سنسور مادون قرمزحرکت (حسگر حرکت PIR) HC-SR501 (DSN-FIR800)برای تشخیص حرکت اجسامی که تابش مادون قرمز (گرما) ساطع می کنند در ناحیه کنترل شده استفاده می شود. اصل عملکرد سنسور بر اساس برق pyroelectric است.
پیرو الکتریسیته خاصیت ایجاد میدان الکتریکی معین زمانی است که یک ماده با پرتوهای مادون قرمز (گرما) تابش می کند. یک لنز فرنل در بالای عنصر حسگر نصب شده است که برای افزایش شعاع دید و تقویت سیگنال مادون قرمز ورودی استفاده می شود.
ماژول ها HC-SR501یک ماژول متشکل از یک سنسور IR 500BP، یک لنز Fresnel و یک ماژول کنترل میکرو مدار BISS0001 است. حالت عملکرد ماژول توسط یک جامپر (حالت H یا حالت L) تنظیم می شود.
حالت های عملکرد
حالت عملکرد ماژول توسط یک جامپر تنظیم می شود. دو حالت وجود دارد - حالت H و حالت L. ماژول عکس روی حالت H تنظیم شده است.
- حالت H- در این حالت، هنگامی که سنسور چندین بار متوالی فعال می شود، خروجی آن (روشن OUT) در سطح منطقی بالایی باقی می ماند. جامپر قرمز.
- حالت L- در این حالت، یک ضربه مجزا در خروجی برای هر سنسور فعال ظاهر می شود. جامپر زرد.
توجه داشته باشید:
در این نمونه، بلوک جامپر وجود ندارد، اما کنتاکت هایی روی برد برای لحیم کردن جامپر وجود دارد، و گزینه H از قبل با یک هادی چاپی بسته شده است.
برای انتخاب حالت L، جامپر کارخانه باید حذف شود (مانند تصویر).
ویژگی های اصلی HC-SR501
- رنگ: سفید سبز
- ابعاد: 3.2cm x 2.4cm x 1.8cm (تقریبا)
- برد کنترل سنسور مادون قرمز
- حساسیت و زمان تاخیر قابل تنظیم است
- ولتاژ کاری: DC 4.5V-20V
- جاری:<60 mA
- ولتاژ خروجی: سطح سیگنال بالا / پایین: خروجی TTL 3.3 ولت
- محدوده تشخیص: 3 - 7M (قابل تنظیم)
- محدوده تشخیص:<140 °
- زمان تاخیر: 5-200S (قابل تنظیم، پیش فرض 5 ثانیه -3%)
- بلوک زمانی: 2.5 ثانیه (پیش‌فرض)
- ماشه: L: محرک غیرقابل تکرار H: ماشه تکراری (پیش‌فرض)
- دمای کار: -20 - 80 درجه سانتیگراد
- روش ماشه: L ماشه منحصر به فرد / H ماشه قابل تکرار
مخاطب:
خارج(سیگنال خروجی) - تماس برای تبادل داده بین سنسور و میکروکنترلر.
VCC- ولتاژ تغذیه (4.5 - 20 ولت)؛
GND- تماس عمومی 
سنسور حرکت مادون قرمز HC-SR501استفاده از آن در مکان هایی با تغییرات دمایی ناگهانی ( انفجار شدید تشعشع مادون قرمز) ناشی از گرما توصیه نمی شود، به عنوان ظاهر یک جسم متحرک درک می شود که می تواند باعث زنگ خطر کاذب شود.
ماژول HC-SR501 اغلب در دزدگیرها و همچنین در خانه های هوشمند برای کنترل روشنایی زمانی که شخصی در اتاق ظاهر می شود استفاده می شود.
نمای کلی سنسور فضایی HC-SR501
ماژول حسگر حرکت (یا حضور) HCSR501 بر اساس اثر پیرو الکتریک شامل یک سنسور PIR 500BP (شکل 1) با عایق الکتریکی اضافی روی ریزمدار BISS0001 و یک لنز فرنل است که برای افزایش شعاع دید و تقویت مادون قرمز استفاده می‌شود. سیگنال (شکل 2). این ماژول برای تشخیص حرکت اجسامی که تابش مادون قرمز ساطع می کنند استفاده می شود. عنصر حسگر ماژول یک سنسور PIR 500BP است. اصل کارکرد آن بر پایه pyroelectricity است. این پدیده ظاهر شدن میدان الکتریکی در کریستال ها هنگام تغییر دمای آنها است.سنسور توسط میکرو مدار BISS0001 کنترل می شود. دو پتانسیومتر روی برد وجود دارد، اولی فاصله تشخیص جسم (از 3 تا 7 متر) را تنظیم می کند، دومی تاخیر را پس از شروع اولین سنسور (5 تا 300 ثانیه) تنظیم می کند. ماژول دارای دو حالت L و H است. حالت عملکرد با استفاده از یک جامپر تنظیم می شود. حالت L - حالت عملکرد تک، هنگامی که یک جسم متحرک در خروجی OUT شناسایی می شود، یک سطح سیگنال بالا برای زمان تاخیر تنظیم شده توسط پتانسیومتر دوم تنظیم می شود. در این مدت سنسور به اجسام متحرک پاسخ نمی دهد. از این حالت می توان در سیستم های امنیتی برای اعلام هشدار به آژیر استفاده کرد. در حالت H، هر بار که حرکت تشخیص داده می شود، سنسور فعال می شود. از این حالت می توان برای روشن کردن نور استفاده کرد. هنگامی که ماژول روشن می شود، کالیبره می شود، مدت زمان کالیبراسیون تقریباً یک دقیقه است، پس از آن ماژول آماده کار است. مطلوب است که سنسور دور از منابع نور باز نصب شود.
