Подключение датчика движения к ардуино. Подключение и использование датчика движения с Arduino: пошаговое руководство

Как подключить датчик движения к Arduino. Какие компоненты нужны для проекта. Как настроить и запрограммировать систему обнаружения движения на Arduino. Где можно применить такую систему.

Содержание

Что такое инфракрасный датчик движения для Arduino

Инфракрасный (ИК) датчик движения для Arduino — это электронное устройство, которое позволяет обнаруживать движение в зоне своего действия. Основные характеристики такого датчика:

  • Принцип работы основан на регистрации изменений инфракрасного (теплового) излучения объектов
  • Угол обзора обычно составляет 110-140 градусов
  • Дальность обнаружения до 3-7 метров
  • Напряжение питания 3-5В, что позволяет подключать напрямую к Arduino
  • Цифровой выход для подачи сигнала на микроконтроллер
  • Компактные размеры и простота подключения

Такие датчики часто используются в охранных системах, умных домах и других проектах на базе Arduino, где требуется автоматическое обнаружение присутствия человека или животного.


Схема подключения датчика движения к Arduino

Для подключения ИК-датчика движения к плате Arduino потребуется всего 3 провода:

  1. VCC датчика подключается к выводу 5V на Arduino
  2. GND датчика — к выводу GND Arduino
  3. Сигнальный вывод датчика — к любому цифровому пину Arduino, например D2

Дополнительно можно подключить светодиод или зуммер к Arduino, чтобы получать визуальное или звуковое оповещение при срабатывании датчика. В этом случае схема подключения будет выглядеть так:

  • Анод светодиода через резистор 220 Ом к пину D13 Arduino
  • Катод светодиода к GND
  • Один вывод зуммера к пину D12
  • Второй вывод зуммера к GND

Такая простая схема позволит создать базовую систему обнаружения движения на Arduino.

Программирование Arduino для работы с датчиком движения

Для работы с ИК-датчиком движения на Arduino потребуется написать несложный скетч. Основные этапы программы:

  1. Инициализация пинов
  2. Настройка последовательного порта для вывода данных
  3. Считывание состояния датчика в цикле loop()
  4. Обработка сигнала от датчика и выполнение нужных действий

Пример базового кода для Arduino:


«`cpp const int pirPin = 2; // Пин подключения датчика const int ledPin = 13; // Пин для светодиода void setup() { pinMode(pirPin, INPUT); pinMode(ledPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { int pirState = digitalRead(pirPin); if (pirState == HIGH) { digitalWrite(ledPin, HIGH); Serial.println(«Обнаружено движение!»); } else { digitalWrite(ledPin, LOW); Serial.println(«Движение не обнаружено»); } delay(1000); } «`

Этот код считывает состояние датчика, включает светодиод и выводит сообщение при обнаружении движения. Его можно дополнить и модифицировать под конкретные задачи.

Настройка чувствительности датчика движения

Большинство ИК-датчиков движения для Arduino имеют возможность настройки чувствительности и времени задержки. Как правильно выполнить настройку:

  1. Найдите на датчике два потенциометра — для чувствительности и задержки
  2. С помощью маленькой отвертки аккуратно поворачивайте потенциометр чувствительности
  3. Проверьте срабатывание датчика на разном расстоянии
  4. Настройте время задержки — как долго датчик будет выдавать сигнал после обнаружения движения
  5. Подберите оптимальные значения экспериментальным путем

Правильная настройка поможет избежать ложных срабатываний и повысит эффективность работы всей системы.


Области применения датчика движения с Arduino

Система обнаружения движения на базе Arduino и ИК-датчика может найти применение во многих сферах:

  • Охранные системы для дома и офиса
  • Автоматическое включение освещения
  • Счетчики посетителей
  • Умный дом — управление бытовыми приборами
  • Энергосбережение — отключение неиспользуемых устройств
  • Контроль доступа в помещения
  • Автоматизация производственных процессов

Простота реализации и широкие возможности настройки делают такую систему удобным инструментом для решения различных задач автоматизации.

Возможные проблемы при работе с датчиком движения

При использовании ИК-датчика движения с Arduino могут возникнуть некоторые сложности:

  • Ложные срабатывания из-за изменений температуры или движения воздуха
  • Недостаточная или избыточная чувствительность
  • Ограниченный угол обзора датчика
  • Невозможность отличить человека от животного
  • Влияние прямых солнечных лучей на работу датчика

Чтобы избежать этих проблем, следует правильно выбирать место установки датчика, настраивать его чувствительность и при необходимости использовать дополнительные средства фильтрации сигнала.


Усовершенствование системы обнаружения движения

Базовую систему на Arduino и ИК-датчике можно улучшить различными способами:

  1. Добавить несколько датчиков для увеличения зоны охвата
  2. Использовать Wi-Fi или GSM модуль для отправки уведомлений
  3. Подключить камеру для записи видео при обнаружении движения
  4. Интегрировать с другими датчиками — температуры, освещенности и т.д.
  5. Создать веб-интерфейс для удаленного управления и мониторинга

Такие улучшения позволят создать более функциональную и надежную систему обнаружения движения на базе Arduino.


Датчик движения для Ардуино: как подключить датчик движения

Датчик движения — устройство, позволяющее отследить перемещения в пределах досягаемости сенсора. Такие системы находят применение в проектах «умных» домов, в бизнесе и просто в быту, например, для включения света в доме, подъезде, комнате и так далее. Электронный конструктор Ардуино предоставляет удобную платформу для создания таких датчиков: благодаря небольшим габаритам, дешевизне, простоте и функциональности датчик движения Ардуино можно внедрять в самые различные электронные комплексы.

