Φροντιστήριο αισθητήρα PIR - Με ή χωρίς Arduino: 8 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Λίγο πριν δημιουργήσω το επόμενο σεμινάριο έργων μου, το οποίο θα χρησιμοποιεί αισθητήρα PIR, σκέφτηκα ότι θα μπορούσα να δημιουργήσω ένα ξεχωριστό σεμινάριο που να εξηγεί τη λειτουργία ενός αισθητήρα PIR. Με αυτόν τον τρόπο θα είμαι σε θέση να κρατήσω το άλλο μου σεμινάριο σύντομο και επίκαιρο. Έτσι, χωρίς να χάνουμε χρόνο, ας συζητήσουμε τι είναι ένας αισθητήρας PIR και πώς μπορούμε να τον χρησιμοποιήσουμε στο έργο μας.

Βήμα 1: Βασικό

Τι είναι ο αισθητήρας PIR;

Ο αισθητήρας PIR ή "Passive Infra-Red" είναι ένας "πυροηλεκτρικός αισθητήρας IR" που παράγει ενέργεια όταν εκτίθεται σε θερμότητα. Όλα εκπέμπουν χαμηλό επίπεδο ακτινοβολίας, όσο πιο ζεστό είναι το αντικείμενο, τόσο περισσότερη ακτινοβολία εκπέμπεται. Όταν ένας άνθρωπος ή ένα ζώο (με μήκος κύματος ακτινοβολίας IR 9,4μΜ) πλησιάζει το εύρος αισθητήρων, ο αισθητήρας ανιχνεύει τη θερμότητα με τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας. Ο αισθητήρας ανιχνεύει μόνο την ενέργεια που εκπέμπεται από άλλα αντικείμενα και δεν παράγει, γι 'αυτό ο αισθητήρας ονομάζεται αισθητήρας PIR ή "Παθητικός υπέρυθρος". Αυτοί οι αισθητήρες είναι μικροί, φθηνοί, ανθεκτικοί, χαμηλής ισχύος και πολύ εύχρηστοι.

Βήμα 2: Υλικό

Για αυτό το σεμινάριο χρειαζόμαστε:

1 x Breadboard

1 x Arduino Nano/UNO (Ό, τι είναι βολικό)

1 x Αισθητήρας PIR

1 x LED και αντίσταση περιορισμού ρεύματος 220 ohm για έλεγχο της συνδεσιμότητας

Λίγα καλώδια σύνδεσης

Ένα καλώδιο USB για να ανεβάσετε τον κώδικα στο Arduino

& Γενικός εξοπλισμός συγκόλλησης

Βήμα 3: Αρχιτεκτονική

Όπως βλέπουμε ο αισθητήρας έχει δύο πλευρές:

1. Επάνω ή στην πλευρά του αισθητήρα

2. Κάτω ή στην πλευρά των εξαρτημάτων

Το Top αποτελείται από ένα ειδικά σχεδιασμένο εξώφυλλο "High-Density Polythene" που ονομάζεται "Fresnel Lens". Αυτός ο φακός εστιάζει τις υπέρυθρες ακτίνες στον υποκείμενο «πυροηλεκτρικό αισθητήρα». Οι υπέρυθρες ακτίνες 9,4 μΜ μπορούν εύκολα να περάσουν μέσα από το κάλυμμα πολυαιθυλενίου. Η ευαισθησία των αισθητήρων κυμαίνεται μεταξύ 6 και 7 μέτρων (20 πόδια) και η γωνία ανίχνευσης είναι 110 μοίρες x 70 μοίρες. Ο πραγματικός αισθητήρας βρίσκεται μέσα σε ένα σφραγισμένο μεταλλικό δοχείο. Το δοχείο προστατεύει βασικά τον αισθητήρα από θόρυβο, θερμοκρασία και υγρασία. Υπάρχει ένα μικροσκοπικό παράθυρο κατασκευασμένο από υλικό που μεταδίδει υπέρυθρες ακτινοβολίες για να επιτρέψει στα σήματα υπέρυθρης ακτινοβολίας να φτάσουν στον αισθητήρα. Πίσω από αυτό το παράθυρο υπάρχουν 'δύο' ισορροπημένοι αισθητήρες PIR. Σε κατάσταση αδράνειας, και οι δύο αισθητήρες ανιχνεύουν την ίδια ποσότητα ακτινοβολίας IR. Όταν περνάει ένα ζεστό σώμα, αναχαιτίζει πρώτα έναν από τους δύο αισθητήρες, προκαλώντας μια θετική διαφορική αλλαγή μεταξύ των δύο μισών. Και τότε, όταν φεύγει από την περιοχή ανίχνευσης, συμβαίνει το αντίστροφο και ο αισθητήρας δημιουργεί μια αρνητική διαφορική αλλαγή. Όταν αλλάζει ο παλμός ή με άλλα λόγια ο αισθητήρας PIR ανιχνεύει κίνηση, ο πείρος εξόδου αλλάζει σε "ψηφιακό υψηλό" ή 3,3V.