شکل 1. سنسور PIR 500BP
شکل 2. لنز فرنل
مشخصات HC-SR501
- ولتاژ تغذیه: 4.5-20 ولت
- جریان مصرفی: 50 میلی آمپر
- ولتاژ خروجی: بالا - 3.3 ولت، پایین - 0 ولت
- فاصله تشخیص: 3-7 متر
- مدت زمان تأخیر پس از راه اندازی: 5 تا 300 ثانیه
- زاویه دید تا 120
- زمان انسداد تا اندازه گیری بعدی: 2.5 ثانیه.
- حالت های عملیاتی: L - تک فعال، H - فعال سازی در هر رویداد
- دمای کار از -20 تا +80 درجه سانتیگراد
- ابعاد 32x24x18 میلی متر
اتصال سنسور حرکت مادون قرمز به آردوینو
ماژول دارای 3 خروجی است (شکل 3):- VCC - منبع تغذیه 5-20 ولت؛
- GND - زمین؛
- OUT - خروجی دیجیتال (0-3.3V).
شکل 3. تعیین پین و پیکربندی HC-SR501
بیایید ماژول HC-SR501 را به برد آردوینو وصل کنیم (نمودار سیم کشی در شکل 4) و یک طرح ساده بنویسیم که با یک سیگنال صوتی و یک پیام به پورت سریال هنگامی که یک جسم متحرک شناسایی می شود، سیگنال می دهد. ما از وقفه های خارجی در ورودی 2 برای رفع عملیات توسط میکروکنترلر استفاده خواهیم کرد.این وقفه int0 است.
شکل 4. نمودار اتصال ماژول HC-SR501 به برد آردوینو
بیایید طرح را از لیست 1 روی برد آردوینو بارگذاری کنیم و ببینیم سنسور چگونه به موانع واکنش نشان می دهد (شکل 5 را ببینید). ما ماژول را روی حالت عملیات L تنظیم می کنیم. فهرست 1 // طرحی برای نمای حرکت / حسگر حضور HC-SR501 // وب سایت // مخاطب برای اتصال خروجی سنسور #define PIN_HCSR501 2 // ماشه پرچم بولین flagHCSR501 = false ; // پین اتصال بلندگو int soundPin = 9; // فرکانس سیگنال صوتی int freq = 587; تنظیم void () (// مقدار دهی اولیه پورت سریال Serial.begin (9600)؛ // شروع رسیدگی به وقفه int0 attachInterrupt (0, intHCSR501, RISING)؛) حلقه خالی () (اگر (flagHCSR501 == true) (// پیام به پورت سریال Serial.println ("توجه !!!")؛ // سیگنال صوتی به مدت 5 ثانیه (SoundPin، فرکانس، 5000)؛ // بازنشانی پرچم ماشه flagHCSR501 = false;)) // وقفه در مدیریت باطل در HCSR501 () (// تنظیم پرچم ماشه حسگر flagHCSR501 = true؛)
شکل 5. خروجی داده ها به مانیتور پورت سریال
با استفاده از پتانسیومترها، مدت زمان سیگنال در خروجی OUT و حساسیت سنسور (فاصله تثبیت جسم) را آزمایش می کنیم.
مثال استفاده
بیایید نمونه ای از ارسال پیامک زمانی که یک حسگر حرکت / حضور در یک مرکز محافظت شده فعال می شود ایجاد کنیم. برای این ما از سپر GPS / GPRS استفاده خواهیم کرد. ما به جزئیات زیر نیاز داریم:- برد آردوینو Uno
- سپر GSM / GPRS
- ترانزیستور npn، به عنوان مثال C945
- مقاومت 470 اهم
- بلندگو 8 اهم 1 وات
- سیم ها
شکل 6. نمودار اتصال
هنگامی که سنسور فعال می شود، روش ارسال اس ام اس با یک پیام متنی را فراخوانی می کنیم حضور داشته باشیدیون!!!به شماره PHONE محتویات طرح در فهرست 2 نشان داده شده است. محافظ GSM/GPRS در حالت ارسال پیامک تا 2 آمپر جریان مصرف می کند، بنابراین از منبع تغذیه خارجی 12 ولت 2 آمپر استفاده می کنیم. فهرست 2 // طرح 2 به نمای کلی سنسور حرکت / حضور HC-SR501 // ارسال پیامک هنگام فعال شدن سنسور // وب سایت // مخاطب برای اتصال خروجی سنسور #define PIN_HCSR501 2 // راه اندازی پرچم بولین پرچم HCSR501 false; // پین اتصال بلندگو int soundPin = 9; // فرکانس سیگنال صوتی int freq = 587; // کتابخانه SoftwareSerial #include
سوالات متداول سوالات متداول
1. وقتی جسم در حال حرکت است، ماژول کار نمی کند- بررسی کنید که آیا ماژول به درستی وصل شده است.