Описание датчика движения

Создаваемые на базе Ардуино сенсоры перемещения устроены довольно просто. Они работают на принципе регистрации инфракрасных излучений. Помимо контроллера, основной компонент устройства — высокочувствительный пассивный пироэлектрический (PIR) элемент, регистрирующий присутствие определенного уровня инфракрасного спектра. Чем теплее появившийся в радиусе действия сенсора объект, тем сильнее излучение.

Типичный PIR-датчик снабжается полусферой с фокусирующими поступающую на сегменты сенсора тепловую энергию линзами. Обычно применяется линза Френеля: она хорошо концентрирует тепло и существенно увеличивает чувствительность. В качестве платформы нередко берут Arduino Uno, но возможно создание датчика и на других версиях контроллера.

Конструктивно PIR-сенсор делится на две части. Поскольку для устройства принципиально важно улавливание движения в зоне покрытия, а не уровень тепловой эмиссии, части устанавливаются так, чтобы при появлении на одной из них большего уровня излучения на выход гаджета подавался сигнал low или high. Далее он обрабатывается микроконтроллером.

Интересно: существуют иные способы обнаружения движения. Так, сегодня постепенно распространяются системы машинного зрения, использующие нейросетевые алгоритмы для определения перемещений. Охранные комплексы могут использовать лазерные детекторы и тепловизионные датчики, реагирующие исключительно на тепло живых существ. Нередко ИК-датчики комбинируют с этими устройствами.

Базовые технические характеристики

Большинство PIR-датчиков соответствуют следующим параметрам:

  • зона уверенной детекции движения — до 7 м;
  • угол слежения — до 110 градусов;
  • рабочее напряжение — от 4.5 до 6 В;
  • диапазон температур — от -20 до +50 градусов;
  • время задержки 0.3–18 сек.

Модуль ИК-датчика несет на себе также электрическую обвязку с необходимыми компонентами: конденсаторами, предохранителями и резисторами.

Основные принципы работы

Пироэлектрик представляет собою материал, при изменении своей температуры генерирующий электрическое поле. В простом PIR-сенсоре два таких элемента, подключенных с разными полярностями.

Предположим, что гаджет смонтирован в помещении.

  1. Если комната пуста, все элементы получают одинаковую порцию теплового излучения, напряжение на них также постоянно (на левой части рисунка ниже).
  2. Когда в комнате появляется человек, он оказывается в зоне действия элемента 1. Тот генерирует положительный электроимпульс (на центральной части картинки).
  3. Перемещение человека приводит и к движению его «теплового пятна», улавливаемого элементом 2. Второй элемент создает отрицательный импульс (правая часть).
  4. Схема датчика регистрирует оба импульса, делая вывод о наличии человека в «поле зрения». А логика контроллера по этому сигналу выполняет заложенное пользователем действие — включает свет, активирует сигнализацию и так далее.

Как правило, для защиты соединений и компонентов от электронных и тепловых шумов, воздействия влаги и высокой температуры их помещают в герметичный корпус. Верхняя часть его содержит прямоугольное «окно» из ИК-прозрачного материала для свободного доступа теплового излучения.

Общая схема подключения

Большинство модулей снабжено тремя пинами для соединения с платой Ардуино. Распиновка может различаться в зависимости от производителя узла, но, как правило, выходы отмечаются поясняющими надписями.

Обычно выходов три: GND — заземление, второй — +5 В, он выдает сигнал с ИК-сенсоров. Третий — цифровой, для снятия данных

Принцип соединения с контроллером следующий:

  • GND — на любой доступный пин «земли» платы Arduino;
  • «цифра» — на любой свободный цифровой вход/выход;
  • коннектор питания следует подключить к выходу +5 В.

Пример работы

Рассмотрим ситуацию использования датчика на примере микроконтроллера Ардуино Уно и сенсора HC-SR501. Его характеристики:

  • рабочее напряжение постоянного тока — 4.5–20 В;
  • ток покоя —  ≈ 50 мкА;
  • выходное напряжение — 3.3 В;
  • диапазон температур — от −15 до +70 градусов Цельсия;
  • габариты — 32×24 мм;
  • угол детектирования — 110 градусов;
  • дистанция срабатывания — до 7 метров.

Важно: при температурах от +30 градусов эффективное расстояние детекции может снизиться.

В указанном сенсоре установлены два пироэлектрических датчика IRA-E700.

Сверху они прикрыты сегментированной полусферой. Каждый сегмент — фокусирующая тепло на определенный участок ПИР-датчика линза.

Внешний вид устройства:

Общий пример работы мы уже рассматривали выше. Пока контролируемая зона пуста, датчики получают одинаковый уровень тепловой эмиссии, напряжение на них также одинаково. Но как только излучение от человека попадет последовательно на первый и второй элементы, схема зарегистрирует разнонаправленные электрические импульсы и сгенерирует сигнал на выход.

Настройка

ИК-модуль HC-SR501 весьма прост в настройке и дешев. У него есть перемычка для конфигурирования режима и пара подстроечных резисторов. Общая чувствительность настраивается первым потенциометром: чем она выше, тем шире зона «видимости» гаджета».

Важно: чувствительность имеет значение для детектируемых размеров определяемого объекта. Подстройкой можно, например, исключить срабатывание на домашних животных.