Το κάτω κομμάτι αποτελείται από μια δέσμη κυκλωμάτων. Λίγα από αυτά μας ενδιαφέρουν.

- Οι περισσότεροι αισθητήρες PIR διαθέτουν 3 ακίδες VCC, GND και OUT. Τα VCC και GND πρέπει να τροφοδοτούν τη μονάδα (Τάση λειτουργίας: DC 5V έως 20V). Ο ακροδέκτης OUTPUT είναι αυτός που επικοινωνεί με τον μικροελεγκτή στέλνοντας ψηλό ψηφιακό παλμό (3,3v) όταν ανιχνεύεται κίνηση και ψηφιακό χαμηλό (0v) όταν δεν ανιχνεύεται κίνηση. Οι αποσυνδέσεις ενδέχεται να διαφέρουν μεταξύ των ενοτήτων, οπότε πάντα ελέγχετε τριπλά τις εξαγωγές.

- Το BISS0001 ή το "Micro Power PIR Motion Detector IC" λαμβάνει την έξοδο από τον αισθητήρα και αφού κάνει κάποια μικρή επεξεργασία παράγει την ψηφιακή έξοδο.

- Η μονάδα διαθέτει δύο ποτενσιόμετρα το ένα για τη ρύθμιση της ευαισθησίας (το οποίο είναι έως 7 μέτρα) και το άλλο για τη ρύθμιση του χρόνου για τον οποίο το σήμα εξόδου πρέπει να παραμένει υψηλό όταν ανιχνεύεται ένα αντικείμενο (κυμαίνεται από 0,3 δευτερόλεπτα έως 5 λεπτά).

- Υπάρχουν 3 ακόμη καρφίτσες σε αυτό το δομοστοιχείο με έναν βραχυκυκλωτήρα μεταξύ τους για να επιλέξετε τις λειτουργίες σκανδάλης.

Η πρώτη λέγεται "μη επαναλαμβανόμενη σκανδάλη" - αυτή χαμηλώνει μόλις τελειώσει ο χρόνος καθυστέρησης.

Το δεύτερο ονομάζεται "επαναλαμβανόμενη σκανδάλη" - παραμένει ψηλά όσο το αντικείμενο βρίσκεται κοντά και θα απενεργοποιηθεί μόλις φύγει το αντικείμενο και τελειώσει η καθυστέρηση. Θα χρησιμοποιήσω αυτήν τη λειτουργία για αυτό το έργο.

Εάν θέλετε να κάνετε μια γρήγορη δοκιμή πριν προχωρήσετε σε αυτό το σεμινάριο, ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα.

Μια δοκιμή είναι επίσης μια καλή ιδέα για να ελέγξετε το εύρος και τη διάρκεια της ανίχνευσης.

Βήμα 4: Σύνδεση χωρίς Arduino

- Συνδέστε το VCC στη ράγα +5v της σανίδας

- Συνδέστε το GND στη ράγα -ve

- Συνδέστε το LED μαζί με μια αντίσταση 220 ohm στον πείρο OUT του αισθητήρα

Τώρα, όταν ο αισθητήρας ανιχνεύσει μια κίνηση, ο πείρος εξόδου θα πάει "ψηλά" και το LED θα ανάψει. Μετακινηθείτε προς τα εμπρός και προς τα εμπρός για να μάθετε την αίσθηση του εύρους. Στη συνέχεια, για να δοκιμάσετε τη διάρκεια διάρκειας μπροστά από τον αισθητήρα και, στη συνέχεια, απομακρυνθείτε και χρησιμοποιήστε ένα χρονόμετρο για να μάθετε πόσο καιρό έμεινε αναμμένο το LED. Μπορείτε να ρυθμίσετε την ώρα ή την ευαισθησία προσαρμόζοντας τα POT στο ταμπλό.