- فاصله سوئیچینگ را با پتانسیومتر تنظیم کنید.
- پتانسیومتر را تنظیم کنید تا مدت زمان سیگنال را به تاخیر بیاندازد.
- جامپر را روی حالت تک عملکرد L قرار دهید.
در این مقاله به شما خواهم گفت که چگونه با سنسور HC-SR501 (سنسور PIR) کار کنید. این سنسور ارزان و همه کاره است، می توان از آن به تنهایی یا با میکرو کامپیوتر به جای میکرو کامپیوتر برای ایجاد پروژه های مختلف (سیستم های هشدار یا سیستم های روشنایی خودکار) استفاده کرد.
مشخصات فنی
ولتاژ تغذیه: 4.8 ولت ... 20 ولت
جریان استاتیک: 50 میلی آمپر
سطح خروجی: 3.3 ولت / کم 0 ولت
زمان تاخیر: 0.5 - 200 ثانیه (قابل تنظیم)
زمان مسدود شدن: 2.5 ثانیه
زاویه کار:< 100
دمای کار: -15C ... + 70C
تشخیص اشیا: 23 میلی متر
ابعاد: 33mm x 25mm x 24mm
اطلاعات کلی
هر شخص یا حیوانی با دمای بالای صفر انرژی گرمایی را به شکل تشعشع ساطع می کند. این تشعشع برای چشم انسان قابل مشاهده نیست زیرا در امواج فروسرخ، زیر طیفی که انسان می تواند ببیند، ساطع می شود. اندازه گیری این انرژی با اندازه گیری دما یکی نیست. از آنجایی که دما به هدایت حرارتی بستگی دارد، بنابراین، هنگامی که یک فرد وارد اتاق می شود، نمی تواند فورا دمای اتاق را تغییر دهد. با این حال، یک تشعشع مادون قرمز منحصر به فرد به دلیل دمای بدن وجود دارد که سنسور PIR به دنبال آن است.
اصل کار سنسور حرکت مادون قرمز HC-SR501 ساده است، زمانی که سنسور روشن می شود، در ناحیه تشخیص اشعه مادون قرمز "عادی" تنظیم می شود. سپس به دنبال تغییراتی می گردد، به عنوان مثال، فرد در محدوده کنترل شده عبور کرده یا حرکت کرده است. این آشکارساز از یک سنسور پیروالکتریک برای تشخیص تابش مادون قرمز استفاده می کند. دستگاهی است که در پاسخ به دریافت تابش مادون قرمز جریان الکتریکی تولید می کند. از آنجایی که سنسور سیگنالی منتشر نمی کند (به عنوان مثال، قبلاً ذکر شد، "غیرفعال" مجازات می شود. هنگامی که تغییری تشخیص داده می شود، سنسور HC-SR501 سیگنال خروجی را تغییر می دهد.
برای افزایش حساسیت و کارایی سنسور HC-SR501 از روش تمرکز تابش مادون قرمز بر روی دستگاه استفاده می شود که این امر با استفاده از "عدسی فرنل" محقق می شود. این لنز از پلاستیک ساخته شده و به صورت گنبدی ساخته شده و در واقع از چند عدسی کوچک فرنل تشکیل شده است. اگرچه پلاستیک برای انسان شفاف است، اما در واقع در برابر نور مادون قرمز کاملاً شفاف است، بنابراین به عنوان یک فیلتر نیز عمل می کند.
HC-SR501 یک سنسور PIR ارزان قیمت است که کاملاً مستقل است و می تواند به تنهایی یا همراه با یک میکروکنترلر کار کند. این سنسور دارای یک تنظیم حساسیت است که حرکت از 3 تا 7 متر را تشخیص می دهد و خروجی آن را می توان به گونه ای تنظیم کرد که برای مدت زمان 3 ثانیه تا 5 دقیقه بالا بماند. همچنین سنسور دارای یک تنظیم کننده ولتاژ داخلی است که می تواند از ولتاژ ثابت 4.5 تا 20 ولت تغذیه شود و جریان کمی مصرف کند. HC-SR501 دارای یک کانکتور 3 پین است که عملکردها به شرح زیر است:
پین انتساب
VCC- ولتاژ DC مثبت از 4.5 تا 20 ولت DC.
خروجی- خروجی منطقی 3.3 ولت. LOW نشان دهنده کشف نیست، HIGH به این معنی است که فردی شناسایی شده است.
GND- زمین
این برد همچنین دارای دو پتانسیومتر برای تنظیم چندین پارامتر است:
حساسیت- حداکثر و حداقل فاصله (از 3 متر تا 7 متر) را تنظیم می کند.
زمان- زمانی که در طی آن خروجی پس از تشخیص بالا باقی می ماند. حداقل 3 ثانیه، حداکثر 300 ثانیه یا 5 دقیقه.
تکلیف جامپرها:
اچتنظیم Hold یا Repeat است. در این موقعیت، HC-SR501 تا زمانی که به تشخیص حرکت ادامه دهد، به خروجی سیگنال HIGH ادامه خواهد داد.
L- این یک گزینه وقفه یا بدون تلاش مجدد است. در این موقعیت، خروجی برای دوره تنظیم شده توسط تنظیم پتانسیومتر TIME، HIGH باقی می ماند.
برد HC-SR501 دارای سوراخ های اضافی برای دو جزء است، یک برچسب در کنار آن وجود دارد که می توانید با برداشتن لنز فرنل به آن نگاه کنید.
تعیین سوراخ های اضافی:
RT- این برای یک ترمیستور یا مقاومت حساس به دما است. این افزودنی به HC-SR501 اجازه می دهد تا در دماهای شدید استفاده شود و همچنین دقت آشکارساز را تا حدی بهبود می بخشد.
RLاتصالی برای مقاومت یا مقاومت نوری وابسته به نور است. با افزودن یک جزء، HC-SR501 فقط در تاریکی کار می کند، که یک برنامه معمول برای سیستم های روشنایی حساس به حرکت است.
مثال شماره 1: HC-SR501 به عنوان یک دستگاه مستقل.
جزئیات مورد نیاز:
ترانزیستور 2SC1213 x 1 عدد.
ارتباط:
هنگامی که HC-SR501 روشن می شود، کالیبراسیون مورد نیاز است، از 30 تا 60 ثانیه طول می کشد، سنسور همچنین دارای یک دوره "تنظیم مجدد" در حدود 6 ثانیه (پس از فعال شدن) است، که در این مدت به حرکات واکنشی نشان نمی دهد. در این مثال از HC-SR501 و ترانزیستور NPN استفاده می کنیم (در مثال از 2SC1213 استفاده می کنیم). سنسور HC-SR501 از 5 ولت تغذیه می شود، زیرا رله نیز به همان قدرت نیاز دارد و از یک لامپ 220 ولت به عنوان بار استفاده می شود. از آنجایی که سیگنال خروجی HC-SR501 ضعیف است (در عمل فقط روشن کردن LED کافی است)، یکی از گزینه ها استفاده از هر ترانزیستور NPN دوقطبی است.
توجه! تکنیک های ایمنی را رعایت کنید و مراقب باشید!
عملکرد این مدار بسیار ساده است، پس از روشن شدن و کالیبره کردن، سنسور شروع به خواندن قرائت می کند. هنگامی که حرکت تشخیص داده می شود، سنسور مقدار را در پین "OUT" تغییر می دهد.
مثال شماره 2: HC-SR501 افزودن یک مقاومت نوری
جزئیات مورد نیاز:
سنسور حرکت HC-SR501 x 1 pc.
ماژول رله (1 کانال) x 1 عدد.
ترانزیستور 2SC1213 x 1 عدد.
لامپ 220 ولت (75 وات) با سوکت x 1 عدد.
منبع تغذیه 5 ولت x 1 عدد
مقاومت نوری x 1 عدد
سیم دوپونت، 2.54 میلی‌متر، 20 سانتی‌متر، F-M (ماده به نر) x 1
ارتباط:
در مثال بعدی، از همان مدار مثال شماره 1 استفاده می کنیم، فقط یک مقاومت نوری اضافه کردیم. محل قرارگیری مقاومت نوری در کنار کانکتور خروجی قرار دارد که روی برد با عنوان "RL" مشخص شده است. می توان آن را مستقیماً به برد لحیم کرد یا از هدر پین برای اتصال راحت سیم های Dupont استفاده کرد. نکته اصلی این است که مقاومت نوری از نور طبیعی اتاق بسته نمی شود و همچنین از نور لامپ که ما از آن به عنوان بار استفاده می کنیم محافظت می شود. شکل زیر محل نصب مقاومت نوری را نشان می دهد.
هنگامی که مقاومت نوری نصب شد، مدار را روشن کنید و کمی صبر کنید تا سنسور HC-SR501 کالیبره شود. اگر همه چیز به درستی متصل شود (و چراغ اتاق روشن باشد) هیچ اتفاقی نمی افتد، مقاومت نوری از راه اندازی HC-SR501 در هنگام روشن شدن اتاق جلوگیری می کند. اکنون چراغ ها را خاموش کنید و HC-SR501 هر زمان که فعالیتی را تشخیص داد روشن می شود.
مثال شماره 3: HC-SR501 و آردوینو
جزئیات مورد نیاز:
آردوینو UNO R3 x 1pc
سنسور حرکت HC-SR501 x 1 pc.
ال ای دی 5 میلی متر x 3
مقاومت 0.125 وات، 320 ام x 3 عدد.
سیم دوپونت، 2.54 میلی‌متر، 20 سانتی‌متر، F-M (ماده به نر) x 1
ارتباط:
اگرچه سنسور HC-SR501 یک دستگاه مستقل است، اما می توان آن را به پایه میکروکنترلر متصل کرد. در مثال، ما از کنترلر Arduino UNO R3 استفاده می کنیم که در آن می توانیم زمان روشن شدن و بازنشانی را در نظر بگیریم. به این ترتیب، دستگاه می تواند دقیق تر باشد زیرا زمانی که سنسور آماده نیست، سعی نمی کنید حرکت رو به جلو را حس کنید. همچنین، می توانید چندین سنسور HC-SR501 را به آردوینو متصل کنید که به شما امکان می دهد حرکت را در مکان های مختلف ردیابی کنید.
در مثال زیر، یک HC-SR501 را به عنوان نشانه با استفاده از سه LED به آردوینو متصل می کنیم که هر کدام وضعیت سنسور را نمایش می دهند:
- LED قرمز- این LED نشان می دهد که سنسور آماده نیست.
