Coneix el sensor d'infrarojos passius (PIR) amb Projectes

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Per establir comunicació sense fils amb un dispositiu remot, normalment fem servir ones de ràdio, radiacions òptiques i de vegades ones acústiques. Bàsicament, aquest tipus de comunicacions sense fils canvien les seves freqüències. Totes aquestes comunicacions tenen freqüències variables a partir de bandes com bandes HF, LF, VHF, UHF, etc. Les radiacions òptiques utilitzen una secció d'infraroig i visible de l'espectre. Les ones acústiques utilitzen una porció d'ultrasons de l'espectre de freqüències i les ones micro i mil·limètriques es denominen ones de ràdio.

Sensor d

Sensor d'infrarojos passiu



La radiació IR és la secció de l’espectre electromagnètic que té longituds d’ona menors que les microones i més llargues que les longituds d’ona de la llum visible. La regió de l’infraroig oscil·la entre 0,75um i 1000umand, les ones IR són massa petites per veure-les amb els ulls humans. Si la regió de longitud d’ona és de 0,75um a 3um, s’anomena com a infraroig prop de la regió de 3um a 6um. infrarojos i, si la regió és superior a 6um, s’anomena infraroig llunyà.


Aquestes radiacions s'han utilitzat àmpliament en diversos sensors i aparells electrònics. Des dels comandaments a distància del televisor fins als dispositius complicats, com ara els equips de visió nocturna, utilitzen ones IR. La secció següent tracta sobre Conceptes bàsics del sensor PIR i les seves aplicacions .



Sensor d'infrarojos passius (PIR)

El terme PIR és la forma curta del PassiveInfra Red. El terme “passiu” indica que el sensor no participa activament en el procés, és a dir, no emet els mateixos senyals IR, sinó que detecta passivament les radiacions infraroges que provenen del cos humà de la zona circumdant.

Sensor PIR

Sensor PIR

Les radiacions detectades es converteixen en una càrrega elèctrica, que és proporcional al nivell detectat de la radiació. A continuació, aquesta càrrega es millora encara més mitjançant un FET integrat i s’alimenta al pin de sortida del dispositiu que es fa aplicable a un circuit extern per a la posterior activació i amplificació de les etapes d’alarma. El rang del sensor PIR és de fins a 10 metres + 15o o -15o.

La imatge següent mostra una configuració típica de pin del sensor PIR, que és molt senzill d’entendre els pinouts i que es poden disposar fàcilment en un circuit de treball amb l’ajut dels punts següents:


Configuració de pin de PIR

Configuració de pin de PIR

Els sensors infrarojos passius consten de tres pins, tal com s’indica al diagrama que es mostra més amunt.

  • El Pin1 correspon al terminal de drenatge del dispositiu, que s'hauria de connectar a l'alimentació positiva de 5V CC.
  • El Pin2 correspon al terminal font del dispositiu, que s’hauria de connectar al terminal de terra mitjançant una resistència de 100K o 47K. El Pin2 és el pin de sortida del sensor i el senyal IR detectat es transmet cap a un amplificador des del pin 2 del sensor.
  • El pin3 del sensor està connectat a terra.

Principi de treball del sensor PIR

Els sensors PIR són més complicats que els altres sensors, ja que consten de dues ranures. Aquestes ranures estan fetes d’un material especial sensible als IR. La lent Fresnel s'utilitza per veure que les dues ranures del PIR poden veure's més enllà d'una certa distància. Quan el sensor està inactiu, les dues ranures detecten la mateixa quantitat d’IR. La quantitat ambiental irradia des de l’exterior, les parets o l’habitació, etc.

Quan passa un cos humà o qualsevol animal, intercepta la primera ranura del sensor PIR. Això provoca un canvi diferencial positiu entre les dues bisectes. Quan un cos humà surt de la zona de detecció, el sensor genera un canvi diferencial negatiu entre les dues bisectes. El sensor d'infrarojos es troba en un metall hermèticament tancat per millorar la humitat / temperatura / soroll / immunitat. Hi ha una finestra feta de material de silici típicament recobert per protegir l’element sensible.