Βήμα 5: Σύνδεση με Arduino

Τώρα, για να κάνετε το ίδιο με το Arduino, συνδέστε το VCC του αισθητήρα PIR στην ακίδα 5v του Arduino.

Στη συνέχεια, συνδέστε τον πείρο εξόδου στο D13 και τον GND στον πείρο γείωσης του Arduino. Τώρα, συνδέστε το LED μαζί με μια αντίσταση 220 ohm στον ακροδέκτη D2 του Arduino. Αυτό είναι, τώρα απλά πρέπει να ανεβάσετε τον κώδικα και να δοκιμάσετε αν όλα λειτουργούν όπως θα έπρεπε. Μπορείτε να αντικαταστήσετε τη λυχνία LED με ένα βομβητή (για να ενεργοποιήσετε έναν συναγερμό όταν εντοπιστεί ένα αντικείμενο) ή ένα ρελέ για να οδηγήσετε ένα κύκλωμα υψηλής τάσης.

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τα ρελέ, ρίξτε μια ματιά στο σεμινάριο μου Αριθμός 4 - "Οδήγηση ρελέ με Arduino".

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

Βήμα 6: Κωδικός

Ο κώδικας είναι πολύ απλός

* Ξεκινήστε καθορίζοντας τον αριθμό ακίδων 2 και 13 ως ακίδα LED και καρφίτσα PIR αντίστοιχα

* Στη συνέχεια, πρέπει να καθορίσουμε τις λειτουργίες καρφιτσών. Ο πείρος LED είναι ο ακροδέκτης OUTPUT και ο ακροδέκτης PIR είναι ο ακροδέκτης ΕΙΣΟΔΟΣ

* Στη συνέχεια πρέπει να διαβάσουμε την τιμή του PIN pin και να δούμε αν είναι Υ HIGHΗΛΗ

* Εάν η τιμή είναι Υ HIGHΗΛΗ, τότε ενεργοποιήστε τη λυχνία LED διαφορετικά σβήστε την

Βήμα 7: Περιοχές εφαρμογής αισθητήρων PIR

Οι αισθητήρες PIR μπορούν να χρησιμοποιηθούν για:

* Αυτόματο άνοιγμα και κλείσιμο θυρών

* Αυτοματοποιήστε όλα τα υπαίθρια φώτα

* Αυτοματοποιήστε τα φώτα του υπογείου, του κήπου ή των καλυμμένων χώρων στάθμευσης

* Αυτοματοποιήστε το λόμπι ανελκυστήρα ή τα φώτα των κοινών σκαλοπατιών

* Εντοπίστε την παρουσία του ανθρώπου και σηκώστε συναγερμό

* Δημιουργήστε ένα Smart Home Automation & Security System και πολλά άλλα….

Βήμα 8: Επίδειξη

Έτσι, αυτή είναι η ρύθμισή μου για τη δοκιμή του αισθητήρα PIR. Ο αισθητήρας είναι συνδεδεμένος με το ψωμί και κάθεται στο τραπέζι. Καθώς βρίσκομαι μπροστά από τον αισθητήρα, το LED είναι αναμμένο.

Τώρα, ας κάνουμε μια γρήγορη δοκιμή. Προς το παρόν, ο αισθητήρας βρίσκεται σε κατάσταση αδράνειας. Θα περπατήσω μπροστά από αυτό για να ενεργοποιήσω τον αισθητήρα. Tada, η λυχνία LED μόλις άνοιξε αφού ανίχνευσε την παρουσία μου. Το φως παραμένει αναμμένο όσο είμαι κοντά στους αισθητήρες. Εντάξει, ας φύγουμε και ξεκινάμε το ρολόι στάσης για να δω αν σβήνει μετά από 5 δευτερόλεπτα. Επιτυχία, όλα λειτούργησαν όπως ήθελα.

Ευχαριστώ και πάλι που παρακολουθήσατε αυτό το βίντεο! Ελπίζω να σας βοηθήσει. Αν θέλετε να με υποστηρίξετε, μπορείτε να εγγραφείτε στο κανάλι μου και να δείτε τα άλλα μου βίντεο. Ευχαριστώ, πάλι στο επόμενο βίντεό μου.