Другой потенциометр управляет временем срабатывания устройства: если обнаружено перемещение, на выходе создается положительный электрический импульс определенной длины (от 5 до 300 секунд).

Следующий управляющий элемент — перемычка. От нее зависит режим работы.

  • в позиции L время отсчитывается от первого срабатывания. То есть, к примеру, если человек зайдет в помещение, система среагирует и включит свет на указанное настройкой потенциометра время. Когда оно истечет, выходной сигнал возвращается к начальному показателю, и комплекс перейдет в режим ожидания следующей активации;
  • в позиции H обратный отсчет будет начинаться после каждого детектирования события движения, а любое перемещение станет обнулять таймер. В этом положении перемычка стоит по умолчанию.

Рекомендуем более подробно узнать как проводится настройка датчика движения в других устройствах.

Соединение датчика с контроллером

Подключение датчика движения к Ардуино следует выполнять по указанной схеме:

Пин OUT соединяется с пином 2 Уно, а VCC подсоединено к контакту +5 В. Принципиальная схема конструкции:

Программная часть

Помимо контроллера, для функционирования оборудования необходима управляющая аппаратным комплексом программа. Ниже приведен простой скетч:

В нем при обнаружении гаджетом движения на последовательный порт отправляется 1, а в ином случае уходит значение 0. Это простейшая программа, с помощью которой можно протестировать собранный датчик.

Модифицируем устройство добавлением реле, которое станет включать свет. Принципиальная схема подключения:

Макет:

Программа для реализации данного функционала:

Теперь, если собрать компоненты по схеме, загрузить скетч в Ардуино и соединить систему с электросетью дома, по сигналу сенсора перемещения контроллер заставит сработать реле, а то, в свою очередь, включит свет.

Интересно: существует возможность соединения сенсора с реле напрямую, без контроллера. Но внедрение в схему Arduino делает ее более гибкой, функциональной и конфигурируемой.

Где можно применить

Выше мы рассмотрели простой сценарий управления светом. Кроме него, такие PIR-датчики в связке с микроконтроллером находят применение в системах сигнализации, автоматического включения видеонаблюдения, открывания/закрывания дверей и других случаях, когда необходимо выполнять некоторые автоматизированные действия при движении в контролируемой зоне.

Датчики можно комбинировать: например, если не хватает максимальной длины импульса, в систему добавляется ультразвуковой или микроволновый сенсор присутствия.

В силу отработанности аппаратной платформы, хорошо документированных схем, простоты разработки ПО и дешевизны PIR-датчики на Ардуино не обладают особыми недостатками в рамках возлагаемых на них задач. Возможности их применения ограничиваются естественными пределами ИК-технологии, периферийным оборудованием и заложенными в прошивку контроллера функциями.

Из недостатков отметим долгую инициализацию: многим образцам на переход в рабочий режим после первого включения требуется около минуты, на протяжении которой велик шанс ложных срабатываний. Кроме того, они не способны отличить человека от другого теплого объекта; для этого требуется иной класс устройств.

Заключение

Созданный на платформе Arduino датчик движения — простое и функциональное устройство, помогающее быстро и с минимальными усилиями решить задачу автоматического выполнения действий при появлении человека в радиусе действия. Очень часто такие комплексы можно встретить в квартирах и домах, на улицах и в парках — там они включают свет по детекции движения.

Находят они применение и в системах сигнализации и видеонаблюдения: по сигналу включается оповещение или запись события. Гибкость Arduino позволяет реализовать даже очень сложные проекты, например, включения сенсора в экосистему «умного дома». Хотя существуют и более продвинутые лазерные, ультразвуковые и тепловизионные варианты, ИК-детекторы в данной сфере остаются самым доступным и простым решением.

Видео по теме

Подключение PIR датчика движения к плате Ардуино (Arduino)

Время чтения: 5 минут(ы)

Датчики движения набирают популярность в Российской Федерации. Если вы хотите обезопасить себя от неудачной покупки, при этом, желаете получить качественный товар, ознакомьтесь с программным обеспечением Arduino. Программа улучшит датчик, увеличит функциональность и качество работы. Устройство в совокупности с программой станут для вас настоящим открытием, как с точки зрения функциональности, так и с точки зрения эффективности.

Содержание статьи

  • 1 Что из себя представляют стандартный датчик движения HC-SR501?
    • 1.1 Зачем нужен и где используется?
    • 1.2 Технические характеристики
    • 1.3 Как работает: устройство и принцип действия
  • 2 Подключение датчика движения к Arduino
  • 3 Настройка работы системы
    • 3.1 Перезапуск
    • 3.2 Чувствительность
    • 3.3 Время импульса
  • 4 Где купить датчик движения для микроконтроллера Ардуино?
    • 4.1 В Москве
    • 4.2 В Санкт-Петербурге

Что из себя представляют стандартный датчик движения HC-SR501?

Такой аппарат позволяет защитить дом, офис или предприятие от вторжения непрошенных гостей, будь то животное или человек.

Зачем нужен и где используется?

Инфракрасные датчики являются помощниками на случай, если сами владельцы дома или помещения вышли на улицу, и остались без источников освещения. Реагируя на движение, датчик самостоятельно включит свет, и вы не будете находиться в кромешной тьме.

Аппарат может располагаться в частном доме, в квартире, в отелях, гостиницах, промышленных предприятиях, офисах, учреждениях, и даже на улицах. Главное, это не отклоняться от инструкции по установке.

