Glavni osjetljivi element senzora kretanja i prisutnosti je piroelektrični infracrveni senzor. Piroelektricitet je električni potencijal koji nastaje
u materijalu pod utjecajem infracrvenog (IR) zračenja.
Senzor koji koristi materijal s tim svojstvima može reagirati na toplinu koju emitira ljudsko tijelo. PIR senzor (Pyroelectric InfraRed) ima kružni uzorak zračenja (360°) s kutom rotacije od 120°.
Posebna rješenja krugova omogućila su stvaranje različitih infracrvenih senzora kretanja za paljenje svjetla i snimanje kretanja ljudi.
Područja pokrivenosti PIR senzora
Asortiman proizvoda B.E.G. Postoje senzori pokreta i prisutnosti različitih izvedbi i namjena:
- za vanjsku upotrebu;
- za unutarnju upotrebu;
- za montažu na zid;
- za stropnu montažu
- dizajnerski senzori.
Jedan od glavnih parametara IR senzora kretanja je područje pokrivanja. Stropni senzori obično imaju kružno područje pokrivanja (360°). PIR zidni senzori kretanja, ovisno o modelu, imaju raspon pokrivanja od 120° do 280°.
U određenim uvjetima ponekad je potrebno koristiti senzor s nestandardnim kutom gledanja.
U takvim slučajevima koriste se ploče za zatvaranje (zavjese). Isključuju izvore topline (smetnje) ili područja prostorije iz zone detekcije.
Domet senzora ovisi o tome kako se osoba kreće u odnosu na senzor. Ako se kreće u smjeru okomitom na senzor, tada senzor ima najveći domet.
Ako je pomak prema senzoru (frontalno), područje pokrivanja se smanjuje gotovo za polovinu. Senzori imaju minimalni domet ako se kretanje događa izravno ispod senzora.
PIR senzori prisutnosti tvrtke B.E.G. zona visoke osjetljivosti, te reagiraju i na najmanji pokret. Osjetljivost senzora je podesiva.
Prilikom implementacije projekta važno je osigurati da područja pokrivenosti senzora pokrivaju cijelo područje koje se nadzire. Da bi se to postiglo, koristi se nekoliko senzora s preklapajućim područjima pokrivenosti, izbjegavajući "mrtve" zone. Kako bi se uklonili propusti i lažni pozitivni rezultati, primjenjuju se vremenske odgode.
Kako pravilno postaviti PIR senzore
Na ulazu u objekt postavljen je zidni PIR senzor kretanja za vanjsku upotrebu.
Mora postojati put do ulaza u njegovu području djelovanja. Senzor je prvi koji pozdravlja posjetitelja, poboljšavajući sliku ustanove.
U hodnicima posebnu pozornost daje se ulazima. Senzori moraju biti ugrađeni tako da se osoba ni nakratko ne nađe u mraku. Za hodnike, posebni stropni senzori kretanja s uskim rasponom detekcije i dugog dometa akcije.
Stepenice se smatraju zonama povećana opasnost. Ovdje ljudi ne bi trebali pasti zbog nedovoljne rasvjete. Senzori pokreta postavljaju se na strop ili na zid podesta poput zidnih prekidača.
Osobitost rasvjete u uredu je da je u jednoj prostoriji potrebno osigurati različitu rasvjetu na različitim radnim mjestima. Potrebno je voditi računa o intenzitetu prirodnog svjetla i moći isključiti rasvjetu u praznim prostorima.
Stoga svako radno mjesto treba vlastitu shemu upravljanja rasvjetom. Stropni PIR senzori prisutnosti s mogućnošću proširenja raspona detekcije mogu se nositi s ovim zadatkom.
U školskoj učionici ili sveučilišnoj dvorani osvjetljenje se provodi uzimajući u obzir dnevnu svjetlost. Soba je podijeljena u zone na način da se osigura ravnomjerno osvjetljenje pomoću podesive umjetne rasvjete.
Posebna pažnja posvećena je području u blizini ploče. Prisutni moraju imati jasan pogled na nastavnika i ploču, stoga je potrebno pouzdano osvjetljenje i, po mogućnosti, dodatno ručno upravljanje. U takvim sobama koriste se senzori prisutnosti na stropu.
Pri automatizaciji rasvjete konferencijskih dvorana i soba za sastanke koristi se pristup sličan gore opisanom. U trgovini, ljekarni ili uslužnom poduzeću senzor pokreta sa zvučnim signalom postavlja se blizu ulaza kako bi osoblje obratilo pozornost na posjetitelja koji ulazi.
Velika teretana podijeljena je na zone s neovisnom kontrolom stropnih senzora. Također je važno osigurati ručno upravljanje: to će omogućiti osvjetljenje samo tamo gdje se odvija nastava.