Funcionament del sensor PIR

Funcionament del sensor PIR

Un circuit de detecció de moviment mitjançant sensor PIR

En el segment anterior, hem conegut les sortides de pin d’un sensor PIR; ara anem a estudiar una aplicació senzilla del sensor PIR. El següent diagrama representa un circuit del sensor PIR del detector de moviment . En presència d’una energia o radiació IR humana, el sensor d’infrarojos detecta l’energia i la converteix immediatament en polsos elèctrics minuts, suficients per activar la transistor BC547 en conducció i fer que el seu col·lector baixi.

Circuit de detecció de moviment mitjançant sensor PIR

Circuit de detecció de moviment mitjançant sensor PIR

Com a comparador, es configura l'IC741, que consta de 8 pins. En què s’assigna el pin3 com a entrada de referència, mentre que el Pin2 com a entrada de detecció. Quan el terminal del col·lector del transistor es redueix, el pin2 potencial del CI es fa inferior al pin3 potencial. Immediatament fa que la sortida del CI sigui alta, activant el controlador de relé format per un altre transistor i relé. El relé activa i activa el dispositiu d'alarma, que està connectat al circuit.

El condensador 100uF / 25V assegura que el relé es mantingui encès fins i tot després que el sensor d'infrarojos passius s'hagi apagat possiblement a causa de la sortida de la font de radiació. El dispositiu sensor PIR ha d’estar tancat correctament en una tapa de lent de Fresnel per garantir que la seva eficiència sigui suficientment millorada.

Projectes basats en sensors PIR amb resums

En comprendre l’ús i les limitacions dels sensors, es dóna una idea clara del desenvolupament dels projectes. Projectes de nivell avançat com SCADA, control lògic difús , normalment s’adopta l’adquisició de dades sistemes incrustats i aquests projectes requereixen coneixement del domini del programari, especialment el llenguatge C. A continuació, es detallen a continuació els detalls sobre alguns projectes basats en sensors passius d'infrarojos amb descripció.

Sistema d’obertura automàtica de portes basat en el sensor PIR

L’objectiu principal d’aquest projecte és obrir i tancar portes, en llocs on la presència d’una persona és obligatòria, per exemple, hotels, centres comercials, teatres, etc. aquest projecte consisteix en un sensor PIR que detecta la presència del cos humà i envia polsos al Microcontrolador 8051 . Aquest microcontrolador controla el controlador del motor enviant polsos adequats a la seva entrada i habilitant pins.

Sistema d'alarma de seguretat basat en sensor PIR

La intenció principal d’aquest projecte és proporcionar seguretat. Aquest projecte es basa en un sensor PIR amb un circuit integrat que genera una sirena. Aquest sensor detecta la radiació infraroja que s’emet des dels humans i, a continuació, dóna una sortida digital. Aquesta sortida digital s’aplica a l’IC UM3561. Així, genera el so quan es detecta qualsevol cos humà. El CI UM3561 és un CI ROM que genera tons de sirena múltiple, com ara sirenes de bombers, sirenes d'ambulàncies, so de metralladores i sirenes de policia.

Robot de detecció humana mitjançant sensor PIR

El robot de detecció humana que utilitza el sensor PIR detecta principalment humans i es basa en un Microcontrolador de 8 bits . Un sensor d'infrarojos passius utilitzat per detectar els éssers humans i aquest projecte s'utilitza principalment per rescatar persones atrapades a les deixalles durant el terratrèmol. Bàsicament, porta els éssers humans enganxats a la superfície, deixant-los efectius.

Control del motor pas a pas basat en el sensor PIR

L’objectiu principal d’aquest projecte és controlar un motor pas a pas mitjançant un sensor PIR. Aquest projecte es basa principalment en el tecnologia robòtica . Aquesta tecnologia s'utilitza principalment per a aplicacions avançades. En aquest projecte, s’utilitza el sensor PIR intern per obtenir un rendiment excel·lent: s’utilitza el sensor IR sistemes d'alarma antirobatori , interruptors de llum, control de presència de visitants i robots. En robòtica, els motors pas a pas s’utilitzen àmpliament i ofereixen una rotació contínua i una precisió sorprenent.

Així, s'ha discutit una visió general dels conceptes bàsics del sensor PIR i les seves aplicacions. Aquests sensors s’utilitzen en moltes aplicacions, com ara en el control en temps real, inclosa la salut física, sistemes de seguretat electrònics , etc. A part d'això, per a qualsevol ajuda sobre aquest tema o idees de projectes basades en sensors , podeu contactar amb nosaltres fent comentaris a la secció de comentaris següent.

Crèdits fotogràfics: