PIR-sensorhandleiding - met of zonder Arduino - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Net voordat ik mijn volgende tutorial voor projecten maakte, die een PIR-sensor zal gebruiken, dacht ik dat ik een aparte tutorial zou kunnen maken waarin de werking van een PIR-sensor wordt uitgelegd. Door dat te doen, kan ik mijn andere tutorial kort en to the point houden. Laten we dus, zonder tijd te verspillen, bespreken wat een PIR-sensor is en hoe we deze in ons project kunnen gebruiken.

Stap 1: Basis

Wat is een PIR-sensor?

PIR of "Passive Infra-Red" sensor is een "Pyro-elektrische IR Sensor" die energie opwekt bij blootstelling aan hitte. Alles zendt een laag stralingsniveau uit, hoe heter het object is, hoe meer straling er wordt uitgestraald. Wanneer een mens of een dier (met een IR-stralingsgolflengte van 9,4 µMeter) het sensorbereik nadert, detecteert de sensor de warmte in de vorm van infraroodstraling. De sensor detecteert alleen de energie die wordt uitgestraald door andere objecten en produceert geen energie, daarom wordt de sensor een PIR of "Passive Infra-Red" sensor genoemd. Deze sensoren zijn klein, goedkoop, robuust, energiezuinig en zeer gebruiksvriendelijk.

Stap 2: Hardware

Voor deze tutorial hebben we nodig:

1 x Breadboard

1 x Arduino Nano/UNO (wat handig is)

1 x PIR-sensor

1 x LED en een 220 ohm stroombegrenzingsweerstand om de connectiviteit te testen

Weinig aansluitkabels

Een USB-kabel om de code naar de Arduino te uploaden

& Algemene soldeerapparatuur

Stap 3: Architectuur

Zoals we kunnen zien heeft de sensor twee kanten:

1. Bovenkant of de sensorzijde

2. Onderkant of de kant van de componenten

De Top bestaat uit een speciaal ontworpen 'High-Density Polythene' hoes genaamd "Fresnel Lens". Deze lens focust de infrarode stralen op de onderliggende 'Pyro-elektrische Sensor'. Infraroodstralen van 9,4 µmeter kunnen gemakkelijk door de polyethyleen afdekking gaan. De gevoeligheid van de sensoren varieert van 6 tot 7 meter (20 voet) en de detectiehoek is 110 graden x 70 graden. De eigenlijke sensor bevindt zich in een verzegelde metalen bus. Het blikje beschermt de sensor in principe tegen ruis, temperatuur en vochtigheid. Er is een klein venster gemaakt van IR-doorlatend materiaal om de IR-signalen de sensor te laten bereiken. Achter dit venster bevinden zich 'twee' gebalanceerde PIR-sensoren. In de ruststand detecteren beide sensoren dezelfde hoeveelheid IR-straling. Wanneer een warm lichaam voorbij komt, onderschept het eerst een van de twee sensoren, wat een positieve differentiële verandering tussen de twee helften veroorzaakt. En dan, wanneer het het detectiegebied verlaat, gebeurt het omgekeerde en genereert de sensor een negatieve differentiële verandering. Wanneer de puls verandert of met andere woorden de PIR-sensor beweging detecteert, verandert de uitgangspen in "digital high" of 3,3V.

Het onderste bit bestaat uit een aantal circuits. Er zijn er maar weinig die ons interesseren.

- De meeste PIR-sensoren hebben 3-pins VCC, GND en OUT. VCC en GND zijn om de module van stroom te voorzien (Bedrijfsspanning: DC 5V tot 20V). De OUTPUT-pin is degene die communiceert met de microcontroller door een digitale puls hoog (3,3v) te sturen wanneer een beweging wordt gedetecteerd en digitaal laag (0v) wanneer er geen beweging wordt gedetecteerd. De pin-outs kunnen per module verschillen, dus controleer de pin-outs altijd driemaal.

- De BISS0001 of de "Micro Power PIR Motion Detector IC" krijgt de output van de sensor en produceert na wat kleine bewerkingen de digitale output.

- De module heeft twee potentiometers, één om de gevoeligheid aan te passen (tot 7 m) en de andere om de tijd aan te passen gedurende welke het uitgangssignaal hoog moet blijven wanneer een object wordt gedetecteerd (het varieert van 0,3 s tot 5 minuten).

- Er zijn nog 3 pinnen op deze module met een jumper ertussen om de triggermodi te selecteren.

De eerste wordt "niet-herhaalbare trigger" genoemd - deze wordt laag zodra de vertragingstijd voorbij is.

De tweede wordt "herhaalbare trigger" genoemd - deze blijft hoog zolang het object in de buurt is en wordt uitgeschakeld zodra het object weg is en de vertraging voorbij is. Ik zal deze modus gebruiken voor dit project.

Als je een snelle test wilt doen voordat je doorgaat met deze tutorial, volg dan de onderstaande stappen.

Een test is ook een goed idee om het bereik en de duur van de waarneming te testen.

Stap 4: Verbinden zonder Arduino

- Sluit de VCC aan op de +5v-rail van het breadboard

- Sluit de GND aan op de -ve rail

- Sluit de LED samen met een weerstand van 220 ohm aan op de OUT-pin van de sensor

Wanneer de sensor nu een beweging detecteert, gaat de uitgangspen "hoog" en gaat de LED branden. Beweeg heen en weer om het bereik te ontdekken. Om de duur te testen, loop je voor de sensor en loop je weg en gebruik je een stopwatch om erachter te komen hoe lang de LED bleef branden. U kunt de tijd of gevoeligheid aanpassen door de POT's op het bord aan te passen.

Stap 5: Verbinding maken met Arduino

Om nu hetzelfde te doen met Arduino, sluit u de VCC van de PIR-sensor aan op de 5v-pin van Arduino.

Verbind vervolgens de OUTput-pin met D13 en GND met de Ground-pin van de Arduino. Sluit nu de LED samen met een weerstand van 220 ohm aan op de D2-pin van de Arduino. Dat is alles, nu hoef je alleen maar de code te uploaden en te testen of alles werkt zoals het zou moeten. U kunt de LED vervangen door een zoemer (om alarm te slaan wanneer een object wordt gedetecteerd) of een relais om een hoogspanningscircuit aan te sturen.

Voor meer informatie over relais, bekijk mijn tutorial nummer 4 - "Een relais besturen met een Arduino".

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

Stap 6: Coderen

De code is heel eenvoudig

* Begin met het definiëren van pinnummer 2 en 13 als respectievelijk LED-pin en PIR-pin

* Vervolgens moeten we de pin-modi definiëren. LED-pin als OUTPUT-pin en PIR-pin als INPUT-pin

* Vervolgens moeten we de waarde van de PIR-pin lezen en kijken of deze HOOG is

* Als de waarde HOOG is, zet dan de LED AAN, anders UIT!

Stap 7: Toepassingsgebieden van PIR-sensoren

PIR-sensoren kunnen worden gebruikt om:

* Automatisch openen en sluiten van deuren

* Automatiseer alle buitenverlichting

* Automatiseer verlichting van kelder-, tuin- of overdekte parkeerplaatsen

* Automatiseer liftlobby of gemeenschappelijke trappenverlichting

* Aanwezigheid van mensen detecteren en alarm slaan

* Creëer een Smart Home Automation & Security System, en nog veel meer….

Stap 8: Demo

Dit is dus mijn opstelling voor het testen van de PIR-sensor. De sensor is aangesloten op het breadboard en ligt op tafel. Omdat ik voor de sensor sta, brandt de LED.

Laten we nu een snelle test doen. Momenteel bevindt de sensor zich in de rusttoestand. Ik ga ervoor lopen om de sensor te activeren. Tada, de LED ging net aan nadat hij mijn aanwezigheid had gedetecteerd. Het licht blijft aan zolang ik in de nabijheid van de sensoren ben. Oké, laten we weglopen en mijn stopwatch starten om te zien of hij na 5 seconden uitgaat. Succes, alles werkte zoals ik wilde.

Nogmaals bedankt voor het kijken naar deze video! Ik hoop dat het je helpt. Als je me wilt steunen, kun je je abonneren op mijn kanaal en mijn andere video's bekijken. Bedankt, ca opnieuw in mijn volgende video.