Технические характеристики

Технические характеристики такого аппарата напрямую зависят от модели. Однако, компания Arduino здесь не стала экспериментировать, и все модели похожи по параметрам, лишь немного отличаясь по мощности. Рассмотрим стандартные показатели средней статистической модели.

  • Напряжение питания 220 вольт.
  • Напряжение при выходе 3.3 вольты.
  • Расстояние обнаружения от 3 до 7 м, настраивается индивидуально.
  • Угол обнаружения варьируется в зависимости от места размещения от 120 до 140 градусов.
  • Импульс подается с длительностью от 5 до 200 секунд. Среднее значение настраивается.
  • Наступающее время блокировки до следующего замера 3 секунды.
  • Рабочая температура от — 20 до + 50 градусов, что позволяет размещать такой аппарат в уличных условиях. Работает в двух режимах одиночного захвата и повторяемого захвата.
Как работает: устройство и принцип действия

Принцип действия такого инфракрасного аппарата строится на подаче инфракрасных лучей.

  1. После запуска аппарата включается генератор инфракрасных лучей.
  2. Они сканируют поверхность на предмет подвижных объектов.
  3. Как только в зоне действия устройства появляется человек, животное или посторонний предмет, который создает помеху для инфракрасного луча, аппарат начинает подавать соответствующий световой сигнал.

Но необязательно, чтобы в зоне работы оказался именно объект.

Это может быть проезжающая мимо машина или падающая листва деревьев. В таком случае хозяева будут тревожиться чаще, поэтому нужно тщательно подумать о месте установки.

Именно инфракрасный прибор считается наиболее точным. Ведь другие виды аппаратуры реагируют только на изменение температуры в радиусе зоны действия, а значит, выхлопные газы от проезжающих мимо автомобилей или горячий воздух от кондиционера могли сбить устройство с толку.

С инфракрасным датчиком, подключенным к Arduino такое не пройдет.

Подключение датчика движения к Arduino

Поговорим о том, что же такое Arduino и как оно может функционировать с обычным датчиком. Arduino — это программа, которая ориентирована на непрофессиональных компьютерщиков. Это программная оболочка, которая позволяет написать ПО и совместить его с действием аппарата.

Получается, что вы своими собственными руками задаете алгоритм, на основании которого будет функционировать ваше устройство.

Инфракрасные датчики рекомендуют подключать к Arduino только потому, что вы будете получать только актуальную информацию о том, были ли осуществлены проникновения на вашу территорию или нет. Знакомство с такой программой тоже не создает никаких особых сложностей.

Чтобы устройство заработало, необходимо подключить сам датчик Arduino. Помимо двух приборов у вас должны быть еще в комплекте и соответствующие провода. Проверьте, чтобы комплект был полон. Чтобы соединить микроконтроллер необходимо найти три вывода.

Подключать их к Arduino следует по следующей схеме: справа, слева, с внешней стороны.

Сам цифровой выход от датчика должен генерировать высокий уровень сигнала при срабатывании. В компьютере вы должны написать простую программу, которая будет отправлять вам последовательный порт 1, если датчик уловил какие-либо движения в радиусе своего действия. Если же движения не было, то отправляться будет 0.

Затем нужно загрузить эту программу на Arduino и проверить работу датчика.

Необязательно писать программу самостоятельно, ее вполне можно найти и скачать в интернете на тематических сайтах. Также вы должны настроить датчик по вашим требованиям и просмотреть, как это может отразиться на его работе.

Настройка работы системы

Перезапуск
  1. Откройте компьютер.
  2. Скачайте файл Arduino только с официального сайта.
  3. После этого, откройте скачанное приложение.
  4. Вы увидите краткое пособие по использованию. Обязательно прочтите его.

  5. Дополнительно параллельно в другой вкладке откройте урок, который рассказывает о том, как совместить работу датчика движения и подобного программного обеспечения.
  6. Начинайте писать программу, задавая простые числовые значения.
  7. Для этого вам потребуется программный блокнот.

  8. Также, вы можете осуществлять написание программы напрямую в окне Arduino.
  9. После того, как программа была написана, вы можете осуществить подключение.
  10. После этого следует действие по перепроверке.

  11. После того, как подключение и настройка были осуществлены, необходимо произвести перезапуск. Для этого нужно отключить датчик и Arduino от сети электропитания, выключить компьютер. Затем запустите все эти устройства одновременно.
  12. Теперь необходимо, чтобы в радиусе действия датчика появился предмет, который станет помехой.

Если программа напишет единицу, то значит, настройка произошла верно, и перезапуск показал, что все заданные вами настройки сохранены.

Если аппарат не улавливает движение, более того, никаким образом не реагирует на инородный предмет, значит произвести все действия необходимо заново.

Чувствительность

Также необходимо произвести настройки чувствительности. Сделать это можно при подключении компьютера, или с помощью ручной настройки, если у вас более продвинутая модель датчика.

Если вы настроите максимальную чувствительность, то датчик будет реагировать даже на веяние ветра.

Это не в ваших интересах, так как это будет дезинформировать вас от действительности. В такой ситуации вам нужно настроить средний показатель чувствительности. Он будет оптимален для обнаружения.

Время импульса

Время импульса тоже очень важная настройка. Она показывает, как быстро датчик будет реагировать на появившийся инородный объект. Минимальная длительность времени 5 секунд, максимальная 200.

Выбирайте ту величину, которая соответствует вашим ожиданиям от работы устройства.

Рекомендуется взять величину в 10-15 секунд. Так датчик точно определит, инородный предмет в зоне действия, или же это изменения погодных условий. Вас не будут тревожить понапрасну.

