Samouczek dotyczący czujnika PIR - z lub bez Arduino: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Tuż przed stworzeniem mojego kolejnego samouczka projektu, który będzie wykorzystywał czujnik PIR, pomyślałem, że mógłbym stworzyć osobny samouczek wyjaśniający działanie czujnika PIR. Dzięki temu będę w stanie utrzymać krótki i rzeczowy samouczek. Więc bez marnowania czasu porozmawiajmy o tym, czym jest czujnik PIR i jak możemy go wykorzystać w naszym projekcie.

Krok 1: Podstawowe

Co to jest czujnik PIR?

Czujnik PIR lub „Passive Infra-Red” to „piroelektryczny czujnik podczerwieni”, który generuje energię pod wpływem ciepła. Wszystko emituje niski poziom promieniowania, im gorętszy obiekt, tym więcej promieniowania jest emitowane. Gdy człowiek lub zwierzę (o długości fali promieniowania IR 9,4 µm) zbliża się do zakresu czujnika, czujnik wykrywa ciepło w postaci promieniowania podczerwonego. Czujnik wykrywa tylko energię emitowaną przez inne obiekty i nie wytwarza żadnej, dlatego czujnik nazywa się czujnikiem PIR lub „Passive Infra-Red”. Czujniki te są małe, tanie, wytrzymałe, energooszczędne i bardzo łatwe w użyciu.

Krok 2: Sprzęt

Do tego samouczka potrzebujemy:

1 x deska do krojenia chleba

1 x Arduino Nano/UNO (cokolwiek jest przydatne)

1 x czujnik PIR

1 x dioda LED i rezystor ograniczający prąd 220 omów do testowania łączności;

Kilka kabli połączeniowych

Kabel USB do wgrania kodu do Arduino

i ogólne urządzenia lutownicze

Krok 3: Architektura

Jak widzimy czujnik ma dwie strony:

1. Góra lub strona czujnika

2. Dół lub strona komponentów

Top składa się ze specjalnie zaprojektowanej osłony „High-Density Polythene” o nazwie „Soczewka Fresnela”. Soczewka skupia promienie podczerwone na znajdującym się pod nim „czujniku piroelektrycznym”. Promienie podczerwone 9,4 µm mogą z łatwością przejść przez polietylenową osłonę. Czułość czujników mieści się w zakresie od 6 do 7 metrów (20 stóp), a kąt wykrywania wynosi 110 stopni x 70 stopni. Właściwy czujnik znajduje się w zamkniętej metalowej puszce. Puszka zasadniczo chroni czujnik przed hałasem, temperaturą i wilgocią. Jest małe okienko wykonane z materiału przepuszczającego IR, aby sygnały IR mogły dotrzeć do czujnika. Za tym oknem znajdują się „dwa” zbalansowane czujniki PIR. W stanie spoczynku oba czujniki wykrywają taką samą ilość promieniowania podczerwonego. Kiedy ciepłe ciało przechodzi obok, najpierw przechwytuje jeden z dwóch czujników, powodując dodatnią zmianę różnicową między dwiema połówkami. A potem, gdy opuści obszar wykrywania, dzieje się odwrotnie, a czujnik generuje ujemną zmianę różnicową. Gdy impuls się zmienia lub innymi słowy czujnik PIR wykryje ruch, pin wyjściowy zmienia się na „cyfrowo wysoki” lub 3,3V.

Dolny bit składa się z kilku obwodów. Niewiele z nich jest dla nas interesujące.

- Większość czujników PIR ma 3 piny VCC, GND i OUT. VCC i GND służą do zasilania modułu (napięcie robocze: DC 5V do 20V). Pin OUTPUT to ten, który komunikuje się z mikrokontrolerem poprzez wysyłanie wysokiego impulsu cyfrowego (3,3 V) po wykryciu ruchu i niskiego cyfrowego (0 V), gdy nie zostanie wykryty ruch. Wyprowadzenia mogą się różnić między modułami, więc zawsze sprawdź trzykrotnie wyprowadzenia.

- BISS0001 lub "Micro Power PIR Motion Detector IC" otrzymuje wyjście z czujnika i po wykonaniu drobnej obróbki generuje wyjście cyfrowe.

- Moduł posiada dwa potencjometry jeden do regulacji czułości (która wynosi do 7m), a drugi do regulacji czasu, przez który sygnał wyjściowy powinien pozostawać na wysokim poziomie po wykryciu obiektu (zakres od 0,3s do 5 minut).

