Tutorial del sensor PIR: amb o sense Arduino: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Just abans de crear el meu proper tutorial de projectes, que utilitzarà un sensor PIR, vaig pensar que podria crear un tutorial separat que expliqués el funcionament d’un sensor PIR. En fer-ho, podré mantenir el meu altre tutorial breu i al punt. Per tant, sense perdre el temps, analitzem què és un sensor PIR i com el podem utilitzar en el nostre projecte.

Pas 1: bàsic

Què és un sensor PIR?

El sensor PIR o "infraroig passiu" és un "sensor IR piroelèctric" que genera energia quan s'exposa a la calor. Tot emet un nivell baix de radiació, com més calent és l’objecte, més radiació s’emet. Quan un ésser humà o un animal (amb una longitud d’ona de radiació IR de 9,4 µM) s’acosta al rang dels sensors, el sensor detecta la calor en forma de radiació infraroja. El sensor només detecta l'energia emesa per altres objectes i no en produeix cap, per això el sensor s'anomena sensor PIR o "Passive Infra-Red". Aquests sensors són petits, econòmics, resistents, de poca potència i molt fàcils d’utilitzar.

Pas 2: maquinari

Per a aquest tutorial necessitem:

1 x Taula de pa

1 x Arduino Nano / UNO (el que sigui útil)

1 x sensor PIR

1 x LED i una resistència de limitació de corrent de 220 ohms per provar la connectivitat

Pocs cables de connexió

Un cable USB per carregar el codi a l'Arduino

& Equips de soldadura generals

Pas 3: Arquitectura

Com podem veure, el sensor té dues cares:

1. Part superior o lateral del sensor

2. Part inferior o lateral dels components

La part superior consisteix en una funda dissenyada especialment per a "polietilè d'alta densitat" anomenada "lent Fresnel". Aquesta lent enfoca els rajos infrarojos cap al "sensor piroelèctric" subjacent. Els rajos infrarojos de 9,4 µMeter poden passar fàcilment a través de la coberta de polietilè. La sensibilitat dels sensors oscil·la entre els 6 i els 7 metres (20 peus) i l’angle de detecció és de 110 graus x 70 graus. El sensor real es troba dins d’una llauna metàl·lica segellada. La llauna protegeix bàsicament el sensor del soroll, la temperatura i la humitat. Hi ha una petita finestra feta de material transmissor IR per permetre que els senyals IR arribin al sensor. Darrere d'aquesta finestra hi ha "dos" sensors PIR equilibrats. En estat d'inactivitat, tots dos sensors detecten la mateixa quantitat de radiació IR. Quan passa un cos càlid, primer intercepta un dels dos sensors, provocant un canvi diferencial positiu entre les dues meitats. I després, quan surt de la zona de detecció, passa el contrari i el sensor genera un canvi diferencial negatiu. Quan el pols canvia o en altres paraules, el sensor PIR detecta el moviment, el pin de sortida canvia a "digital high" o 3,3V.

El bit inferior consisteix en un munt de circuits. Pocs d'ells són del nostre interès.

La majoria dels sensors PIR tenen VCC, GND i OUT de 3 pins. VCC i GND alimentaran el mòdul (tensió de funcionament: DC 5V a 20V). El pin OUTPUT és el que comunica amb el microcontrolador enviant pols digital alt (3,3 v) quan es detecta un moviment i digital baix (0 v) quan no es detecta cap moviment. Els pin-outs poden variar entre mòduls, de manera que comproveu sempre els pin-outs.

- El BISS0001 o el "Micro Power PIR Motion Detector IC" obté la sortida del sensor i després de fer un petit processament produeix la sortida digital.

- El mòdul té dos potenciòmetres un per ajustar la sensibilitat (fins a 7 m) i l’altre per ajustar el temps durant el qual el senyal de sortida s’ha de mantenir alt quan es detecta un objecte (oscil·la entre 0,3 i 5 minuts).

- Hi ha 3 pins més en aquest mòdul amb un pont entre ells per seleccionar els modes d'activació.

El primer es diu "activador no repetible": aquest es redueix tan aviat com s'acabi el temps de retard.

El segon es diu "disparador repetible": es manté alt sempre que l'objecte estigui a la proximitat i s'apagarà un cop s'hagi desaparegut l'objecte i s'hagi acabat el retard. Faré servir aquest mode per a aquest projecte.

Si voleu fer una prova ràpida abans de continuar amb aquest tutorial, seguiu els passos següents.

Una prova també és una bona idea per provar l'abast i la durada de la detecció.

Pas 4: Connexió sense Arduino

- Connecteu el VCC al carril de + 5v de la placa

- Connecteu el GND al carril -ve

- Connecteu el LED juntament amb una resistència de 220 ohms al pin OUT del sensor

Ara, quan el sensor detecta un moviment, el pin de sortida es posarà "alt" i el LED s'encendrà. Desplaceu-vos cap enrere i endavant per esbrinar la sensació del rang. A continuació, proveu la durada caminant per davant del sensor i, a continuació, marxeu-vos i utilitzeu un cronòmetre per esbrinar quant de temps s’ha mantingut el LED. Podeu ajustar el temps o la sensibilitat ajustant els POT al tauler.

Pas 5: Connexió amb Arduino

Ara, per fer el mateix amb Arduino, connecteu el VCC del sensor PIR al pin de 5v d’Arduino.

A continuació, connecteu el pin de sortida a D13 i GND al pin de terra de l’Arduino. Ara, connecteu el LED juntament amb una resistència de 220 ohms al pin D2 de l’Arduino. Això és, ara només cal que pengeu el codi i proveu si tot funciona com hauria de ser. Podeu substituir el LED per un zumbador (per activar una alarma quan es detecta un objecte) o un relé per accionar un circuit d'alta tensió.

Per obtenir més informació sobre els relés, consulteu el meu tutorial número 4 - "Conduir un relé amb un Arduino".

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

Pas 6: Codi

El codi és molt senzill

* Comenceu definint el pin número 2 i 13 com a pin LED i pin PIR respectivament

* A continuació, hem de definir els modes de pin. El pin LED és el pin OUTPUT i el pin PIR és el pin INPUT

* A continuació, hem de llegir el valor del pin PIR i veure si és ALT

* Si el valor és ALT, enceneu el LED en cas contrari, apagueu-lo

Pas 7: Àrees d'aplicació dels sensors PIR

Els sensors PIR es poden utilitzar per:

* Automatitzar l'obertura i tancament de portes

* Automatitza totes les llums exteriors

* Automatitzeu llums de soterrani, jardí o zones d’aparcament cobertes

* Automatitzar el vestíbul de l’ascensor o els llums comuns de les escales

* Detectar la presència d’humans i activar una alarma

* Creeu un sistema de seguretat i automatització domèstica intel·ligent, i molts més …

Pas 8: demostració

Per tant, aquesta és la meva configuració per a la prova del sensor PIR. El sensor està connectat a la taula de treball i està assegut a la taula. Quan estic davant del sensor, el LED està encès.

Ara, fem una prova ràpida. Actualment, el sensor es troba en estat d’aturada. Caminaré per davant per activar el sensor. Tada, el LED s'encén després de detectar la meva presència. La llum es manté sempre que estigui a prop dels sensors. D'acord, deixem-me i comenci el cronòmetre per veure si s'apaga al cap de 5 segons. Èxit, tot va funcionar com volia.

Gràcies de nou per veure aquest vídeo. Espero que us ajudi. Si voleu donar-me suport, podeu subscriure-us al meu canal i veure els meus altres vídeos. Gràcies, ca de nou al meu proper vídeo.