Где купить датчик движения для микроконтроллера Ардуино?

В Москве
  1. ООО Диодус, светодиодное освещение и датчики движения, 1812 Года ул., 12, Москва, 121127, 8 (495) 741-46-60.
  2. B.E.G. Датчики Движения/Присутствия, Светильники с Датчиками, Малая Ордынка ул., 39, стр. 1, Москва, 115184, 8 (499) 236-10-67.
  3. Сенсор, Волгоградский пр., 42 корпус 5, Москва, 109548, 8 (495) 256-80-19.
В Санкт-Петербурге
  1. SmS sensor, Выборгская наб., 29, 510, Санкт-Петербург, 194044, 8 (800) 250-65-54.
  2. Датчик движения Steinel Малая Бронная ул., 37, 115184 8 (499) 237-28-68,
  3. Промситех. ул. Книпович, 9, Санкт-Петербург, 192019, 8 (812) 702-65-90

Arduino достаточно известная торговая марка, которая предоставляет аппаратные и программные средства для построения самых простых систем робототехники и так далее. В том числе, она взаимодействует с датчиками. Arduino это незаменимый помощник в случае, если вы приобрели инфракрасный датчик, и мечтаете, чтобы он фиксировал все вторжения на вашу территорию.

Кстати говоря, лучше всего Arduino функционирует именно с инфракрасными аппаратами. Надеемся, что вам будет легко разобраться в этой системе. Тем более, что в интернете масса уроков и пособий по тому, как настроить аппаратуру на базе этой программы.

Вам помогла эта статья? Будем благодарны за оценку:

Вы уже голосовали

Учебное пособие по инфракрасному датчику Arduino

| Пассивный ИК-датчик движения с Arduino

В этом проекте мы узнаем о ИК-датчике и о том, как его можно использовать в качестве датчика движения с помощью учебного пособия по ИК-датчику Arduino. Пройдя этот проект, вы сможете понять, как работает ИК-датчик и как подключить ИК-датчик к Arduino.

Мы сделали проект с использованием Arduino, PIR-датчика и GSM-модуля под названием Система домашней безопасности на основе GSM с использованием Arduino. Если вы понимаете, как работает ИК-датчик, то сможете много таких интересных проектов и даже более сложных.

[адсенс1]

Описание

Обзор

Пассивный инфракрасный датчик или пассивный инфракрасный датчик представляет собой электронное устройство, измеряющее инфракрасный (ИК) свет, излучаемый объектами в видимой области. Термин «пассивный» в ИК-датчике указывает на то, что датчик на самом деле не излучает инфракрасный свет, а скорее пассивно обнаруживает его, который излучается окружающими его объектами.

Любой объект, температура поверхности которого выше абсолютного нуля, т.е. -273 0 C излучает тепло в виде инфракрасного излучения. Люди не могут видеть это излучение, поскольку излучение находится в инфракрасном диапазоне.

Но ИК-датчики обнаруживают эти излучения и преобразуют их в соответствующие электрические сигналы.

Читайте также: ДОМАШНЯЯ СИСТЕМА ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ GSM С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ARDUINO

Пассивный датчик

Типичный инфракрасный датчик выглядит так, как показано на рисунке ниже. Для подключения к внешним устройствам у него есть только три контакта, а именно VCC, цифровой выход (данные) и GND.

В верхней части сенсорной платы находится линза особого типа, называемая линзой Френаля, которая закрывает настоящий пироэлектрический датчик. Работа линзы Френаля состоит в том, чтобы сфокусировать все инфракрасное излучение на пироэлектрическом датчике.

Если вы посмотрите на заднюю часть платы PIR Sensor, вся схема находится там. Мозгом модуля ИК-датчика является микросхема ИК-детектора движения BISS0001. Рядом с этой ИС у нас есть два потенциометра, один для регулировки чувствительности, а другой для регулировки времени задержки.

С помощью Sensitivity Adjust можно управлять диапазоном поля зрения и в нашем сенсоре он составляет до 7 метров. Используя настройку времени задержки, вы можете контролировать продолжительность, в течение которой цифровой выход будет оставаться ВЫСОКИМ при обнаружении движущегося объекта.

Как работает датчик PIR?

Датчики PIR сложнее, чем большинство других датчиков. Датчик движения PIR может показаться простым при реализации, поскольку все, что вам нужно сделать, это проверить наличие ВЫСОКОГО сигнала на контакте цифрового выхода датчика всякий раз, когда обнаруживается движение.

Но внутри происходит многое, и вход и выход датчика зависят от нескольких переменных.

Фактический ИК-датчик, т. е. тот, который закрыт линзой, состоит из двух прорезей, и обе прорези изготовлены из материалов, чувствительных к ИК-излучению. В нормальных условиях, когда перед датчиком нет движения, обе прорези датчика обнаруживают одинаковое количество инфракрасного излучения.

Когда перед датчиком происходит движение, например, человек или кошка, их излучение сначала интерпретируется одним из слотов, и дифференциальный выходной сигнал между двумя слотами становится положительным.

Когда человек уходит, второй слот обнаруживает излучение, и дифференциальный выходной сигнал становится отрицательным. На основе этих выходных импульсов обнаруживается движение.

[адсенс2]

Тестирование ИК-датчика

Поскольку на цифровом выводе ИК-датчика находится либо ВЫСОКИЙ, либо НИЗКИЙ уровень в зависимости от обнаруженного движения, вы можете построить простую схему для проверки ИК-датчика.

Первая схема состоит из ИК-датчика и светодиода. Когда датчик PIR обнаруживает движение, загорается светодиод. Продолжительность, в течение которой светодиод горит, можно настроить с помощью потенциометра Delay Adjust POT.

Аналогичная схема тестирования ИК-датчика показана ниже, но она состоит из зуммера. Для управления зуммером можно использовать NPN-транзистор, такой как BC547 или 2N2222. Зуммер будет активирован, когда датчик обнаружит любое движение.

  

PIR-датчик Arduino: PIR-датчик движения с использованием Arduino

Давайте создадим небольшой проект Motion Sensor или Motion Detector, используя Arduino и PIR-датчик. В этом проекте ИК-датчик обнаруживает любое движение перед собой и подает сигнал Arduino. Всякий раз, когда обнаруживается какое-либо движение, Arduino активирует сигнал тревоги в виде зуммера.

Эта схема не реализует основной дизайн, но дает представление о том, как связать ИК-датчик с Arduino и как мы можем использовать Arduino для использования данных от ИК-датчика и управления другими выходными устройствами или нагрузками, такими как реле, GSM-модуль. , зуммер и т. д.   

Принципиальная схема

Необходимые компоненты
  • Arduino UNO [Купить здесь]
  • ИК-датчик
  • Зуммер 5 В
  • Макет
  • Соединительные провода
  • Источник питания
Схема

Конструкция датчика движения PIR с использованием Arduino очень проста. Модуль ИК-датчика имеет три контакта: VCC, цифровой выход и GND. Подключите VCC и GND к +5V и GND соответственно. Затем подключите контакт цифрового выхода датчика PIR к контакту цифрового ввода/вывода 8 Arduino.

Поскольку нам нужно сигнализировать об обнаружении движения датчиком, подключите зуммер к контакту 11 платы Arduino.

ПРИМЕЧАНИЕ : Зуммер подключается напрямую к Arduino. Я предлагаю вам подключить его через транзистор, как показано на тестовой схеме.

Код

Работа детектора движения Arduino PIR Sensor

Работа этого проекта очень проста. Когда система включена, Arduino ожидает калибровки датчика PIR. Период калибровки установлен на 10 секунд, и в течение этого времени перед датчиком PIR не должно быть никаких движений.

После калибровки датчик PIR будет готов к обнаружению любого движения перед ним. Если датчик PIR обнаружит какие-либо движения, его контакт цифрового выхода, который подключен к контакту 8 Arduino, станет ВЫСОКИМ.

Arduino обнаружит этот ВЫСОКИЙ сигнал и активирует зуммер.

Приложения

  • Интерфейс датчика Arduino PIR может быть реализован в широком спектре проектов, но важным из них является система обнаружения движения.
  • Различные системы домашней безопасности могут быть реализованы с использованием Arduino и PIR-датчика.

PIR-датчик: обзор, приложения и проекты

PIR-датчик — это сокращение от Passive Infrared Sensor, которое применяется к проектам, которым необходимо обнаруживать движение человека или частиц в определенном диапазоне. Он также широко известен как датчик PIR (движения) или ИК-датчик.

Поскольку PIR-датчики оснащены мощными функциями с низкими затратами, они были приняты во множестве проектов и широко приняты сообществом аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом для проектов, связанных с Arduino и Raspberry Pi. Благодаря тому, что все эти ресурсы легко доступны, он очень помог новичкам узнать о датчике PIR.

В этой статье я расскажу о ИК-датчике и сравню различные ИК-датчики, которые вы можете найти в Seeed. Надеюсь, это поможет вам лучше понять PIR!

Что будет рассмотрено:

  • Обзор ИК-датчиков
  • Разница между ИК-датчиком и датчиком движения
  • Как работает ИК-датчик с Arduino и Raspberry Pi?
  • Сопутствующие датчики
  • Проекты Arduino и Raspberry Pi с использованием ИК-датчика

Обзор ИК-датчиков

Что такое ИК-датчик?

Датчик PIR — это электронный датчик, который измеряет инфракрасное излучение, излучаемое объектами в поле его зрения. Чаще всего они используются в датчиках движения на основе ИК-датчиков. Датчики PIR обычно используются в системах охранной сигнализации и автоматического освещения.

Технически, PIR состоит из пироэлектрического датчика, способного обнаруживать различные уровни инфракрасного излучения. Например, все излучает разные уровни излучения, и уровень излучения будет увеличиваться с повышением температуры объекта.

Что обнаруживает датчик PIR?

Датчики PIR также известны как PID или пассивные инфракрасные датчики. Таким образом, датчик PIR может обнаруживать инфракрасное излучение, испускаемое частицами.

Как правило, PIR может обнаруживать движение животных/людей в требуемом диапазоне, который определяется спецификацией конкретного датчика. Сам извещатель не излучает никакой энергии, а пассивно ее получает и улавливает инфракрасное излучение из окружающей среды.

Ref: Elprocus

Как работает датчик PIR?

Датчик PIR довольно сложен по сравнению с другими датчиками. Так как у них 2 прорези, а прорези сделаны из чувствительного материала.

Линза Френеля используется для того, чтобы увидеть, что две прорези ИК-датчика могут видеть на некотором расстоянии. Когда датчик неактивен, два слота воспринимают одинаковое количество ИК-излучения. Окружающее количество излучается снаружи, от стен или комнаты и т. д.

Когда тело человека или любого животного проходит мимо, оно перехватывает первый слот ИК-датчика. Это вызывает положительное дифференциальное изменение между двумя биссектрисами. Но когда тело покидает зону восприятия, датчик генерирует отрицательное дифференциальное изменение между двумя биссектрисами.

Ref: Elpocus

Ассортимент различных пассивных инфракрасных датчиков

  • Внутренний пассивный инфракрасный датчик : Расстояние обнаружения составляет от 25 см до 20 м.
  • Внутренний занавес Тип : Диапазон обнаружения от 25 см до 20 м.
  • Пассивный инфракрасный датчик для наружного применения : Дальность обнаружения составляет от 10 до 150 м.
  • Наружный P Активный инфракрасный детектор шторки : Расстояние от 10 м до 150 м.

Разница между ИК-датчиком и датчиком движения

Датчик движения способен обнаруживать движение людей или объектов. В большинстве приложений эти датчики в основном используются для обнаружения действий человека в определенной области.

  • Преобразует движение в электрические сигналы : датчик либо излучает стимулы и отслеживает любые отраженные изменения, либо получает сигналы от самого движущегося объекта.
  • Тревога : Звучит сигнал тревоги, когда люди или другие объекты вторгаются и нарушают нормальное состояние, в то время как другие подадут сигнал тревоги, когда они вернутся в нормальное состояние после вторжения.
  • Использование : Системы безопасности во всем мире полагаются на датчики движения для срабатывания сигнализации и/или автоматических выключателей освещения, которые обычно располагаются в относительно легком доступе к зданиям, таким как окна и ворота.

PIR — это только один из технических методов обнаружения движения, поэтому мы будем говорить, что PIR-датчик — это подмножество датчика движения .

PIR-датчик имеет небольшой размер, дешевую цену, низкое энергопотребление и очень прост для понимания, что делает его довольно популярным. Многие продавцы добавляют «движение» между датчиками PIR для удобства новичков.


Как PIR работают с Arduino и Raspberry Pi?

Поскольку существует множество проектов, использующих PIR с Arduino, а также множество учебных пособий, я познакомлю вас с некоторыми из самых простых, но интересных!

Компания Seeed предлагает четыре датчика движения PIR! Тем не менее, я возьму в качестве примера датчик движения Grove — PIR и сравню его с другими датчиками PIR, чтобы проиллюстрировать, как PIR работают с Arduino.

  • Датчик движения PIR — версия с большими линзами
  • Grove — ИК-датчик движения
  • Grove — мини-ИК-датчик движения
  • Grove — цифровой ИК-датчик движения

Подробное пошаговое руководство см. на вики-странице ИК-датчика Seeed Studio.

Grove — ИК-датчик движения

Этот Grove — ИК-датчик движения может обнаруживать инфракрасные сигналы, вызванные движением. Если датчик PIR замечает инфракрасную энергию, срабатывает детектор движения, и датчик выводит ВЫСОКИЙ уровень на своем выводе SIG. Диапазон обнаружения и скорость отклика можно регулировать с помощью 2 потенциометров, припаянных на его печатной плате. Скорость отклика составляет от 0,3 до 25 с, а диапазон обнаружения составляет 6 метров.

Это простой в использовании датчик движения с интерфейсом, совместимым с Grove. Просто подключите его к Base Shield и запрограммируйте, его можно использовать в качестве подходящего детектора движения для проектов Arduino.

Серия датчиков движения PIR включает в себя несколько продуктов, которые будут отвечать вашим различным потребностям:

Продукт Измерительный диапазон и угол
PIRSER -SENSOR — LIGE SENSEOR — LIGE SENSEOR — LIGE LISTOR.

Угол: <120°

Большой объектив, поддерживающий дальний и широкий угол обзора
Стандартный разъем 2,54 мм
Grove – датчик движения PIR Максимальное расстояние: 3–6 м (3 м по умолчанию)

Угол: <120°

Измеряемое расстояние и время удержания настраиваются
Скорость отклика: 0,3–25 с
Grove – датчик движения Mini PIR Максимальное расстояние: 2–5 м (2 м по умолчанию)

Угол: X= 110° Y= 90°

Регулируемая чувствительность
мини-размер
Гроув-Цифровой датчик движения PIR MAX DISSAT датчик с Arduino и Raspberry Pi Подключите датчик PIR к Seeeduino Подключите датчик PIR к Raspberry Pi

Мы подготовили подробные руководства и библиотеки на нашей вики-странице, чтобы помочь вам использовать датчик PIR с Arduino и Raspberry Pi. С Grove вы можете просто подключить и начать работу над проектами PIR.


Связанный датчик s

Датчик PIR не может удовлетворить потребности вашего проекта? Вот альтернативный датчик движения, который вы можете рассмотреть:

Микроволновый датчик

Микроволновые датчики также известны как радарные, радиочастотные или доплеровские датчики. Это электронные устройства, способные обнаруживать движение от ходьбы и бега до ползания на открытом воздухе с использованием электромагнитного излучения.

Кроме того, он способен обнаруживать движение, применяя эффект Доплера и излучая микроволны, которые отражаются от поверхностей и возвращаются к датчику. Он способен измерять и определять время отражения сигнала, известное как 9.0021 время эха .

Что такое время эха?

Время эха помогает рассчитать расстояние от любого стационарного объекта в зоне обнаружения и устанавливает базовую линию для работы детектора движения.

При использовании времени эхо-сигнала датчик может обнаруживать движение в зоне обнаружения, как если бы в зоне двигался человек, поскольку волны будут изменяться, что меняет время эхо-сигнала. С микроволновым датчиком все это можно сделать менее чем за микросекунду.

