera mellan moduler, så trippelkontrollera alltid pin-outs.

- BISS0001 eller "Micro Power PIR Motion Detector IC" får utgången från sensorn och efter en mindre bearbetning producerar den den digitala utgången.

- Modulen har två potentiometrar en för att justera känsligheten (som är upp till 7m) och den andra för att justera den tid för vilken utsignalen ska förbli hög när ett objekt detekteras (det sträcker sig från 0,3s till 5 minuter).

- Det finns ytterligare 3 stift på denna modul med en bygel mellan dem för att välja utlösarlägen.

Den första kallas "icke -repeterbar trigger" - den här går lågt så snart fördröjningstiden är över.

Den andra kallas "repeterbar utlösare" - den förblir hög så länge objektet är i närheten och stängs av när objektet är borta och fördröjningen är över. Jag kommer att använda det här läget för det här projektet.

Om du vill göra ett snabbt test innan du fortsätter med denna handledning, följ stegen nedan.

En testning är också en bra idé för att testa avkänningens intervall och varaktighet.

Steg 4: Anslutning utan Arduino

- Anslut VCC till +5v skenan på brödbrädan

- Anslut GND till -ve -skenan

- Anslut lysdioden tillsammans med ett 220 ohm motstånd till sensorns OUT -stift

Nu, när sensorn upptäcker en rörelse, går utgångsstiften "hög" och lysdioden tänds. Gå tillbaka och framåt för att ta reda på avkänningen av intervallet. För att sedan testa varaktighetspromenaden framför sensorn och sedan gå bort och använda ett stoppur för att ta reda på hur länge lysdioden stannade. Du kan justera tiden eller känsligheten genom att justera POTS på tavlan.

Steg 5: Anslutning med Arduino

För att göra samma sak med Arduino, anslut VCC för PIR -sensorn till 5v -stiftet på Arduino.

Anslut sedan utgångsstiften till D13 och GND till jordstiftet på Arduino. Anslut nu lysdioden tillsammans med ett 220 ohm motstånd till D2 -stiftet på Arduino. Det är det, nu behöver du bara ladda upp koden och testa om allt fungerar som det ska. Du kan byta ut lysdioden mot en summer (för att slå alarm när ett objekt detekteras) eller ett relä för att driva en högspänningskrets.

För att lära dig mer om reläer, ta en titt på min handledning nummer 4 - "Köra ett relä med en Arduino".

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

Steg 6: Kod

Koden är väldigt enkel

* Börja med att definiera stiftnummer 2 och 13 som LED -stift respektive PIR -stift

* Då måste vi definiera stiftlägena. LED -stift som ska vara OUTPUT -stift och PIR -stift som INPUT -stift

* Därefter måste vi läsa värdet på PIR -stiftet och se om det är HÖG

* Om värdet är HÖG, slå sedan på lysdioden annars stäng av den

Steg 7: Användningsområden för PIR -sensorer

PIR -sensorer kan användas för att:

* Automatisera öppning och stängning av dörrar

* Automatisera alla utomhusbelysning

* Automatisera källarljus, trädgårdar eller täckta parkeringsområden

* Automatisera lyftlobbyn eller vanliga trappor

* Upptäck närvaro av människor och väck alarm

* Skapa ett smart hemautomatiserings- och säkerhetssystem och många fler….

Steg 8: Demo

Så det här är min inställning för testning av PIR -sensorn. Sensorn är ansluten till brödbrädan och sitter på bordet. När jag är framför sensorn lyser lysdioden.

Nu ska vi göra ett snabbt test. För närvarande är sensorn i viloläge. Jag kommer att gå framför den för att aktivera sensorn. Tada, lysdioden tändes precis efter att ha upptäckt min närvaro. Ljuset förblir tänt så länge jag är i sensorernas närhet. OK, låt oss gå iväg och starta min stoppur för att se om den stängs av efter 5 sekunder. Framgång, allt fungerade som jag ville.

Tack igen för att du tittade på den här videon! Jag hoppas att det hjälper dig. Om du vill stödja mig kan du prenumerera på min kanal och titta på mina andra videor. Tack, ca igen i min nästa video.