Full de dades del sensor PIR, especificacions de pinout, funcionant

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





En aquest post explorarem el full de dades del PIR o del sensor radial infraroig piroelèctric HC-SR501. Comprendreem amb quin propòsit s’utilitza el sensor PIR? Les seves operacions bàsiques d’activació, els detalls de la connexió de pins, les especificacions tècniques i, finalment, examinarem algunes aplicacions de la vida real.

Començarem per entendre la unitat de sensor PIR real que s’instal·la a l’interior mòduls PIR estàndard i coneixeu-ne les característiques internes, els detalls detallats i els detalls de treball interns.



Què és un sensor PIR?

PIR significa Sensor radial infraroig piroelèctric o Sensor infraroig passiu. PIR és un sensor electrònic que detecta els canvis de la llum infraroja a certa distància i emet un senyal elèctric a la seva sortida en resposta a un senyal IR detectat. Pot detectar qualsevol objecte emissor d’infrarojos com éssers humans o animals si es troba al rang del sensor, o s’allunya del rang o es mou dins del rang del sensor.
El mòdul del sensor PIR es pot dividir en dues parts: un cristall sensible a l’infraroig i el circuit de processament.

Il·lustració del cristall sensible a PIR:

Sensor d

La part fosca del metall on s’allotja el cristall sensible als IR, el cristall sensible pot detectar el nivell d’infrarojos de l’entorn. En realitat, alberga dos sensors piroelèctrics per detectar objectes en moviment. Si un dels cristalls sensibles detecta canvis en l'infraroig (increment o disminució) que l'altre cristall sensible, la sortida s'activa.



Normalment, sobre aquest cristall sensible, es col·loca una estructura de plàstic en forma de cúpula que actua com a lent per enfocar la llum infraroja als sensors.

Com funciona PIR

L'operació de detecció d'un sensor infraroig piroelèctric es basa en la propietat o característica que es fa responsable d'alterar la polarització del seu material en resposta als canvis de temperatura.

Aquests sensors fan servir un parell o un parell d’elements de detecció per detectar els senyals IR en dos passos, cosa que garanteix una detecció infal·lible cancel·lant les variacions de temperatura no desitjades dins de l’etapa EMI existent. Aquest procés de detecció en dos passos millora l’estabilitat general del sensor i ajuda a detectar els senyals IR només de la presència humana.

Quan un ésser humà o una font d’IR rellevant passa més enllà d’un sensor PIR, la radiació es talla al parell d’elements de detecció d’una manera alternativa, provocant la sortida per generar un parell d’impulsos ON / OFF o alts i baixos, tal com es mostra a la següent forma d'ona:

Forma d

La següent simulació aproximada de Gif mostra com un sensor PIR respon a un ésser humà en moviment i desenvolupa un parell de polsos curts i aguts a través dels seus cables de sortida per al processament requerit o activant una etapa de relé configurada adequadament

Disseny intern d’un PIR

La següent figura mostra el disseny intern o la configuració dins d’un sensor PIR estàndard.

Composició interna, disseny i configuració del sensor PIR


A l’esquerra podem veure un parell d’elements de detecció d’IR connectats en sèrie. L'extrem superior d'aquesta sèrie està connectat amb la porta d'un FET integrat que actua com un petit amplificador de senyal IR. La resistència de desplegament Rg proporciona la lògica zero d'espera requerida al FET per assegurar-se que es mantingui completament apagat en absència d'un senyal IR.

Quan un parell d'elements de detecció detecta un senyal IR en moviment, genera un parell corresponent de senyals lògics d'alta i baixa, tal com s'ha comentat anteriorment:

Aquests polsos són amplificats adequadament pel FET i es reprodueixen al seu pin de sortida per a un processament posterior mitjançant un circuit connectat.

Les etapes EMI associades juntament amb el condensador proporcionen una filtració addicional al procés, per tal de produir un conjunt net de polsos al pin de sortida indicat del PIR.

Configuració de proves per al sensor PIR

La imatge següent mostra una prova de sensor PIR estàndard configurada. La sortida i els pins Vss (pin negatiu) del PIR estan connectats amb una resistència de tirada externa, el pin Vdd es subministra amb una font de 5 V.

Configuració de la prova del sensor PIR

Un cos negre de papereria genera la radiació infraroja equivalent requerida per al sensor PIR mitjançant un mecanisme de picador. La placa chopper talla alternativament els senyals IR imitant un objectiu IR en moviment.

Aquest senyal IR picat colpeja el sensor PIR generant els polsos especificats a través del seu pin de sortida, que s’amplifica adequadament a través d’un opamp per a l’anàlisi d’un àmbit.

Les condicions ideals de prova per a la configuració anterior es poden veure a continuació:

Condicions de la prova PIR

Equilibrar la sortida de l’element de detecció

Com que s’utilitza un mecanisme de doble detecció als PIR, es fa necessari assegurar que el processament a través del parell de lents estigui correctament equilibrat.

Els elements de detecció es proven i configuren adequadament avaluant la respectiva tensió de sortida de senyal individual (SSOV) mitjançant la següent fórmula:

Balança: | Va - Vb | / (Va + Vb) x 100%
On, Va = Sensibilitat del costat A (mV pic a pic)
Vb = Sensibilitat cara B (mV pic a pic)

Especificacions principals

Les principals especificacions tècniques i paràmetres de dimensió d’un sensor PIR es poden aprendre a partir dels detalls següents:

Especificacions tècniques PIR

Ús de mòduls PIR Inside

Avui trobareu mòduls PIR que tenen un sensor PIR integrat amb un circuit de processament especialitzat i una lent. Això millora el rendiment del PIR en molts plecs i permet a l'usuari final obtenir una sortida amplificada i optimitzada del mòdul.