- Na tym module są jeszcze 3 piny ze zworką między nimi, aby wybrać tryby wyzwalania.

Pierwszy nazywa się "niepowtarzalny wyzwalacz" - ten przechodzi w stan niski, gdy tylko upłynie czas opóźnienia.

Drugi to "powtarzalny wyzwalacz" - pozostaje wysoki, dopóki obiekt znajduje się w pobliżu i wyłączy się, gdy obiekt zniknie i opóźnienie się skończy. Będę używał tego trybu do tego projektu.

Jeśli chcesz wykonać szybki test przed rozpoczęciem tego samouczka, wykonaj poniższe czynności.

Testowanie jest również dobrym pomysłem, aby przetestować zasięg i czas trwania wykrywania.

Krok 4: Łączenie bez Arduino

-Podłącz VCC do szyny + 5 v płytki stykowej;

-Podłącz GND do szyny -ve

-Podłącz diodę LED wraz z rezystorem 220 omów do pinu OUT czujnika;

Teraz, gdy czujnik wykryje ruch, pin wyjściowy przejdzie w stan wysoki, a dioda LED zaświeci się. Poruszaj się do przodu i do tyłu, aby dowiedzieć się, jaki jest zasięg. Następnie, aby przetestować czas trwania, przejdź przed czujnikiem, a następnie odejdź i użyj stopera, aby sprawdzić, jak długo dioda LED świeciła. Możesz dostosować czas lub czułość, dostosowując POT na planszy.

Krok 5: Łączenie z Arduino

Teraz, aby zrobić to samo z Arduino, podłącz VCC czujnika PIR do pinu 5v Arduino.

Następnie podłącz pin OUTput do D13 i GND do pinu uziemienia Arduino. Teraz podłącz diodę LED wraz z rezystorem 220 omów do pinu D2 Arduino. To wszystko, teraz wystarczy wgrać kod i przetestować, czy wszystko działa tak, jak powinno. Diodę LED można zastąpić brzęczykiem (w celu podniesienia alarmu po wykryciu obiektu) lub przekaźnikiem do sterowania obwodem wysokiego napięcia.

Aby dowiedzieć się więcej o przekaźnikach, zajrzyj do mojego samouczka nr 4 - "Prowadzenie przekaźnika za pomocą Arduino".

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

Krok 6: Kod

Kod jest bardzo prosty

* Zacznij od zdefiniowania pinu nr 2 i 13 jako odpowiednio pinu LED i pinu PIR

* Następnie musimy zdefiniować tryby pinów. Pin LED, aby był pinem WYJŚCIA i pin PIR, aby był pinem WEJŚCIA

* Następnie musimy odczytać wartość pinu PIR i sprawdzić, czy jest WYSOKA

* Jeśli wartość jest WYSOKA, włącz diodę LED, w przeciwnym razie wyłącz ją

Krok 7: Obszary zastosowań czujników PIR

Czujniki PIR mogą służyć do:

* Automatyzacja otwierania i zamykania drzwi

* Zautomatyzuj wszystkie światła zewnętrzne

* Zautomatyzuj oświetlenie piwnicy, ogrodu lub zadaszonego parkingu

* Zautomatyzuj oświetlenie holu windy lub wspólne oświetlenie schodów

* Wykryj obecność człowieka i podnieś alarm

* Stwórz inteligentny system automatyki domowej i bezpieczeństwa oraz wiele innych….

Krok 8: Demo

Oto moja konfiguracja do testowania czujnika PIR. Czujnik jest podpięty do płytki stykowej i siedzi na stole. Jak jestem przed czujnikiem dioda się świeci.

Teraz zróbmy szybki test. Obecnie czujnik jest w stanie spoczynku. Idę przed nim, aby aktywować czujnik. Tada, dioda zapaliła się właśnie po wykryciu mojej obecności. Światło świeci tak długo, jak długo znajduję się w pobliżu czujników. OK, odejdźmy i włącz stoper, by sprawdzić, czy wyłączy się po 5 sekundach. Sukces, wszystko działało tak, jak chciałem.

Jeszcze raz dziękujemy za obejrzenie tego filmu! Mam nadzieję, że Ci to pomoże. Jeśli chcesz mnie wesprzeć, możesz subskrybować mój kanał i oglądać inne moje filmy. Dzięki, ca ponownie w moim następnym filmie.