Zaloguj się
Wszystkie
10 lutego 2022
2457
Witam wszystkich! Dzisiaj udostępnię nowy samouczek dotyczący projektu jakim jest łączenie czujnika PIR z Arduino. Na początku pokrótce zapoznamy się z podstawami i działaniem tego czujnika. Czujniki PIR są w rzeczywistości czujnikami elektronicznymi i służą do wykrywania ruchu. Służą również do wykrywania fal podczerwieni emitowanych przez określony obiekt. Powinieneś również zajrzeć do biblioteki czujników PIR dla Proteus. Korzystając z tej biblioteki, możesz łatwo symulować czujnik PIR w oprogramowaniu Proteus. Czujniki PIR są szeroko stosowane w projektach wykrywania ruchu już od dłuższego czasu. Mój dzisiejszy tutorial dotyczy współpracy czujnika PIR z mikrokontrolerem Arduino. Zanim do tego przejdziemy konieczne jest, aby najpierw zrozumieć budowę i zasadę działania czujnika PIR. Podzielę więc mój tutorial na różne bloki i opiszę czujnik PIR zaczynając od jego budowy i przechodząc do praktycznych zastosowań. Poznajmy więc przede wszystkim budowę i zasadę działania czujnika PIR.
Budowa czujnika PIR
Konstrukcja czujnika PIR jest bardzo prosta i łatwa do zrozumienia. W dolnej części lub można powiedzieć w rdzeniu czujnika PIR mamy zestaw czujników wykonanych z materiałów piroelektrycznych. Właściwości tego materiału polegają na tym, że gdy ten materiał jest wystawiony na działanie ciepła, generuje energię. Do pomiaru tej energii generowanej przez czujnik PIR stosuje się różne metody. Na górze czujnika PIR i nad czujnikami wewnętrznymi mamy mały ekran, przez który do czujnika wnika promieniowanie podczerwone. Kiedy promieniowanie to pada na materiał piroelektryczny, wytwarza on energię. Generalnie rozmiar tego czujnika jest bardzo mały i jest dostępny na rynku w postaci cienkiej folii. Wiele innych materiałów jest również używanych we współpracy z materiałami piroelektrycznymi, takimi jak azotyn galiamu i azotan cezu, a wszystkie te materiały mają postać małego układu scalonego.
Zasada działania czujnika PIR
Współczesne badania z zakresu fizyki kwantowej mówią nam, że każdy obiekt umieszczony w temperaturze powyżej zera bezwzględnego emituje pewną energię w postaci ciepła, a ta energia cieplna jest w rzeczywistości promieniowaniem podczerwonym. Nasuwa się więc inne pytanie, dlaczego nasze oczy nie widzą tych fal? Dzieje się tak dlatego, że fale te mają długość fal podczerwonych, a ich długość fali jest niewidoczna dla ludzkich oczu. Jeśli chcesz wykryć te fale, musisz zaprojektować odpowiedni układ elektroniczny.
Nazwa PIR oznacza pasywny czujnik podczerwieni. Elementy pasywne to te elementy, które nie generują własnych napięć ani energii. Oni tylko mierzą rzeczy. Można więc powiedzieć, że ten czujnik jest pasywnym czujnikiem podczerwieni i sam niczego nie generuje. Jest w stanie zmierzyć jedynie radiacje emitowane przez inne obiekty wokół niego. Mierzy te promieniowanie i wykonuje na nich pożądane obliczenia.
Łączenie czujnika PIR z Arduino
Czujnik PIR posiada łącznie 3 piny. Konfiguracja każdego pinu jest pokazana na poniższym obrazku:
- Pin nr 1 jest pinem zasilającym i służy do podłączenia napięcia +5 V DC.
- Pin nr 2 jest pinem wyjściowym i ten pin służy do zbierania sygnału wyjściowego, który jest zbierany przez czujnik PIR.
- Pin nr 3 jest oznaczony jako pin GND. Ten pin służy do uziemienia wewnętrznego układu czujnika PIR.
Cała ta konfiguracja jest również pokazana na poniższym obrazku:
Konfiguracja pinów czujnika PIR jest pokazana na powyższym obrazku. Rysunek przedstawiający połączenie czujnika PIR z Arduino jest pokazany poniżej:
Kod Arduino
Poniżej podano kod do współpracy mikrokontrolera Arduino z czujnikiem PIR:
#define pirPin 2
int calibrationTime = 30;
long unsigned int lowIn;
long unsigned int pause = 5000;
boolean lockLow = true;
boolean takeLowTime;
int PIRValue = 0;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(pirPin, INPUT);
}
void loop()
{
PIRSensor();
}
void PIRSensor()
{
if(digitalRead(pirPin) == HIGH)
{
if(lockLow)
{
PIRValue = 1;
lockLow = false;
Serial.println("Motion detected.");
delay(50);
}
takeLowTime = true;
}
if(digitalRead(pirPin) == LOW)
{
if(takeLowTime){lowIn = millis();takeLowTime = false;}
if(!lockLow && millis() - lowIn > pause)
{
PIRValue = 0;
lockLow = true;
Serial.println("Motion ended.");
delay(50);
}
}
}Zastosowania czujnika PIR
Czujniki PIR nie mają wielu zastosowań, a ze względu na niski koszt i wiele zaawansowanych funkcji są głównym przedmiotem różnych projektów realizowanych już od kilku lat. Poniżej wymieniono niektóre z ich cech i praktycznych zastosowań:
- Są w stanie wyczuć wykrywanie ludzi i innych przedmiotów.
- Czujniki PIR są również wykorzystywane w automatycznych systemach oświetleniowych. W tego typu systemach, gdy osoba znajdzie się w pobliżu czujnika, światła są automatycznie włączane.
- Stosowane są w systemach oświetlenia zewnętrznego, a także w niektórych holach wind. Być może zauważyłeś, że kiedy osoba wchodzi do windy i jeśli drzwi są w trakcie zamykania to zostaną ponownie otworzone. To wszystko dzięki czujnikom PIR.
- Są szeroko stosowane w systemach parkingów podziemnych. W każdej pozycji parkowania zainstalowany jest czujnik PIR, a gdy ta pozycja jest wolna, nad tym miejscem świeci się zielone światło, co oznacza, że można tu zaparkować. Jeśli ta pozycja została zajęta, zaświeci się czerwone światło, co oznacza, że ta pozycja jest już zajęta.
- Czujnik PIR jest bardzo kompatybilnym czujnikiem i ma zdolność wykrywania określonego ruchu, a wyjście tego systemu jest bardzo czułe i nie ma w nim żadnego szumu.
To wszystko na dzisiaj. Jeśli masz jakieś pytania, możesz je zadać. Do następnego tutorialu.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