Aquesta sortida ara només ha de configurar-se amb una etapa de relé per a la commutació ON / OFF necessària d'una càrrega en resposta a una presència humana a la zona estipulada.

El circuit dins dels mòduls estàndard consisteix en IC BISS0001, dissenyat específicament per a aplicacions de detecció de moviment. Es proporcionen dos comandaments, un per ajustar la sensibilitat del mòdul i un altre per ajustar la durada del temps durant el qual la sortida ha de romandre ALTA després que s'activi el mòdul.

Detalls de la peça del mòdul PIR

Ara anem a investigar els detalls tècnics del sensor PIR HC-SR501.

Voltatge de funcionament:

L’HC-SR501 és de 5 V a 20 V, cosa que proporciona una gran flexibilitat als dissenyadors de circuits.

Consum actual:

L’HC-SR501 és un dispositiu compatible amb la bateria, el seu consum actual és de 65 mA quan detecta qualsevol canvi de llum IR.

Voltatge de sortida:

Quan el mòdul detecta un moviment d'infrarojos, la sortida augmenta a 3,3 V, si el mòdul no detecta cap moviment, baixa o 0 V després d'un període fixat.

Temps de retard:

Es proporciona un comandament per ajustar el temps perquè la sortida es mantingui ALTA després de detectar l’IR. Aquest període de temps es pot ajustar de 5 segons a 5 minuts.

Rang de sensibilitat:

L'angle de l'àrea de detecció és al voltant de 110 graus de con. Es dóna un pom per ajustar la sensibilitat que podem variar de 3 metres a 7 metres perpendiculars al senor. La sensibilitat es redueix a mesura que movem els dos costats del sensor.

Temperatura de funcionament:

L’HC-SR501 té una temperatura de funcionament impressionant que oscil·la entre -15 i +70 graus centígrads.

Corrent en repòs:

El corrent en repòs és el corrent consumit en el subministrament, quan el sensor no detecta cap moviment o quan està inactiu. Consumeix menys de 50 uA, cosa que fa que la bateria del sensor sigui amigable.

S

Pinouts PIR i modes d'activació

Modes d'activació:

El mòdul PIR té dos modes d’activació: mode d’activació única / no repetició i activació de repetició. Es pot accedir a aquests dos modes canviant la posició del pont donada al mòdul.

Mode de disparador únic / mode de no repetició:

Quan el sensor PIR està configurat en mode d’activació simple (i el comandament del temporitzador / temps de retard s’estableix durant 5 segons (per exemple)), quan es detecta un ésser humà, la sortida gira ALTA durant 5 segons i gira BAIXA.

Repetiu el mode d'activació:

Quan el sensor PIR està configurat en mode d’activació repetida, quan es detecta un ésser humà la sortida es torna ALTA el temporitzador compta durant 5 segons, però quan es detecta un altre ésser humà amb aquests 5 segons el temporitzador es torna a zero i compta 5 segons després del segon es detecta un ésser humà.

Temps de bloqueig:

El temps de bloqueig és l'interval de temps en què el sensor està desactivat o no detecta el moviment. El temps de bloqueig per a HC-

SR501 és de 3 segons per defecte.

Això es produeix després del temps de retard (que es va establir amb el comandament del temporitzador) la sortida va BAIXA durant 3 segons durant aquest interval, no es detectarà cap moviment. Després dels 3 segons (BAIX), el sensor estarà a punt per detectar de nou el moviment.
Dit d’una altra manera, quan el sensor detecta moviment la sortida passa a ALTA, la sortida es manté ALTA segons el comandament del temporitzador (per exemple, 5 segons); després de 5 segons, el sensor PIR es posa BAIX, el senyal BAIX es mantindrà durant 3 segons independentment de la nova moviment si n’hi ha.

Dimensions del mòdul:

El sensor és prou compacte per amagar-se de la vista de la gent perquè no afecti la decoració, etc. Mesura 32 mm x 24 mm.

Mida de la lent:

L’estructura de la cúpula blanca que tanca el sensor piroelèctric s’anomena lents de Fresnel, que augmenten el rang de detecció i sembla opac. Mesura 23 mm de diàmetre.

Aplicacions:

• Sistemes de seguretat.
Llums automàtics.
• Control automàtic industrial.
• Portes automàtiques.

Podeu trobar alguns dels projectes mitjançant el sensor PIR en aquest lloc.

Circuit típic del mòdul PIR

Per als entusiastes que tinguin la intenció de construir el mòdul PIR complet juntament amb el sensor i un amplificador de ple dret, es pot utilitzar i utilitzar el següent esquema estàndard per a qualsevol activació d’aplicacions basada en el sensor PIR rellevant.

Circuit del mòdul PIR

Tens més dubtes o preguntes? Si us plau, no dubteu a publicar-los a través del quadre de comentaris que apareix a continuació




Anterior: Circuit d’inversors Arduino Full-Bridge (H-Bridge) Següent: Circuit del detector de velocitat del vehicle per a la policia de trànsit