آموزش سنسور PIR - با یا بدون آردوینو: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

درست قبل از ایجاد پروژه های بعدی ، که از سنسور PIR استفاده می کند ، فکر کردم ممکن است یک آموزش جداگانه برای توضیح عملکرد یک سنسور PIR ایجاد کنم. با این کار می توانم آموزش دیگرم را کوتاه و دقیق بیان کنم. بنابراین ، بدون اتلاف وقت اجازه دهید بحث کنیم که سنسور PIR چیست و چگونه می توانیم از آن در پروژه خود استفاده کنیم.

مرحله 1: اساسی

سنسور PIR چیست؟

سنسور PIR یا "مادون قرمز منفعل" یک "سنسور IR پیرالکتریک" است که هنگام قرار گرفتن در معرض حرارت انرژی تولید می کند. همه چیز میزان کمی تابش از خود ساطع می کند ، هرچه جسم گرمتر باشد ، تابش بیشتری نیز منتشر می شود. هنگامی که یک انسان یا یک حیوان (با طول موج تابش IR 9.4μMeter) به محدوده سنسورها نزدیک می شود ، سنسور گرما را به شکل تابش مادون قرمز تشخیص می دهد. این سنسور فقط انرژی ساطع شده توسط اجسام دیگر را تشخیص می دهد و هیچ گونه تولید نمی کند ، به همین دلیل است که سنسور PIR یا حسگر مادون قرمز منفعل نامیده می شود. این سنسورها کوچک ، ارزان ، مقاوم ، کم مصرف و بسیار آسان برای استفاده هستند.

مرحله 2: سخت افزار

برای این آموزش به موارد زیر نیاز داریم:

1 عدد تخته نان

1 عدد آردوینو نانو/UNO (هرچه مفید باشد)

1 عدد سنسور PIR

1 x LED و مقاومت محدود کننده جریان 220 اهم برای آزمایش اتصال

تعداد کمی کابل اتصال

یک کابل USB برای بارگذاری کد در Arduino

و تجهیزات لحیم کاری عمومی

مرحله سوم: معماری

همانطور که می بینیم سنسور دو طرف دارد:

1. بالا یا سمت سنسور

2. پایین یا قسمت اجزاء

قسمت بالا شامل یک پوشش ویژه "پلی اتیلن با چگالی بالا" به نام "Frennel Lens" است. این لنز اشعه مادون قرمز را بر روی "سنسور پیرالکتریک" متمرکز می کند. اشعه مادون قرمز 9.4 میکرومتر می تواند به راحتی از پوشش پلی اتیلن عبور کند. محدوده حساسیت سنسورها بین 6 تا 7 متر (20 فوت) و زاویه تشخیص آن 110 درجه در 70 درجه است. سنسور واقعی داخل یک قوطی فلزی مهر و موم شده است. این قوطی اساساً از سنسور در برابر سر و صدا ، دما و رطوبت محافظت می کند. یک پنجره کوچک از مواد انتقال IR وجود دارد که اجازه می دهد سیگنال های IR به سنسور برسند. پشت این پنجره "دو" سنسور PIR متعادل وجود دارد. در حالت بیکاری ، هر دو سنسور میزان یکسانی از تشعشعات IR را تشخیص می دهند. هنگامی که بدن گرم از کنار آن عبور می کند ، ابتدا یکی از دو سنسور را رهگیری می کند و باعث ایجاد تغییر مثبت مثبت بین دو نیمه می شود. و سپس ، هنگامی که منطقه حسگر را ترک می کند ، عکس آن اتفاق می افتد و سنسور یک تغییر دیفرانسیل منفی ایجاد می کند. هنگامی که پالس تغییر می کند یا به عبارت دیگر سنسور PIR حرکت را تشخیص می دهد ، پین خروجی به "high digital" یا 3.3V تغییر می کند.

بیت پایین شامل تعدادی مدار است. تعداد کمی از آنها مورد علاقه ما هستند.

- اکثر سنسورهای PIR دارای 3 پین VCC ، GND و OUT هستند. VCC و GND باید ماژول را تغذیه کنند (ولتاژ کار: DC 5V تا 20V). پین OUTPUT پین است که با ارسال پالس دیجیتال بالا (3.3v) هنگام تشخیص حرکت و کم دیجیتال (0v) در صورت عدم تشخیص حرکت ، با میکروکنترلر ارتباط برقرار می کند. پین کردن ها ممکن است بین ماژول ها متفاوت باشد بنابراین همیشه پین خروجی ها را سه بار بررسی کنید.

- BISS0001 یا "IC Micro Power PIR Motion Detector IC" خروجی را از سنسور دریافت می کند و پس از انجام کمی پردازش ، خروجی دیجیتال را تولید می کند.