Кроме того, в определенных сценариях он более подходит по сравнению с датчиком PIR. Например, на него не влияет температура окружающей среды по сравнению с датчиком PIR.

Интересный факт: микроволновый датчик может стабильно работать при температурах от -20°C до 45°C!

Хотите узнать больше об этом? Ознакомьтесь с другим нашим блогом о том, какой датчик движения Arduino использовать — микроволновый или ИК-датчик!

Датчик миллиметровых волн

Радар миллиметровых волн способен обнаруживать движения размером до доли миллиметра, отсюда и название миллиметровых волн. Обычно он измеряет электромагнитные волны с чрезвычайно широкой полосой пропускания и узкими лучами.

Благодаря своей точности в определении расстояния, скорости и угла объектов в пределах своего диапазона, в настоящее время он широко используется в автомобильной промышленности для передовых систем помощи водителю.

Все датчики mmWave основаны на промышленном радаре Infineon mmWave с частотной модуляцией и непрерывной волной (FMCW), в котором применяется технология доплеровского радара.

Получите сегодня в интернет-магазине Seeed!

Хотите узнать больше о радарах миллиметрового диапазона? Ознакомьтесь с нашим руководством и со всем, что вам нужно знать о FMCW, здесь!


Проекты Arduino и Raspberry Pi с использованием ИК-датчика

Проекты Arduino с использованием ИК-датчика

Охранная сигнализация с ИК-датчиком движения
Ref: Pooja Baraskar

Хотите сделать свою собственную систему охранной сигнализации? В этом проекте объясняется, как сделать его с помощью ИК-датчика, зуммера и светодиода!

Что вам потребуется:

  • Arduino UNO / Seeduino V4.2
  • Grove — датчик движения с ИК-датчиком
  • Grove — зуммер
  • Grove — светодиод

Заинтересованы? Смотрите больше информации здесь!

Защитный фонарь с сенсорным управлением
Ref: Adersh B

Сделай сам свой балконный светильник, чтобы он зажигался только тогда, когда он тебе нужен!

Что вам понадобится:

  • Arduino Nano v3
  • Grove — Mini Pir Sensor
  • Гроув — датчик света
  • Светодиодные полосы
  • 2x USB Батарея
  • Солные панели (опцион)
  • 77777777777777777777777777777777777777.

Заинтересованы в этом? Ознакомьтесь с руководством здесь!

Автоматизированный интеллектуальный переход через зебру
Ref: Hackster.io

Любите играть с игрушечными машинками? Постройте для него дорогу и добавьте автоматизированную интеллектуальную систему перехода «зебра» с дорожным сигналом и сигналом для пешеходов с таймером для более реалистичного игрового процесса!

Что вам понадобится:

  • Arduino UNO / Seeduino V4.2
  • Grove — датчик движения PIR
  • 2x 7-сегментный дисплей
  • Рассеянный общий катод RGB
  • Grove — красный светодиод
  • Гроув — зеленый светодиод
  • Желтый светодиод
  • 3x перфорированная PCB
  • Pushbutton Switch
  • Grove — Buzzer
  • Резистор 10K OHM
  • Jumper Wire

Звучит как что -то, что вы, вы хотите что -то? Ознакомьтесь с руководством здесь!

Машина для производства конфет на Хэллоуин
Ref: Seeed

Хотите произвести впечатление на своих гостей во время Хэллоуина? Не смотрите дальше, эта автоматическая машина для производства конфет на Хэллоуин обязательно покорит вас!

Что вам потребуется:

  • Beaglebone Green Wireless
  • Grove Base Cape для Beaglebone
  • Grove — датчик отпечатков пальцев
  • Grove — датчик движения PIR
  • Grove — кнопка (P)
  • — 7 Grove7
  • Дисплей 0,96″
  • Макет
  • Проволочная перемычка
Электропроводка Candy Machine

Заинтересованы? Идите вперед и попробуйте сами!

Christmas Music Cheer Light
Ref: Seeed

Хо-хо-хо! Хотите сделать освещение для новогодней елки своими руками? Посмотрите этот проект, где ваша рождественская елка может взаимодействовать с вами и соответственно светиться!

Что вам потребуется:

  • Seeeduino V4. 2
  • Seeed Base Shield V2
  • Grove — регулируемый ИК-датчик движения
  • Grove — WS2813 Светодиодная лента RGB Водонепроницаемая — 60 светодиодов/м — датчик громкости 1 м

    8 9

Звучит весело? Идите вперед и нажмите здесь, чтобы узнать, как сделать это своими руками!

Система захвата изображений, активируемая движением

Ref: STEMpedia

Превратите свой смартфон в систему безопасности, активируемую датчиком движения! Всякий раз, когда эта система обнаруживает, что кто-то нарушает покой ИК-датчика, она делает его / ее снимок с помощью своего модуля камеры.

Что вам потребуется:

  • Arduino Mega 2560
  • Grove — датчик движения
  • HC-05 Bluetooth
  • Провод-перемычка
  • STEMpedia evive

Заинтересованы в этом проекте? Узнайте, как сделать это самостоятельно, здесь!

Учебное пособие по Raspberry Pi с использованием ИК-датчика

Изображение: Maker Pro

Нужна помощь в сопряжении ИК-датчика движения с Raspberry Pi? Этот урок покажет вам, как это сделать! Выводы GPIO на Raspberry Pi имеют решающее значение, когда речь идет о создании аппаратного проекта, будь то робот или система домашней автоматизации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *