Ο παθητικός αισθητήρας υπερύθρων (PIR) είναι μια πολύ χρήσιμη μονάδα, που χρησιμοποιείται για την κατασκευή πολλών ειδών συστημάτων συναγερμού ασφαλείας και ανιχνευτών κίνησης. Ονομάζεται παθητική επειδή λαμβάνει υπέρυθρες και όχι εκπέμπει. Βασικά 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 αυτό, το BISS0001 ("Micro Power PIR Motion Detector IC"), ορισμένες αντιστάσεις, πυκνωτές και άλλα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται 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.
Έχουμε δημιουργήσει ένα πολύ απλό κύκλωμα ανιχνευτή κίνησης εδώ. Χρησιμοποιούμε έναν αισθητήρα HC-SR501 PIR, ένα LED (το οποίο θα ανάβει κάθε φορά που υπάρχει κίνηση μπροστά από τον αισθητήρα) και αντίσταση. Vcc PIN των PIR που είναι συνδεδεμένοι στο θετικό ακροδέκτη της μπαταρίας 9v, ο ακροδέκτης GND είναι συνδεδεμένος με τον αρνητικό ακροδέκτη της μπαταρίας και ο ακροδέκτης εξόδου του PIR συνδέεται με LED με αντίσταση 220 Ohm. Όταν υπάρχει κίνηση στην περιοχή των PIR, το LED θα αρχίσει να αναβοσβήνει.
Εξαρτήματα κυκλώματος
- Αισθητήρας PIR (χρησιμοποιήσαμε το HC-SR501)
- Αντίσταση 220ohm (οποιαδήποτε αντίσταση κάτω από 1k ohm)
- LED
- Μπαταρία (5-9V)
Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση
Τα PIR χρειάζονται λίγο χρόνο για να σταθεροποιηθούν σύμφωνα με τις γύρω συνθήκες, ώστε να μπορείτε να βρείτε, το LED να ανάβει και να σβήσει τυχαία για περίπου 10-60 δευτερόλεπτα.
Τώρα όταν εντοπίζουμε το LED να αναβοσβήνει όποτε υπάρχει κίνηση, κοιτάξτε πίσω το PIR, θα βρείτε ένα βραχυκυκλωτήρα που τοποθετείται μεταξύ του PIN εξωτερικής γωνίας και του μεσαίου PIN (δείτε το διάγραμμα παραπάνω). Αυτό ονομάζεται "non-retriggering" ή " Non-επαναλήψιμη σκανδάλη" και ο βραχυκυκλωτήρας λέγεται ότι βρίσκεται στη θέση L. Σε αυτήν τη θέση το LED αναβοσβήνει συνεχώς έως ότου υπάρχει κίνηση.
Τώρα αν συνδέσετε αυτόν τον βραχυκυκλωτήρα μεταξύ του PIN της εσωτερικής γωνίας και του μεσαίου PIN, τότε το LED θα παραμείνει αναμμένο συνεχώς μέχρι να υπάρξει κίνηση. Αυτό ονομάζεται "retriggering" ή " Repeatable trigger" και ο άλτης λέγεται ότι βρίσκεται στη θέση H.
Υπάρχουν δύο ποτενσιόμετρα (φαίνεται στην παραπάνω εικόνα), που χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της χρονικής καθυστέρησης και του εύρους απόστασης. Η χρονική καθυστέρηση είναι η διάρκεια κατά την οποία η λυχνία LED θα παραμείνει αναμμένη (έξοδος pin HIGH). Σε μη επαναλαμβανόμενη ενεργοποίηση, το OUTPUT θα γίνει αυτόματα χαμηλό μετά την χρονική καθυστέρηση. Στην επαναλαμβανόμενη ενεργοποίηση, το OUTPUT θα γίνει επίσης χαμηλό μετά από χρονική καθυστέρηση, αλλά εάν υπάρχει συνεχής ανθρώπινη δραστηριότητα. Το OUTPUT θα παραμείνει ΥΨΗΛΟ ακόμη και μετά την καθυστέρηση χρόνου
Γυρίστε το ποτενσιόμετρο ρύθμισης απόστασης δεξιόστροφα, αυξανόμενη απόσταση ανίχνευσης (περίπου 7 μέτρα), από την άλλη πλευρά, η απόσταση ανίχνευσης μειώνεται (περίπου 3 μέτρα).
Γυρίστε το ποτενσιόμετρο χρονικής καθυστέρησης του αισθητήρα περιστροφής δεξιόστροφα, η καθυστέρηση επιμήκυνσε (600S, 10 λεπτά), στην αντίθετη πλευρά, συντομεύστε την καθυστέρηση (0,3 δευτερόλεπτα).
Γενικά το PIR ανιχνεύει υπέρυθρες από 8 έως 14 μικρομέτρων μήκους κύματος και έχει εύρος 3-15 μέτρων με οπτικό πεδίο μικρότερο από 180 μοίρες. Αυτό το εύρος μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τα διαφορετικά μοντέλα. Ορισμένα PIR οροφής μπορούν να καλύψουν 360 μοίρες. Τα PIR λειτουργούν γενικά σε 3-9V DC.