- این ماژول دارای دو پتانسیومتر است که یکی برای تنظیم حساسیت (که حداکثر تا 7 متر است) و دیگری برای تنظیم زمانی که سیگنال خروجی هنگام تشخیص یک شی باید بالا بماند (بین 0.3 ثانیه تا 5 دقیقه متغیر است).

- 3 پین دیگر در این ماژول وجود دارد که بین آنها یک بلوز برای انتخاب حالت های ماشه وجود دارد.

اولین مورد "ماشه غیر قابل تکرار" نامیده می شود - این مورد به محض اتمام زمان تأخیر کم می شود.

دومین مورد "ماشه قابل تکرار" نامیده می شود - تا زمانی که جسم در مجاورت باشد ، بالا می ماند و پس از از بین رفتن شی و خاتمه تاخیر خاموش می شود. من از این حالت برای این پروژه استفاده می کنم.

اگر می خواهید قبل از ادامه این آموزش یک آزمایش سریع انجام دهید ، مراحل زیر را دنبال کنید.

آزمایش همچنین ایده خوبی برای آزمایش محدوده و مدت زمان سنجش است.

مرحله 4: اتصال بدون آردوینو

- VCC را به ریل +5 ولت تخته نان متصل کنید

- GND را به ریل -ve وصل کنید

- LED را به همراه مقاومت 220 اهم به پین OUT سنسور وصل کنید

اکنون ، هنگامی که سنسور حرکتی را تشخیص می دهد ، پین خروجی "بالا" می رود و LED روشن می شود. به عقب و جلو بروید تا محدوده را تشخیص دهید. سپس برای آزمایش مدت زمان پیاده روی مقابل سنسور و سپس راه رفتن و استفاده از کرونومتر برای اطلاع از مدت زمان روشن ماندن LED. با تنظیم POT های روی برد می توانید زمان یا حساسیت را تنظیم کنید.

مرحله 5: اتصال با آردوینو

اکنون ، برای انجام همین کار با آردوینو ، VCC سنسور PIR را به پین 5 ولت آردوینو وصل کنید.

سپس پین OUTput را به D13 و GND را به پایه پایه آردوینو وصل کنید. اکنون ، LED را به همراه مقاومت 220 اهم به پین D2 آردوینو وصل کنید. این تمام شد ، اکنون فقط باید کد را بارگذاری کرده و آزمایش کنید که آیا همه چیز آنطور که باید کار می کند. می توانید LED را با یک زنگ (برای بلند کردن زنگ هشدار هنگام تشخیص یک شیء) یا یک رله برای هدایت مدار ولتاژ بالا جایگزین کنید.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد رله ها ، لطفاً به آموزش شماره 4 - "رانندگی رله با آردوینو" نگاه کنید.

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

مرحله 6: کد

کد بسیار ساده است

* با تعریف پین شماره 2 و 13 به ترتیب به عنوان پین LED و پین PIR شروع کنید

* سپس ما باید حالت های پین را تعریف کنیم. پین LED پین OUTPUT و پین PIR پین ورودی باشد

* بعد باید مقدار پین PIR را بخوانیم و ببینیم آیا HIGH است

* اگر مقدار بالا است ، LED را روشن کنید در غیر این صورت آن را خاموش کنید

مرحله 7: زمینه های کاربرد سنسورهای PIR

از سنسورهای PIR می توان برای موارد زیر استفاده کرد:

* خودکار باز و بسته شدن درها

* خودکار تمام چراغ های فضای باز

* خودکار چراغ های زیرزمین ، باغ یا پارکینگ های سرپوشیده

* لابی آسانسور خودکار یا چراغ های راه پله معمولی

* تشخیص حضور انسان و ایجاد هشدار

* ایجاد یک سیستم اتوماسیون هوشمند و سیستم امنیتی و بسیاری دیگر….

مرحله 8: نسخه ی نمایشی

بنابراین ، این تنظیمات من برای آزمایش سنسور PIR است. سنسور به تخته نان متصل است و روی میز نشسته است. وقتی جلوی سنسور هستم LED روشن است.

حالا ، اجازه دهید یک آزمایش سریع انجام دهیم. در حال حاضر ، سنسور در حالت بیکاری خود است. من قصد دارم جلوی آن قدم بزنم تا سنسور فعال شود. با این وجود ، LED پس از تشخیص حضور من روشن شد. تا زمانی که من در نزدیکی سنسورها هستم ، روشن می ماند. خوب ، اجازه دهید راه برویم و ساعت مچی را شروع کنم تا ببینم بعد از 5 ثانیه خاموش می شود یا خیر. موفقیت ، همه چیز آنطور که می خواستم کار کرد.

باز هم ممنون از تماشای این ویدیو! امیدوارم این به شما کمک کند. اگر می خواهید از من حمایت کنید ، می توانید در کانال من مشترک شوید و فیلم های دیگر من را تماشا کنید. با تشکر ، دوباره در ویدیوی بعدی من.