Par nodibināšanu bezvadu sakari ar attālo ierīci parasti mēs izmantojam radioviļņus, optiskos starojumus un dažreiz arī akustiskos viļņus. Būtībā šāda veida bezvadu sakari maina to frekvences. Visiem šiem sakariem ir mainīgas frekvences, sākot no tādām joslām kā HF, LF, VHF, UHF joslas utt. Optiskajos starojumos tiek izmantota infrasarkanā un redzamā spektra daļa. Akustiskie viļņi izmanto frekvences spektra ultraskaņas daļu, un mikro un milimetru viļņus sauc par radioviļņiem.
Pasīvais infrasarkanais sensors
IR starojums ir elektromagnētiskā spektra daļa, kuras viļņu garumi ir mazāki par mikroviļņiem un garāki par redzamās gaismas viļņu garumiem. Infrasarkanais reģions ir no 0,75um līdz 1000umand, IR viļņi ir pārāk mazi, lai tos varētu redzēt ar cilvēka acīm. Ja viļņa garuma reģions ir no 0,75um līdz 3um - to sauc par infrasarkano staru tuvumā reģionu no 3um līdz 6um sauc par vidu infrasarkanais un, ja reģions ir augstāks par 6um, tad to sauc par infrasarkano.
Šie starojumi ir plaši izmantoti dažādos sensoros un elektroniskajos sīkrīkos. Tieši no televizora tālvadības pultīm līdz sarežģītām ierīcēm, piemēram, nakts redzamības iekārtām, tiek izmantoti infrasarkanie viļņi. Nākamajā sadaļā ir apskatīts PIR sensora pamati un to pielietojums .
Pasīvais infrasarkanais sensors (PIR)
Termins PIR ir PassiveInfra Red īsā forma. Termins “pasīvs” norāda, ka sensors aktīvi nepiedalās procesā, kas nozīmē, ka tas pats neizstaro minētos IR signālus, drīzāk pasīvi nosaka infrasarkano starojumu, kas nāk no cilvēka ķermeņa apkārtnē.
PIR sensors
Konstatētie starojumi tiek pārveidoti par elektrisko lādiņu, kas ir proporcionāls konstatētajam starojuma līmenim. Tad šo uzlādi vēl vairāk uzlabo iebūvētais FET un padod ierīces izejas tapai, kas kļūst piemērojama ārējai ķēdei, lai turpmāk iedarbinātu un pastiprinātu trauksmes posmus. PIR sensora diapazons ir līdz 10 metriem leņķa leņķī. + 15o vai -15o.
Zemāk redzamajā attēlā parādīta tipiska PIR sensora tapu konfigurācija, kuru ir viegli saprast, izmantojot pinouts, un tos var viegli sakārtot darba ķēdē, izmantojot šādus punktus:
Pin konfigurācija PIR
Pasīvie infrasarkanie sensori sastāv no trim tapām, kā norādīts iepriekš parādītajā diagrammā.
- 1. kontakts atbilst ierīces iztukšošanas spailei, kurai jābūt savienotai ar pozitīvo 5 V līdzstrāvas padevi.
- Pin2 atbilst ierīces avota spailei, kurai jābūt savienotai ar zemes spaili, izmantojot 100K vai 47K rezistoru. Pin2 ir sensora izejas tapa, un noteiktais IR signāls tiek virzīts uz pastiprinātāju no sensora tapas 2.
- Sensora tapa 3 ir savienota ar zemi.
PIR sensora darba princips
PIR sensori ir sarežģītāki nekā citi sensori, jo tie sastāv no divām laika nišām. Šīs sloti ir izgatavoti no īpaša materiāla, kas ir jutīgs pret IR. Frenela objektīvs tiek izmantots, lai redzētu, ka abas PIR spraugas var redzēt garām kādam attālumam. Kad sensors ir neaktīvs, tad abi sloti uztver vienādu IR daudzumu. Apkārtējā summa izstaro no ārpuses, sienām vai telpas utt.