U podzemnoj garaži potrebno je osigurati pouzdanu kontrolu ulaznih prostora i glavnih prolaza. Moguće "mrtve" zone kompenziraju se vremenskim kašnjenjima. Ovdje se koriste samo stropni senzori.
Opći zahtjevi za ugradnju PIR senzora
Domet PIR senzora ovisi o smjeru kretanja izvora IC zračenja. Ako je zbog velikog broja komunikacija nemoguće ugraditi senzore pokreta na strop, onda se postavljaju na stupove i zidove.
Raspon senzora ne smije biti ograničen drvećem, namještajem i pregradama (uključujući staklo). Optimalna visina ugradnje stropnih senzora je 2,5-3 metra, a zidnih prekidača od 1,1 do 2,2 metra. Senzori za visoke stropove postavljaju se na visine do 16 metara.
Raspon PIR senzora je širok. Razlikuju se po namjeni, tehničkim parametrima i dizajnu. Da biste ih primijenili s maksimalnom učinkovitošću na određenom mjestu, bolje je koristiti usluge profesionalaca.
Za B.E.G. Naši stručnjaci dat će vam sve potrebne savjete. I na naš blog kako ne biste propustili korisne materijale o senzorima pokreta i prisutnosti.
U našem nesavršenom svijetu, razne tehničke stvari su u velikoj potražnji, dizajnirane da čuvaju imovinu i mir građana. Stoga je, vjerujem, teško pronaći osobu koja nikad nije vidjela sigurnosne alarme opremljene senzorima pokreta. Fizički principi njihova rada, kao i njihova implementacija, mogu varirati, no piroelektrični pasivni infracrveni (PIR) senzori su vjerojatno najčešći.
Nešto ovako:
Reagiraju na promjene u zračenju u infracrvenom području, točnije u njegovom srednjem dijelu - 5-15 mikrona (tijelo sredine zdrava osoba emitira u rasponu od oko 9 mikrona). Sa stajališta krajnjeg korisnika, stvar je vrlo jednostavna - ulaz za napajanje (obično 12 volti) i relejni izlaz (obično solid state i s normalno zatvorenim kontaktima). Netko topao se prošuljao - relej je radio. Dosada. Ali iznutra stvari nisu tako jednostavne.
Danas ćemo malo vremena posvetiti teoriji, a onda ćemo jedan takav uređaj izbaciti iz crijeva i učiniti ga ne samo senzorom koji reagira na činjenicu kretanja, već registrira smjer kretanja.
Prijeđimo na praktične vježbe
Naoružani teoretskim informacijama, uzmimo lemilo. Na fotografiji je senzor u rastavljenom stanju (skinut je prednji poklopac s Fresnelovim lećama i metalni ekran).
Gledamo oznake mikrokruga koji je najbliži piroelektričnom senzoru (onaj okrugli metalni s prozorom - to je to) i (oh, sretno!) ispada da je to LM324 - četverostruko op-amp. Ispitivanjem okolnih elemenata pronalazimo pin op-ampa koji je najvjerojatnije prikladan za naše potrebe (u mom slučaju pokazalo se da je to pin 1 mikro kruga). Sada bi bilo lijepo provjeriti jesmo li ga pronašli. Obično se za to koristi osciloskop. Nisam ga imao pri ruci. Ali pokazalo se da je to Arduino. Budući da je razina signala nakon pojačanja reda veličine nekoliko volti, a nije nam potrebna posebna točnost mjerenja (dovoljna je kvalitativna procjena), Arduino ADC ulazi su sasvim prikladni. Lemimo žice na pronađeni izlaz operativnog pojačala i minus napajanja i dovodimo ih na matičnu ploču. Žice ne bi trebale biti dugačke. U suprotnom, postoji mogućnost mjerenja ne signala senzora, već nečeg sasvim drugog.
Sada razmislimo o tome koliko brzo trebamo očitati signal da bismo dobili nešto zdravo. Gore je rečeno da je frekvencijski raspon korisnog signala ograničen na približno 10 Hz. Sjećajući se Kotelnikovljevog teorema (ili Nyquistova teorema, kako vam se više sviđa), možemo zaključiti da nema smisla mjeriti signal s frekvencijom iznad 20 Hz. one. Period uzorkovanja od 50 ms je u redu. Pišemo jednostavnu skicu koja čita port A1 svakih 50 ms i ispisuje svoju vrijednost u serijski (strogo govoreći, mjerenja signala događaju se rjeđe od svakih 50 ms, budući da je za pisanje na port također potrebno vrijeme, ali za naše potrebe to nije važno).
