Πρέπει να έχετε δει αυτόματο άνοιγμα θυρών σε εμπορικά κέντρα και άλλα εμπορικά κτίρια. Ανοίγουν την πόρτα όταν κάποιος πλησιάζει την είσοδο και την κλείνει μετά από λίγο. Διάφορες τεχνολογίες είναι διαθέσιμες για την κατασκευή τέτοιων ειδών συστημάτων όπως αισθητήρες PIR, αισθητήρες ραντάρ, αισθητήρες λέιζερ, αισθητήρες υπερύθρων κ.λπ. Σε αυτό το έργο που βασίζεται στο arduino, έχουμε προσπαθήσει να αναπαράγει το ίδιο σύστημα χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα PIR.
Χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα ανίχνευσης κίνησης (αισθητήρας PIR) για να ανοίξει ή να κλείσει την πόρτα που ανιχνεύει την υπέρυθρη ενέργεια που παραλείπεται από το ανθρώπινο σώμα. Όταν κάποιος έρχεται μπροστά από την πόρτα, η υπέρυθρη ενέργεια που ανιχνεύεται από τον αισθητήρα αλλάζει και ενεργοποιεί τον αισθητήρα να ανοίγει την πόρτα κάθε φορά που κάποιος πλησιάζει την πόρτα. Το σήμα στέλνεται περαιτέρω στο arduino uno που ελέγχει την πόρτα.
Εξαρτήματα κυκλώματος
- Arduino UNO
- LCD 16x2
- Αισθητήρας PIR
- Σύνδεση καλωδίων
- Πίνακας ψωμιού
- 1 k αντίσταση
- Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος
- Οδηγός κινητήρα
- Θήκη CD (DVD Troly)
Αισθητήρας PIR
Ο αισθητήρας PIR ανιχνεύει οποιαδήποτε αλλαγή στη θερμότητα και όποτε εντοπίζει οποιαδήποτε αλλαγή, το PIN εξόδου του γίνεται ΥΨΗΛΟ. Αναφέρονται επίσης ως αισθητήρες κίνησης Πυροηλεκτρικών ή IR.
Εδώ πρέπει να σημειώσουμε ότι κάθε αντικείμενο εκπέμπει κάποια ποσότητα υπερύθρων όταν θερμαίνεται. Ο άνθρωπος εκπέμπει επίσης υπέρυθρες λόγω της θερμότητας του σώματος. Οι αισθητήρες PIR μπορούν να ανιχνεύσουν μικρές ποσότητες παραλλαγών στις υπέρυθρες ακτίνες. Κάθε φορά που ένα αντικείμενο διέρχεται από το εύρος του αισθητήρα, παράγει υπέρυθρες λόγω της τριβής μεταξύ αέρα και αντικειμένου και πιάνεται από το PIR.
Το κύριο συστατικό του αισθητήρα PIR είναι ο πυροηλεκτρικός αισθητήρας που φαίνεται στην εικόνα (ορθογώνιος κρύσταλλος πίσω από το πλαστικό καπάκι). Μαζί με το BISS0001 ("Micro Power PIR Motion Detector IC"), ορισμένες αντιστάσεις, πυκνωτές και άλλα εξαρτήματα χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή αισθητήρα PIR. Το BISS0001 IC λαμβάνει την είσοδο από τον αισθητήρα και κάνει επεξεργασία για να κάνει τον πείρο εξόδου ΥΨΗΛΟ ή ΧΑΜΗΛΟ αναλόγως.
Ο πυροηλεκτρικός αισθητήρας χωρίζεται σε δύο μισά, όταν δεν υπάρχει κίνηση, και τα δύο μισά παραμένουν στην ίδια κατάσταση, σημαίνει και τα δύο αισθάνονται το ίδιο επίπεδο υπερύθρων. Μόλις κάποιος μπαίνει στο πρώτο ημίχρονο, η υπέρυθρη στάθμη του μισού γίνεται μεγαλύτερη από την άλλη, και αυτό προκαλεί τα PIRs να αντιδράσουν και να κάνουν τον πείρο εξόδου υψηλό.
Ο πυροηλεκτρικός αισθητήρας καλύπτεται από ένα πλαστικό καπάκι, το οποίο διαθέτει σειρά πολλών φακών Fresnel. Αυτοί οι φακοί είναι καμπυλωμένοι με τέτοιο τρόπο ώστε ο αισθητήρας να μπορεί να καλύπτει ένα ευρύ φάσμα.
Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση
Οι συνδέσεις για κύκλωμα ανοίγματος πόρτας με βάση το arduino φαίνονται στο παραπάνω διάγραμμα. Εδώ ένας αισθητήρας PIR χρησιμοποιείται για την ανίχνευση ανθρώπινης κίνησης που έχει τρεις ακροδέκτες Vcc, GND και Dout. Το Dout συνδέεται απευθείας με τον αριθμό pin 14 (A0) του arduino uno. Μια οθόνη LCD 16x2 χρησιμοποιείται για την εμφάνιση της κατάστασης. Οι ακροδέκτες RS, EN της οθόνης LCD που συνδέονται στα 13 και 12 του arduino και οι ακίδες δεδομένων D0-D7 συνδέονται με τους αριθμούς ψηφιακών ακίδων arduino 11, 10, 9, 8. Το RW συνδέεται απευθείας με τη γείωση. Ο οδηγός κινητήρα L293D είναι συνδεδεμένος στον πείρο arduino 0 και 1 για άνοιγμα και κλείσιμο της πύλης. Εδώ στο κύκλωμα χρησιμοποιήσαμε έναν κινητήρα για πύλη.
Επεξήγηση προγραμματισμού
Η ιδέα που χρησιμοποιείται εδώ για τον προγραμματισμό είναι πολύ απλή. Στο πρόγραμμα χρησιμοποιήσαμε μόνο ψηφιακή έξοδο εισόδου.
Το DigitalRead χρησιμοποιείται για την ανάγνωση της εξόδου του αισθητήρα PIR.
Μετά από αυτό, εάν ο αισθητήρας PIR ανιχνεύσει κάποια κίνηση, τότε το πρόγραμμα στέλνει μια εντολή για άνοιγμα πύλης, πύλης διακοπής, πύλης κλεισίματος και πύλης διακοπής.
Δείτε παρακάτω τον πλήρη κωδικό για αυτόματο άνοιγμα πόρτας με βάση το arduino.