- LED زرد- این LED نشان می دهد که سنسور برای تشخیص حرکت آماده است.
- LED سبز- با فعال شدن سنسور این LED به مدت 3 ثانیه روشن می شود. به جای LED، می توان یک خروجی خارجی را کنترل کرد (به عنوان مثال، ماژول رله ای که قبلا استفاده کردیم).
نمودار اتصال:
جامپر در HC-SR501 باید در موقعیت "L" تنظیم شود، و زمان نیز باید روی حداقل (5 ثانیه) تنظیم شود، برای این کار پتانسیومتر را تا آنجا که می رود به سمت چپ بچرخانید. اکنون که همه متصل هستید، باید طرح خود را آپلود کنید.
/ * تست شده در Arduino IDE 1.8.0 تاریخ تست 12.08.2016 * / int detectedLED = 13; // تعیین پین int readyLED = 12; // تعیین پین int waitLED = 11; // پین را مشخص کنید int pirPin = 7; // پین سنسور را مشخص کنید int motionDetected = 0; // متغیر برای تشخیص حرکت int pirValue; // متغیر برای ذخیره مقدار از PIR void setup () (pinMode (detectedLED, OUTPUT)؛ // تنظیم پین به عنوان pinMode خروجی (readyLED، OUTPUT)؛ // تنظیم پین به عنوان pinMode خروجی (waitLED، OUTPUT)؛ // تنظیم پین به عنوان خروجی حالت pin (pirPin، INPUT)؛ // تنظیم پین به عنوان ورودی // تأخیر اولیه 1 دقیقه، برای تثبیت سنسور // DigitalWrite (تشخیص LED، LOW)؛ DigitalWrite (آماده LED، LOW)؛ DigitalWrite (waitLED، HIGH) ؛ تاخیر ( 60000)؛ digitalWrite (readyLED، HIGH)؛ digitalWrite (waitLED، LOW)؛) حلقه خالی () (pirValue = DigitalRead (pirPin)؛ // مقدار را از حسگر حرکت بخوانید اگر (pirValue == 1) / / در صورت وجود حرکت، 3 ثانیه تاخیر ایجاد کنید. motionDetected == 1) (digitalWrite (detectedLED, LOW) DigitalWrite (readyLED, LOW) DigitalWrite (waitLED, HIGH)؛ تاخیر (6000) DigitalWrite (readyLED، HIGH) DigitalWrite (wai) tLED، LOW)؛ motionDetected = 0; ))
تست شده بر روی آردوینو IDE 1.8.0 تاریخ آزمون 1395/08/12 int detectedLED = 13; // پین را مشخص کنید int readyLED = 12; // پین را مشخص کنید int waitLED = 11; // پین را مشخص کنید int pirPin = 7; // پین سنسور را مشخص کنید int motionDetected = 0; // متغیر برای تشخیص حرکت int pirValue; // متغیر برای ذخیره مقدار از PIR تنظیم خالی () pinMode (تشخیص LED، OUTPUT)؛ // پین را به عنوان خروجی تنظیم کنید pinMode (readyLED، OUTPUT)؛ // پین را به عنوان خروجی تنظیم کنید pinMode (waitLED، OUTPUT)؛ // پین را به عنوان خروجی تنظیم کنید pinMode (pirPin، INPUT)؛ // پین را به عنوان ورودی تنظیم کنید // تاخیر اولیه 1 دقیقه برای تثبیت سنسور // digitalWrite (readyLED، LOW)؛ digitalWrite (waitLED، HIGH); تاخیر (60000); digitalWrite (readyLED، HIGH)؛ digitalWrite (waitLED، LOW)؛ حلقه خالی () pirValue = DigitalRead (pirPin); // مقدار را از حسگر حرکت بخوانید اگر (pirValue == 1) // اگر حرکت وجود داشته باشد، 3 ثانیه تاخیر ایجاد می کنیم. digitalWrite (تشخیص LED، HIGH)؛ motionDetected = 1; تاخیر (3000); دیگر DigitalWrite (تشخیص LED، LOW)؛ |
حسگرهای حرکتی وسایلی هستند که به اجسام متحرک و نه ثابت پاسخ می دهند. این تفاوت آنها با حسگرهای حضور است که به گونه‌ای پیکربندی شده‌اند که هنگام ناپدید شدن یا ناپدید شدن اجسام متحرک در ناحیه تحت نظارت، فعال شوند.
به عبارت دیگر، دستگاهی که حرکت را کنترل می کند، باید زمانی که فرد در داخل فضای مشاهده شده است، زمانی که حرکت می کند یا ثابت می ایستد، راه اندازی می شود، اما حداقل فقط انگشتان خود را تکان می دهد. در عین حال، هنگامی که افراد به طور کامل اتاق را ترک کرده اند یا یک فرد کاملاً یخ زده در آن باقی می ماند و هیچ حرکتی انجام نمی دهد، دستگاه های کنترل حضور فعال می شوند.
حسگرهای حرکتی چگونه کار می کنند
هر دو گروه از این سنسورها می توانند بر اساس موارد زیر کار کنند:
گرفتن ارتعاشات صوتی با سیستم های حساس صوتی؛
درک تشعشعات حرارتی ناشی از بدن انسان توسط گیرنده های مادون قرمز کنش منفعل;
پرتوهای مادون قرمز همپوشانی نامرئی برای چشم انسان، هدایت شده از ساطع کننده به گیرنده روش فعال.
هنوز راه های دیگری برای تشخیص یک فرد متحرک وجود دارد، اما آنها مانند روش آکوستیک به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند. و در دستگاه های خانگی، بیشتر اوقات از سنسورهای حرکتی استفاده می شود که با نوسانات الکترومغناطیسی امواج واقع در طیف مادون قرمز کار می کنند. آنها در شرح داده شده اند.
گیرنده های سنسور IR یک اصل عملکرد مشترک دارند.
آشکارسازهای حرکت و آشکارسازهای حضور تشعشعات مادون قرمز را که از هر جسمی که در میدان دید قرار دارد در تمام جهات پخش می‌شود، می‌گیرند. پرتوهای گرما، مانند یک سیستم نوری معمولی، به عنوان مثال، یک دوربین، بر روی یک لنز سگمنت که طبق اصل فرنل عمل می کند، می افتند.
این ساختار شیشه ای یا پلاستیکی نوری با تعداد زیادی بخش / بخش متحدالمرکز ایجاد می شود که هر یک از آنها یک پرتو باریک از پرتوهای حرارتی موازی را روی حسگر IR تشکیل می دهند.
این سنسور PIR نیز نامیده می شود زیرا دارای اثر پیرالکتریک است - یک میدان الکتریکی متناسب با شار گرمای دریافتی ایجاد می کند. سیگنال دریافتی توسط دستگاه های الکترونیکی پردازش می شود.
در اکثر طراحی های حسگر، pyrodector با مقادیر آنالوگ کار می کند. یک مثال می تواند باشد.
دارای اندازه کوچک است، بر اساس یک ریز مدار کار می کند، دارای سه پایانه برای اتصال سیم های برق و بار، دو پتانسیومتر تنظیم کننده است. هنگامی که راه اندازی می شود، سیگنال الکتریکی کنترلی با ولتاژ 3.3 ولت و جریان چند میلی آمپر تولید می کند.
اخیراً بلوک هایی معرفی شدند که تبدیل مضاعف و پردازش فرمان را بر اساس انجام می دهند.
این امکان استفاده از دستگاه های ریزپردازنده و فناوری های کامپیوتری را برای تبدیل سیگنال های بیشتر و تشکیل الگوریتم های کنترلی مختلف برای دستگاه های خودکار فراهم می کند.
هر دو سنسور الکترونیکی و دیجیتال آنالوگ به منابع تغذیه متصل هستند و دارای دستگاه های خروجی هستند که بار را در شبکه اولیه تغییر می دهند.
یکی از اصول در الگوریتم عملکرد الکترونیک گذاشته شده است:
تشخیص حرکت؛
فعال بماند
وقتی فردی در میدان عمل حسگر ظاهر می شود، با حضور خود تغییراتی در تعادل حرارتی محیط ایجاد می کند و تمام حرکات او از طریق لنز فرنل به عنوان لنز دوربین ثبت می شود. بلوک های الکترونیکی فعال می شوند و سیگنال الکتریکی را به کنتاکت کنترل ارائه می دهند.
اینجاست که کارکردهای خود سنسور به پایان می رسد، اگرچه فرآیند تعویض محرک ها هنوز کامل نشده است و قدرت سیگنال کنترل سنسور حرکت برای تعویض وسایل روشنایی، روشن کردن آژیر صدا، ارسال پیامک به یک تلفن همراه یا انجام کارهای دیگر کافی نیست.
این سیگنال باید تقویت شود و از انتقال آن به یک کنتاکت قدرتمند برای تعویض بار اطمینان حاصل شود.
سنسور حرکتی HC-SR501 که در بالا در نظر گرفتیم نمی تواند این عملکردها را به تنهایی انجام دهد. برای پیاده سازی آنها، می توانید یک کلید ترانزیستوری ساده را روشن کنید.
برق = 4.5 ÷ 20 ولت از یک منبع اضافی به پایانه های VCC و GND سنسور حرکت و کلید می رسد و سیگنال کنترل از پایه OUT سنسور به ترمینال تقویت کننده به همین نام تغذیه می شود. باری از ولتاژ مربوطه به مدار خروجی متصل می شود.
اگر از این طرح برای روشن کردن تلفن همراه خود استفاده می کنید، می توانید پیامک به تلفن همراه خود دریافت کنید که سیگنالی در مورد ظاهر شدن مهمانان غیرمنتظره در منطقه امنیتی خواهد بود.
اکثر ماژول های آماده مدارهای روشنایی با سنسورهای حرکتی دارای یک تقویت کننده داخلی و یک کنتاکت برق هستند که مدار بار را تغییر می دهد. سازه‌های چنین واحدهایی که از شبکه 220 ولت تغذیه می‌شوند، دارای سه پایانه برای اتصال سیم‌ها بر روی بدنه هستند که دو تای آنها برق (فاز L و صفر N) و L سوم به همراه N صفر استفاده می‌شود. لامپ های سوئیچ
سنسورهای حرکت فعال
دستگاه هایی که بر اساس اصل کنترل کانال بین فرستنده IR و گیرنده کار می کنند تقریباً الگوریتم مشابهی دارند که روی یک فرکانس مشترک تنظیم شده است مانند کنترل از راه دور تلویزیون یا ماوس رایانه بی سیم با گیرنده های خود. آنها می توانند یک منبع تغذیه مستقل، مستقل از شبکه الکتریکی ثابت داشته باشند.
در این حالت یکی از چیدمان های ماژول ها به روش مستقیم یا چرخشی تشکیل مسیر با استفاده از آینه انجام می شود.
نمودارهای اتصال سنسور
نمودار سیم کشی سادهدر تصویر نشان داده شده است.
با این اتصال، حالت عملکرد لامپ کاملاً مطابق با الگوریتم تعیین شده توسط مدار الکترونیکی است و توسط پتانسیومترهای تنظیم تنظیم می شود.
در طرح های ساده حسگر، دو تنظیم کننده نصب می شود:
1. LUX - سطح روشنایی که با رسیدن به آن سنسور فعال می شود (به عنوان مثال، نیازی به استفاده از نور الکتریکی در هوای آفتابی نیست). برای تنظیم، بالاترین مقدار آن در ابتدا تنظیم شده است.
2. TIME - مدت زمان تایمر یا به عبارت دیگر مدت زمانی که لامپ پس از تشخیص حرکت روشن می شود. معمولاً حداقل مقدار تنظیم می شود، زیرا با هر حرکت جدید، سنسور دائماً راه اندازی مجدد می شود.
معمولاً این دو پارامتر تنظیم برای تنظیم کنترل لامپ های خانگی کافی است. دو پتانسیومتر دیگر وجود دارد:
1. SENS - حساسیت یا محدوده. در مواردی که محدود کردن آن با تغییر جهت سنسور حرکت غیرممکن است، برای کاهش ناحیه کنترل استفاده می شود.
2. MIC - سطح نویز صوتی میکروفون داخلی، که در آن سنسور فعال می شود. اما در شرایط خانگی به این عملکرد نیازی نیست - حسگر توسط صداهای غیرمجاز اتومبیل های در حال عبور، تعجب کودکان فعال می شود ...
نمودار اتصال لامپ به دو سنسور
این روش در مکان هایی استفاده می شود که کنترل نور از دو نقطه دور با دید محدود برای یک سنسور ضروری می شود.
ترمینال های هم نام دستگاه ها به صورت موازی به یکدیگر متصل شده و به شبکه برق و روشنایی خروجی می شوند. هنگامی که تماس خروجی هر سنسور فعال می شود، لامپ روشن می شود.
نمودار اتصال از طریق سوئیچ
این روش زمانی استفاده می شود که یک واحد سنسور حرکت با یک سوئیچ به یک لامپ موجود اضافه شود. هنگامی که سوئیچ روشن است، مدار دقیقاً همانطور که توسط الکترونیک پیکربندی شده است کار می کند. و هنگامی که کنتاکت باز است، فاز از منبع تغذیه خارج شده و سنسور حرکت از حالت کار خارج می شود.
تمرین نشان داده است که در بین صاحبان آپارتمان، هنگام خروج از محل، عادت خاموش کردن خودکار چراغ با سوئیچ حفظ می شود. پس از آن، وقتی فردی وارد اتاق می شود، سنسور حرکت از کار خارج می شود. برای از بین بردن چنین شرایطی، کنتاکت های سوئیچ دور زده می شوند، به این ترتیب انتقال به مدار قبلی انجام می شود.
در این مدار یک کلید روشن کنتاکت خروجی سنسور حرکت را به طور کامل دور می زند. زمانی استفاده می شود که فرد برای مدت طولانی در وضعیت ثابت قرار داشته باشد و سرعت شاتر تایمر کم است و برای روشن کردن لامپ باید حرکات غیر ضروری حواس پرتی انجام دهید.
نمودار سیم کشی برای بارهای قدرتمند توسط دستگاه های الکترومغناطیسی
واحد سنسور حرکت با کنتاکت های کم مصرف می تواند برای وسایل روشنایی با قدرت بسیار بالا استفاده شود. برای این، از یک دستگاه میانی، یک رله یا یک کنتاکتور با درجه بندی مناسب استفاده می شود. سیم پیچ آن به کنتاکت کم مصرف سنسور متصل است و کنتاکت برق بار سیستم روشنایی را تغییر می دهد.
در این طرح، مانند سایر موارد، لازم است که توان های سوئیچ شده را به طور دقیق محاسبه کنید و کنتاکت های برق را برای آنها انتخاب کنید. پس از راه اندازی، جریان بارها باید اندازه گیری شده و دوباره با توان کنتاکت ها مقایسه شود. برای عملکرد طولانی مدت قابل اعتماد سیستم، لازم است یک ذخیره انرژی ایجاد شود.
یک مدار مشابه با دستگاه های الکترومغناطیسی قادر به عملکرد طولانی مدت و قابل اعتماد است. اما دو عیب قابل توجه دارد:
1. افزایش سطح سر و صدا و تداخل الکترومغناطیسی در حال ظهور همراه با روند حرکت آرمیچر در هنگام تعویض.
2. سایش مداوم سیستم تماس به دلیل تخلیه های ناشی از قطع شدن مدار، که نیاز به نگهداری پیشگیرانه دوره ای دارد.
مدارهای Triac و SCR فاقد این معایب هستند.
نمودار اتصال برای بارهای قدرتمند با دستگاه های نیمه هادی
در این حالت انواع نویز و تداخل وجود ندارد. اما برای اینکه دستگاه نیمه هادی کار کند، باید سیگنال کنترل سنسور حرکت را به هارمونیک تبدیل کرد که از نظر فرکانس با ولتاژ شبکه منطبق است. برای این، یک مدار تطبیق ویژه ایجاد می شود که جریان متناوب را به آن می رساند.
وقتی مدار تطبیق کار می کند، تریاک باز است. و لامپ ها می سوزند هنگامی که سیگنال کنترل وجود ندارد، تریاک بسته می شود و روشنایی کنترل شده توسط آن خاموش می شود.
نقطه ضعف این مدار پیچیدگی طراحی سیگنال تطبیق دستگاه الکترونیکی است.
انتخاب محل نصب و روش جهت گیری سنسورها
سنسور حرکت بسته به طراحی آن می تواند زاویه دید متفاوتی برای نظارت بر فضا از چند درجه تا نمای همه جانبه داشته باشد که معمولاً با پایه سقفی استفاده می شود.
این زوایا در سطوح افقی و عمودی توزیع می شوند، ناحیه مشاهده را مشخص می کنند و در مستندات نشان داده می شوند.
سنسورهایی که برای نصب روی دیوار طراحی می شوند معمولاً دارای دید 110-120 یا 180 درجه افقی و 15-20 درجه عمودی هستند.
خارج از این فضا هیچ حرکتی توسط سنسورها ثبت نمی شود. بنابراین، هنگام نصب سنسور حرکت، نه تنها انتخاب آنها با توجه به ویژگی های نما، بلکه تنظیم آنها پس از نصب برای اصلاح جهت نیز مهم است. طرح‌هایی که دارای اندام متحرک دید هستند، راه‌اندازی را تسهیل می‌کنند، در حالی که برای سایر دستگاه‌ها، باید به دقت فکر کنید و نصب اولیه را انجام دهید.
سنسورهای سقفی معمولاً دارای نمای 360 درجه افقی همه جانبه هستند که به صورت مخروطی از بالا به پایین پخش می شود. منطقه کنترل آن بسیار بزرگتر است، اما همچنین می تواند فضای کور در گوشه های محل داشته باشد.
تأثیر اجسام خارجی بر عملکرد سنسورها
هنگام نصب و پیکربندی یک سنسور حرکت، مهم است که شرایط قرارگیری آنها را در نظر بگیرید تا تأثیر آن بر قابلیت اطمینان اشیاء مجاور و منابع مختلف انرژی را ارزیابی کنید. بخاری‌های حرارتی، تاب خوردن شاخه‌های درختان، اتومبیل‌های عبوری، بالا و پایین رفتن از آسانسور و سایر اشیاء می‌توانند باعث هشدارهای نادرست مکرر شوند.
هنگامی که هیچ راهی برای خلاص شدن از شر آنها وجود ندارد، حساسیت دستگاه با یک پتانسیومتر خشن می شود یا ناحیه تداخل محافظت می شود.
HC-SR501 یک سنسور حرکتی مادون قرمز پیرو الکتریک است که حرکت افراد را در منطقه تحت نظارت تشخیص می دهد. این ماژول متشکل از یک سنسور IR 500BP، یک لنز Fresnel و یک ماژول کنترل برای ریزمدار BISS0001 است. حالت عملکرد ماژول توسط یک جامپر (حالت H یا حالت L) تنظیم می شود.
در حالت H، هنگامی که سنسور چندین بار متوالی فعال می شود، خروجی آن (OUT) در سطح منطقی بالایی باقی می ماند. در حالت L، یک تکانه مجزا به خروجی برای هر حرکت سنسور ارسال می شود.
استفاده از سنسور در مکان هایی با تغییرات ناگهانی دما توصیه نمی شود - یک انفجار شدید از تابش مادون قرمز ناشی از گرما را به عنوان ظاهر یک جسم متحرک درک می کند که می تواند باعث زنگ هشدار اشتباه شود.
HC-SR501 اغلب در دزدگیر سرقت و همچنین در خانه های هوشمند برای کنترل روشنایی زمانی که شخصی در اتاق ظاهر می شود استفاده می شود.
مشخصات فنی:
| ولتاژ تغذیه | 4.5 ولت - 20 ولت |
| جریان خروجی | <60uA
|
| ولتاژ خروجی | سطوح بالا و پایین در منطق 3.3 ولت TTL |
| فاصله تشخیص | 3.7 متر (قابل تنظیم) |
| زاویه تشخیص | تا 120-140 درجه (بسته به سنسور و لنز خاص) |
| تشخیص عرض پالس | 5 - 200 ثانیه (قابل تنظیم) |
| زمان مسدود کردن تا اندازه گیری بعدی | 2.5 ثانیه (اما با تعویض مقاومت های SMD قابل تغییر است) |
| دمای کاری | -20 .... + 80 درجه سانتی گراد |
| ساعات کاری | L - یک دستگیره، H - اندازه گیری های قابل تکرار |
| ابعاد (ویرایش) | 3.2cm x 2.4cm x 1.8cm |