Nepotpisano dugo vremena; void setup() ( Serial.begin(9600); pinMode(A1, INPUT); time=millis(); ) void loop() ( if ((millis()-vrijeme) >= 50) ( Serial.println(analogRead (A1)); vrijeme=milis();
Uključimo ga i mašemo rukama ispred senzora (možete trčati, još je korisnije). Na strani računala ispisujemo podatke iz priključka u datoteku.
stty -F /dev/ttyUSB0 raw ispeed 9600 ospeed 9600 -ignpar cs8 -cstopb -echo cat /dev/ttyUSB0 > output.txt
Gradimo grafikon (stupac s numeriranjem očitanja dodan je u datoteku):
gnuplot> nacrtajte "output.txt" koristeći 1:2 s linijama 
I vidimo ono što smo zapravo htjeli - multipolarne valove napona. Hura, teorija radi i žica je zalemljena gdje treba. Jednostavna analiza (drugim riječima, ispitivanje) grafikona omogućuje nam da zaključimo da se odstupanje signala od 150 jedinica od prosječne vrijednosti može smatrati više ili manje pouzdanim pokazateljem prisutnosti kretanja.
Vrijeme je da konačno napravimo senzor smjera kretanja.
Modificirajmo dijagram. Osim signala analognog senzora, spojit ćemo par LED dioda na Arduino (priključci 2 i 3, ne zaboravite otpornike koji ograničavaju struju) i napisati malo složeniju skicu.
Proširiti
int a1; int stanje2=0; dugi prosjek=0; int n=0; nepotpisano dugo vremena; void setup() ( pinMode(2, OUTPUT); pinMode(3, OUTPUT); pinMode(A1, INPUT); digitalWrite(2, LOW); digitalWrite(3, LOW); kašnjenje (30000); //moj senzor nakon uključivanje //prije početka rada potrebno je 30 sekundi time=millis(); //mjerimo signal tisuću puta da //izračunamo njegovu prosječnu vrijednost tako da imamo od čega računati odstupanja (n).<= 1000) {
++n;
a1=analogRead(A1);
average=average+a1;
delay(50);
}
average=average/1000;
//одновременным включением светодиодов
//сигнализируем, что система готова
digitalWrite(2, HIGH);
digitalWrite(3, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(2, LOW);
digitalWrite(3, LOW);
time=millis();
}
void loop() {
//опрашиваем датчик каждые 50 мс
if ((millis()-time) >= 50) ( //ovim jednostavnim izrazom pretvaramo analogni signal // u diskretni s vrijednostima -1/0/1 a1=(analogRead(A1)-prosjek)/150; // ako postoji promijenite polaritet signala, zatim // uključite željeni LED prekidač (a1) ( slučaj 1: if (state2=-1) (digitalWrite(2, HIGH);digitalWrite(3, LOW);) state2= a1; case -1: if (state2=1) (digitalWrite (2, HIGH);) state2=a1; //repeat time=milis();
Kako bismo ostavili samo jedan par od cijelog skupa zraka dijagrama zračenja senzora, pokrivamo sve osim jedne Fresnelove leće papirnatim zaslonom.
Uživamo u rezultatu.
U u rijetkim slučajevima moderni sustavi alarmi ne zahtijevaju komponente senzora. Osjetljivi senzori su ti koji omogućuju otkrivanje znakovi upozorenja prema jednom ili drugom pokazatelju. U kućnim sigurnosnim sustavima takve zadatke obavljaju detektori svjetla, senzori udara prozora, uređaji za otkrivanje curenja itd. No, kada je riječ o sigurnosnim funkcijama, na prvom mjestu je PIR senzor pokreta koji radi na principu infracrvenog zračenja. Ovo je minijaturni uređaj koji može sam djelovati kao pokazatelj stanja servisiranog područja ili biti dio općeg sigurnosnog kompleksa. U pravilu se druga opcija za korištenje senzora odabire kao najučinkovitije rješenje.
Opće informacije o senzoru
Gotovo svi su dizajnirani za otkrivanje stranaca u sobi. Klasični sigurnosni sustav pretpostavlja da će senzor detektirati činjenicu upada u kontrolirani prostor, nakon čega će se poslati signal u kontrolni centar i potom će se poduzeti određene mjere. Najčešće se signal šalje u obliku SMS poruke na upravljačku ploču same sigurnosne službe, kao i na telefon vlasnika. U ovom slučaju razmatramo jednu od vrsta takvih uređaja - piroelektrični PIR senzor, koji se odlikuje visokom učinkovitošću i preciznošću. Međutim, kvaliteta rada takvih modela ovisi o mnogim čimbenicima - od odabrane sheme za integraciju senzora u sigurnosni kompleks do vanjskih uvjeta utjecaja na strukturu s osjetljivim punjenjem. Također je važno napomenuti da se senzori pokreta ne koriste uvijek kao zaštitni alat od uljeza. Može se instalirati za automatsku kontrolu pojedinih zona. U tom slučaju, primjerice, uređaj će se aktivirati kada korisnik uđe u prostoriju, a također će se isključiti kada iz nje izađe.
Princip rada
Da bismo razumjeli specifičnosti rada ovog uređaja, vrijedi se okrenuti karakteristikama reakcija nekih kristalnih tvari. Osjetljivi elementi koji se koriste u senzoru daju učinak polarizacije u trenucima kada zračenje pada na njih. U ovom slučaju govorimo o ljudskom tijelu. Naglom promjenom karakteristika u promatranoj zoni mijenja se i jakost električnog polja kristala. Zapravo, iz tog razloga, PIR infracrveni senzor se naziva i piroelektrični. Kao i svi detektori, takvi uređaji nisu savršeni. Ovisno o uvjetima, mogu reagirati na lažne signale ili ne uspjeti otkriti ciljne fenomene. Međutim, na temelju ukupnosti njihovih radnih svojstava, u većini slučajeva opravdavaju njihovu upotrebu.
Glavne značajke
Glavni pokazatelji performansi koje potrošač mora uzeti u obzir odnose se na domet uređaja i trajanje baterije. Što se tiče parametara raspona pokrivenosti, kontrolirano područje je u pravilu 6-7 m, što je dovoljno kada je u pitanju zaštita privatne kuće, a posebno stana. Neki modeli također imaju funkciju mikrofona - u ovom dijelu također je važno odrediti domet, koji može doseći 10 m. Istovremeno, PIR senzor može imati izravno ili autonomno napajanje. Ako planirate organizirati sigurnosni sustav, onda je bolje kupiti modele s ugrađenim baterijama koje ne zahtijevaju ožičenje. Zatim se određuje vrijeme tijekom kojeg uređaj može održati svoju funkciju bez ponovnog punjenja. Moderni modeli ne zahtijevaju puno energije, tako da u pasivnom stanju mogu raditi oko 15-20 dana.
Dizajn uređaja
Kućište senzora obično je izrađeno od metala. Unutra se nalaze dva kristala - to su elementi osjetljivi na toplinsko zračenje. Važna značajka dizajna detektora ove vrste je vrsta prozora u metalnoj ljusci. Dizajniran je tako da omogućuje zračenje željenog raspona. Takva filtracija je upravo namijenjena poboljšanju točnosti kristala. U kućištu ispred prozora nalazi se i optički modul koji oblikuje potreban uzorak usmjerenosti valova. Najčešće se PIR senzor isporučuje otisnut na plastici. Za obradu električnih signala i prekid smetnji, i tranzistor s efektom polja. Nalazi se u blizini osjetljivih kristala i, unatoč zadatku uklanjanja smetnji, u nekim modelima može smanjiti učinkovitost funkcije kristala.
GSM sustav u senzoru
Ova se opcija može nazvati nepotrebnom, iako ima mnogo pristaša ovog koncepta. Suština kombiniranja funkcije detekcije pokreta putem senzora i GSM modula je želja za potpunom autonomijom uređaja. Kao što je gore navedeno, senzor komunicira sa središnjom upravljačkom pločom, s koje se naknadno šalje signal u operativni sigurnosni sustav ili na telefon izravnog vlasnika. Ako se koristi PIR senzor kretanja s GSM sustavom, tada se alarmni signal može poslati odmah u trenutku snimanja činjenice prodiranja. Odnosno, faza slanja signala srednjem kontroleru je preskočena, što vam ponekad omogućuje da dobijete nekoliko sekundi. A da ne spominjemo povećanje pouzdanosti zbog uklanjanja dodatnih karika u lancu prijenosa poruka. Koji je nedostatak ovog rješenja? Prvo, potpuno se oslanja na rad GSM komunikacije, što, naprotiv, smanjuje pouzdanost sustava, ali iz drugog razloga. Drugo, prisutnost modula kao takvog negativno utječe na rad osjetljivog elementa - sukladno tome, smanjuje se točnost detekcije prodora.
Softver
U složenim sigurnosnim sustavima koji koriste inteligentne kontrolere s visokim stupnjem automatizacije nemoguće je bez alata za programiranje senzora. Obično proizvođači razvijaju posebne gotove programe sa širokim rasponom načina rada. Ali ako je moguće, korisnik može stvoriti vlastiti algoritam za rad senzora u određenim uvjetima. Može se integrirati putem službenog softvera koji dolazi s hardverom. Obično se ovako konfigurira radna shema uređaja kada se otkrije alarm - na primjer, propisan je algoritam za slanje poruka ako model ima isti mobilni komunikacijski modul. S druge strane, uobičajeni su kućni nesigurni PIR LED senzori, čiji pregledi bilježe učinkovitost informiranja o radu pojedinih komponenti sustava rasvjete. Svaki uređaj ima mikrokontroler koji je odgovoran za radnje uređaja u skladu s ugrađenim naredbama.
Ugradnja senzora
Fizička instalacija senzora provodi se pomoću isporučenih stezaljki. Obično se koriste nosači ili vijci koji ne učvršćuju samo tijelo detektora, već strukturu u koju je inicijalno integriran. U biti, ovo je dodatni okvir s rupama predviđenim za zavrtanje. Ali glavna stvar u ovom dijelu rada je ispravno izračunati položaj senzora. Činjenica je da PIR infracrveni senzor kretanja najveću osjetljivost pokazuje u situacijama kada objekt s toplinskim zračenjem sa strane prelazi preko kontrolnog polja. Nasuprot tome, ako je osoba usmjerena izravno na uređaj, tada će mogućnost hvatanja signala biti minimalna. Također, ne smijete postavljati uređaj na mjesta koja su stalno ili povremeno izložena temperaturnim fluktuacijama zbog rada opreme za grijanje, otvaranja vrata i prozora ili ventilacijskog sustava koji radi.
Spajanje senzora
Uređaj mora biti spojen na glavni relej regulatora i sustava napajanja. Tipični uređaj ima ploču s terminalima za napajanje. Najčešće se koristi izvor s naponom od 9-14 V, a potrošnja struje može biti 12-20 mA. Proizvođači obično označavaju električne specifikacije označavanjem terminala. Spajanje se vrši prema jednoj od standardnih shema, uzimajući u obzir radne karakteristike određenog modela. U nekim modifikacijama moguće je spojiti PIR senzor bez ožičenja, odnosno izravno na mrežu. To su na neki način kombinirane strukture koje se postavljaju na otvorenim prostorima i upravljaju istim sustavima rasvjete. Ako instalirate sigurnosni senzor, ova opcija vjerojatno neće biti prikladna.
Nijanse rada
Odmah nakon instalacije i spajanja potrebno je uređaj namjestiti na optimalne radne parametre. Na primjer, jačina osjetljivosti, raspon pokrivenosti zračenjem, itd. U najnovijim programabilnim modifikacijama također je moguće automatski korigirati radne parametre senzora ovisno o radnim uvjetima. Dakle, ako spojite PIR senzor na središnji kontroler povezan s termostatima, osjetljivi element će moći mijenjati granice kritičnih indikatora zračenja na temelju primljenih podataka o temperaturi.
Senzor u Arduino sustavu
Arduino kompleks jedan je od najpopularnijih sustava upravljanja kućnom automatizacijom. Ovo je regulator na koji se spajaju izvori rasvjete, multimedijski sustavi, uređaji za grijanje i drugi kućanski aparati. Senzori u ovom kompleksu nisu konačni funkcionalni uređaji - oni samo djeluju kao indikatori, ovisno o stanju u kojem središnja jedinica s mikroprocesorom donosi jednu ili drugu odluku u skladu s utvrđenim algoritmom. Arduino PIR senzor povezan je kroz tri kanala, uključujući izlaz i strujne vodove različitih polariteta - GND i VCC.
Popularni modeli PIR senzora
Većinu senzora uglavnom proizvode kineski proizvođači, pa se pripremite na probleme s električnim komponentama. Jedini način za kupnju istinski visokokvalitetnog senzora je u kombinaciji s kontrolerima. Ipak, mnogi hvale senzor kretanja PIR MP Alert A9, koji se, iako predstavlja proračunski segment, odlikuje pristojnom montažom i dobrim performansama. Modeli kao što su Sensor GH718 i HC-SR501 također su zanimljivi na svoj način. To su senzori otvorenog tipa koji se lako mogu maskirati ili uključiti u kompleks istog regulatora. Što se tiče operativnih svojstava, radijus pokrivenosti opisanih modela je 5-7 m, a trajanje baterije je u prosjeku 5 dana.
Koliko košta uređaj?
U usporedbi s cijenama moderne alarmne opreme, senzor izgleda vrlo privlačno. Za samo 1,5-2 tisuće rubalja. Možete kupiti visokokvalitetni model, pa čak i s proširenom opremom. U prosjeku, jednostavan PIR senzor procjenjuje se na iznos koji ne prelazi 1 tisuću. Još jedna stvar je da u ovom slučaju nema pitanja o pouzdanosti i trajnosti. Međutim, nemojte misliti da će ova komponenta biti jeftina kao dio sveobuhvatnog sigurnosnog sustava. Čak i osiguranje sigurnosti male privatne kuće može zahtijevati korištenje desetak takvih senzora, od kojih će svaki također zahtijevati pomoćnu opremu za instalaciju i povezivanje.
Zaključak
Uvođenje senzorskih komponenti u sigurnosne sustave radikalno je promijenilo principe njihova rada. S jedne strane, detektori su omogućili podizanje sigurnosti servisiranog objekta na novu razinu, as druge, zakomplicirali su tehničku infrastrukturu, a da ne govorimo o sustavu upravljanja. Dovoljno je reći da u potpunosti otkriva svoje mogućnosti samo ako je programiran za automatski rad. Štoviše, komunicira ne samo s izravnim snimačima signala upada, već i s drugim osjetljivim elementima koji povećavaju njegovu učinkovitost. Istodobno, proizvođači nastoje olakšati zadatke samih korisnika. U tu svrhu razvijaju se uređaji koji rade bežično, uvode se moduli za upravljanje senzorima putem pametnih telefona itd.
Ovaj članak opisuje izradu senzora pokreta na temelju modula s pasivnim IC senzorom. Postoji mnogo modela modula s PIR senzorima od različitih proizvođača, ali oni se temelje na jednom principu. Imaju jedan izlaz koji proizvodi niski ili visoki signal (ovisno o modelu) kada se otkrije kretanje. U mom projektu mikrokontroler PIC12F635 stalno prati logičku razinu na izlazu modula senzora i uključuje zujalicu kada je visoka.
Teorija
Neki kristalni materijali imaju svojstvo generiranja površinskog električnog naboja kada su izloženi toplinskom infracrvenom zračenju. Ovaj fenomen je poznat kao piroelektricitet. Na tom principu rade pasivni moduli s IC senzorom. Ljudsko tijelo emitira toplinu u obliku infracrvenog zračenja maksimalne valne duljine od oko 9,4 mikrona. Pojava osobe stvara nagle promjene u IC rasponu okoline, što percipira piroelektrični senzor. Modul PIR senzora ima elemente koji pojačavaju signal kako bi ga uskladili s logičkim razinama. Prije početka rada senzoru je potrebno od 10 do 60 sekundi da se upozna s okolinom za daljnji normalan rad. Za to vrijeme trebali biste izbjegavati kretanje unutar vidnog polja senzora. Senzor ima domet do 20 stopa i ne reagira na prirodne promjene okoliša tijekom vremena. Istodobno, senzor reagira na svaku iznenadnu promjenu u okolini (na primjer, izgled osobe). Model sa senzorom ne smije se postavljati blizu baterija, utičnica ili drugih predmeta koji brzo mijenjaju temperaturu, jer to će dovesti do lažno pozitivnog rezultata. Moduli PIR senzora obično imaju 3 pina: Vcc, Output i GND. Pinout se može razlikovati od proizvođača do proizvođača, stoga preporučujem da provjerite dokumentaciju. Također, vrijednost pina može se označiti izravno na ploči. Na mom senzoru nema takvih oznaka. Može raditi na naponu napajanja od 5 do 12V i ima vlastiti ugrađeni regulator napona. Kada postoji kretanje, na izlazu senzora pojavljuje se visoka logička razina. Također ima 3-pinski jumper za podešavanje načina rada. Bočni kontakti označeni su H i L. Kada je kratkospojnik u položaju H, kada se senzor aktivira nekoliko puta zaredom, njegov izlaz ostaje na visokoj logičkoj razini. U položaju L, svaki put kad se senzor aktivira na izlazu se pojavljuje zaseban impuls. Prednja strana modula ima Fresnelovu leću za fokusiranje IR zračenja na senzorski element.
Shema i dizajn
Krug senzora kretanja je prilično jednostavan. Uređaj radi na 4 AA baterije koje daju 6V. Na diodi, koja služi kao zaštita od pogrešnog spajanja struje, napon pada na 5,4V. Testirao sam krug s 4,8 V NI-MH baterijom i radilo je, ali preporučujem korištenje alkalnih baterija od 1,5 V za najbolju izvedbu. Možete koristiti i 9V baterije, ali tada vam je potreban stabilizator LM7805. Izlazom iz modula upravlja mikrokontroler PIC12F635 preko GP5 priključka (pin 2). Prilikom pomicanja, na izlazu senzora pojavljuje se napon od oko 3,3 V. Ovaj napon mikrokontroler prepoznaje kao visoku logičku razinu, ali sam radije koristio ovaj napon za upravljanje NPN tranzistorom BC547, čiji je kolektor bio spojen. na mikrokontroler. Kada je tranzistor isključen, njegova kolektorska razina je visoka (+5V). Prilikom pomicanja na izlazu modula pojavljuje se visoka logička razina koja zasiti tranzistor i napon na njegovom kolektoru pada na nisku logičku razinu. Kratkospojnik na senzoru je u položaju H tako da će izlaz senzora ostati visok dok se kretanje ne zaustavi. Mikrokontroler PIC12F635 koristi interni generator takta koji radi na 4,0 MHz.
LED dioda spojena na GP4 priključak preko otpornika za ograničavanje struje treperi 3 puta kada je priključeno napajanje. EFM-290ED piezoelektrični zujalica spojen na GP2 priključak javlja prisutnost kretanja. Piezoelektrično zujalo proizvodi najglasniji zvuk na svojoj rezonantnoj frekvenciji. Zujalo koje sam koristio ima rezonantnu frekvenciju od 3,4 ± 0,5 kHz. Nakon eksperimentiranja s njim, otkrio sam da proizvodi maksimalan zvuk na frekvenciji od oko 372 Hz. Iako u dokumentaciji piše da je radni napon od 7-12V, radi i na 5V.
Program
Program je napisan u C-u i kompajliran za PIC. Kada se uključi napajanje, LED lampica treperi tri puta, što označava uspješno pokretanje. Nakon toga, mikrokontroler čeka 60 sekundi prije nego počne provjeravati izlaznu vrijednost sa senzora. Ovo je potrebno za stabilizaciju senzora. Kada mikrokontroler otkrije da je senzor aktiviran, aktivira piezo zujalicu na frekvenciji od 3725 Hz. MikroC ima ugrađenu biblioteku za generiranje zvuka (Sound_Play()). Zujalica proizvodi zvuk sve dok senzor osjeti kretanje. Kada kretanje prestane, logična razina na izlazu senzora se mijenja, ali zujalica ne prestaje odmah, već proizvodi zvuk na frekvenciji od 3570 Hz oko 10 sekundi. Ako ponovno otkrije kretanje, ponovno će raditi na 3725 Hz. Ovaj dizajn koristi unutarnji oscilator koji radi na 4,0 MHz, MCLR i pas čuvar su onemogućeni.
/* Projekt: Alarm PIR senzora pokreta (PIC12F635) Piezo: EFM-290ED, 3,7 KHz spojen na GP2 PIR senzorski modul u načinu ponovnog aktiviranja Interni sat @ 4,0 MHz, MCLR onemogućen, WDT ISKLJUČEN */ sbit Sensor_IP na GP5_bit; // senzor I/P sbit LED na GP4_bit; // LED O/P kratki okidač bez predznaka, brojač; void Get_Delay())( Delay_ms(300); ) void main() ( CMCON0 = 7; TRISIO = 0b00101000; // GP5, 5 I/P"s, Rest O/P"s GPIO = 0; Sound_Init(&GPIO, 2); // LED dioda pri pokretanju = 0; Delay_ms(60000); // Kašnjenje od 45 sekundi za PIR modul = 0 (!Sensor_IP) P Low Sound_Play(3725, 600); Delay_ms(500); if (counter) (Sound_Play(500); counter = counter+1; if(counter =) = 10) trigger=0; ) while(1) ; // End main()
Fotografija uređaja:
Popis radioelemenata
| Oznaka | Tip | Vjeroispovijest | Količina | Bilješka | Dućan | Moja bilježnica |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MK PIC 8-bitni | PIC12F635 | 1 | U bilježnicu | |||
| Bipolarni tranzistor | BC547 | 1 | U bilježnicu | |||
| Otpornik | 1 kOhm | 1 | U bilježnicu | |||
| Otpornik | 10 kOhm | 1 | U bilježnicu | |||
| Otpornik | 470 Ohma | 1 | U bilježnicu | |||
| LED | 1 |
Pregled svemirskog senzora HC-SR501
Modul senzora pokreta (ili prisutnosti) HCSR501 temeljen na piroelektričnom učinku sastoji se od 500BP PIR senzora (slika 1) s dodatnom električnom izolacijom na čipu BISS0001 i Fresnel leće, koja se koristi za povećanje radijusa gledanja i pojačavanje infracrvenog signal (slika 2). Modul se koristi za detekciju kretanja objekata koji emitiraju infracrveno zračenje. Osjetljivi element modula je 500BP PIR senzor. Njegov princip rada temelji se na piroelektričnosti. To je pojava pojave električnog polja u kristalima pri promjeni njihove temperature.Radom senzora upravlja BISS0001 čip. Na ploči se nalaze dva potenciometra, s prvim se podešava udaljenost detekcije objekta (od 3 do 7 m), s drugim se podešava odgoda nakon prve aktivacije senzora (5 - 300 sec). Modul ima dva načina rada – L i H. Način rada se postavlja pomoću kratkospojnika. Način rada L – pojedinačni način rada; kada se detektira pokretni objekt, izlaz OUT se postavlja na visoka razina signal za vrijeme odgode postavljeno drugim potenciometrom. Za to vrijeme senzor ne reagira na pokretne objekte. Ovaj način rada može se koristiti u sigurnosnim sustavima za slanje alarma sireni. U H modu, senzor se aktivira svaki put kada se otkrije kretanje. Ovaj način se može koristiti za paljenje svjetla. Kada je modul uključen, kalibracija traje otprilike jednu minutu, nakon čega je modul spreman za rad. Preporučljivo je instalirati senzor dalje od otvorenih izvora svjetlosti.
Slika 1. 500BP PIR senzor
Slika 2. Fresnel leća
HC-SR501 Specifikacije
- Napon napajanja: 4,5-20 V
- Potrošnja struje: 50 mA
- Izlazni napon OUT: VISOKI – 3,3 V, NISKI – 0 V
- Interval detekcije: 3-7m
- Trajanje odgode nakon aktivacije: 5 - 300 sec
- Kut gledanja do 120
- Vrijeme blokiranja do sljedećeg mjerenja: 2,5 sekunde.
- Načini rada: L - pojedinačno okidanje, H - okidanje po svakom događaju
- Radna temperatura -20 do +80C
- Dimenzije 32x24x18 mm
Spajanje infracrvenog senzora kretanja na Arduino
Modul ima 3 izlaza (slika 3):- VCC - napajanje 5-20 V;
- GND - uzemljenje;
- OUT - digitalni izlaz (0-3.3V).
Slika 3. Dodjela pinova i postavljanje HC-SR501
Spojimo HC-SR501 modul na Arduino ploču (Dijagram povezivanja na slici 4) i napišimo jednostavnu skicu koja će signalizirati zvučnim signalom i porukom serijskom portu kada se detektira pokretni objekt. Za snimanje operacija mikrokontrolera koristit ćemo vanjske prekide na ulazu 2. Ovo je int0 prekid.
Slika 4. Dijagram povezivanja za spajanje HC-SR501 modula na Arduino ploču
Uploadajmo skicu iz Ispisa 1 na Arduino ploču i vidimo kako senzor reagira na prepreke (vidi sliku 5). Postavimo modul na način rada L. Ispis 1 // Skica za pregled senzora pokreta/prisutnosti HC-SR501 // mjesto // kontakt za spajanje izlaza senzora #define PIN_HCSR501 2 // zastavica okidača boolean flagHCSR501=false; // pin za spajanje zvučnika int soundPin=9; // frekvencija zvučnog signala int freq=587; void setup() ( // inicijalizirati serijski port Serial.begin(9600); // započeti obradu prekida int0 attachInterrupt(0, intHCSR501,RISING); ) void loop() ( if (flagHCSR501 == true) ( / / Poruka u serijskom portu Serial.println("Pažnja!!!"); // zvučni alarm za 5 sekundi tone(soundPin,freq,5000); () ( // postavljanje zastavice okidača senzora flagHCSR501 = true )
Slika 5. Izlaz monitora serijskog porta
Pomoću potenciometara eksperimentiramo s trajanjem signala na OUT izlazu i osjetljivošću senzora (udaljenost fiksacije objekta).
Primjer upotrebe
Napravimo primjer slanja SMS-a kada se aktivira senzor pokreta/prisutnosti na štićenom objektu. Za ovo ćemo koristiti GPS/GPRS štit. Trebat će nam sljedeći dijelovi:- Arduino Uno ploča
- GSM/GPRS štit
- NPN tranzistor, na primjer C945
- otpornik 470 ohma
- zvučnik 8 Ohm 1W
- žice
Slika 6. Dijagram povezivanja
Kada se senzor aktivira, pozivamo proceduru za slanje sms-a s tekstualnom porukom Pozornostcija!!! na broj TELEFONA. Sadržaj skice prikazan je u listingu 2. GSM/GPRS shield u načinu slanja SMS-a troši struju do 2 A, stoga koristimo vanjsko napajanje od 12V 2A. Ispis 2 // Skica 2 za pregled senzora pokreta/prisutnosti HC-SR501 // slanje SMS-a kada se senzor aktivira // web stranica // kontakt za povezivanje izlaza senzora #define PIN_HCSR501 2 // oznaka okidača boolean flagHCSR501 false; // pin za spajanje zvučnika int soundPin=9; // frekvencija zvučnog signala int freq=587; // SoftwareSerial biblioteka #include
Često postavljana pitanja FAQ
1. Modul ne radi kada se objekt pomiče- Provjerite je li modul ispravno spojen.
- Podesite udaljenost okidača pomoću potenciometra.
- Podesite odgodu trajanja signala pomoću potenciometra.
- Postavite kratkospojnik na način pojedinačnog rada L.