Kad cilvēka ķermenis vai jebkurš dzīvnieks iet garām, tas pārtver PIR sensora pirmo spraugu. Tas izraisa pozitīvas diferenciālas izmaiņas starp abiem pusgabaliem. Kad cilvēka ķermenis atstāj sensora zonu, sensors rada negatīvas diferenciālas izmaiņas starp abām pusēm. Pats infrasarkanais sensors ir ievietots hermētiski noslēgtā metālā, lai uzlabotu mitrumu / temperatūru / troksni / imunitāti. Ir logs, kas izgatavots no parasti pārklāta silīcija materiāla, lai aizsargātu sensora elementu.
PIR sensors darbojas
Kustības noteikšanas shēma, izmantojot PIR sensoru
Iepriekš minētajā segmentā mēs esam iemācījušies PIR sensora tapas, tagad turpināsim izpētīt vienkāršu PIR sensora pielietojumu. Zemāk redzamā diagramma attēlo kustības detektora PIR sensora shēma . Cilvēka IR enerģijas vai starojuma klātbūtnē infrasarkanais sensors uztver enerģiju un nekavējoties to pārvērš minūtes elektriskos impulsos, kas ir pietiekami, lai aktivizētu tranzistors BC547 un lai tā kolektors nonāktu zemā līmenī.
Kustības noteikšanas shēma, izmantojot PIR sensoru
Kā salīdzinātājs ir izveidots IC741, kas sastāv no 8 tapām. Tajā pin3 tiek piešķirts kā atsauces ieeja, bet Pin2 kā sensora ievade. Kad tranzistora kolektora spaile iet zemu, tad IC potenciālais kontakts2 kļūst zemāks par potenciālu pin3. Tūlīt tas palielina IC izeju, izraisot releja draiveri, kas sastāv no cita tranzistora un releja. Relejs iedarbina un ieslēdz trauksmes ierīci, kas ir savienota ar ķēdi.
Kondensators 100uF / 25V nodrošina, ka relejs paliek ieslēgts arī pēc pasīvā infrasarkanā sensora izslēgšanas, iespējams, starojuma avota izejas dēļ. PIR sensora ierīcei jābūt pareizi ievietotai Fresnela lēcas vāciņā, lai nodrošinātu tās efektivitātes pietiekamu paaugstināšanu.
PIR sensoru projekti ar tēzes
Izprotot sensoru izmantošanu un ierobežojumus, sniedz skaidru priekšstatu par projektu izstrādi. Augstākā līmeņa projekti, piemēram, SCADA, neskaidra loģiskā vadība , datu iegūšana parasti tiek pieņemta iegultās sistēmas un šiem projektiem nepieciešamas programmatūras domēna zināšanas, it īpaši C valoda. Šeit ir sniegta sīkāka informācija par dažiem pasīviem infrasarkano sensoru projektiem, kuru pamatā ir apraksts.
PIR sensora bāzes automātiskā durvju atvēršanas sistēma
Šī projekta galvenais mērķis ir atvērt un aizvērt durvis vietās, kur personas klātbūtne ir obligāta, piemēram, viesnīcās, tirdzniecības centros, teātros utt. Šis projekts sastāv no PIR sensora, kas uztver cilvēka ķermeņa klātbūtni un nosūta impulsus 8051 mikrokontrolleris . Šis mikrokontrolleris kontrolē motora vadītāju, nosūtot piemērotus impulsus tā ieejai un iespējojot tapas.
Drošības trauksmes sistēma, kuras pamatā ir PIR sensors
Šī projekta galvenais mērķis ir nodrošināt drošību. Šī projekta pamatā ir PIR sensors ar integrētu shēmu, kas ģenerē sirēnu. Šis sensors uztver infrasarkano starojumu, ko izstaro cilvēki, un pēc tam nodrošina digitālu izvadi. Šī digitālā izeja tiek lietota UM3561 IC. Tādējādi tas rada skaņu, kad tiek atklāts jebkura cilvēka ķermenis. UM3561 IC ir ROM IC, kas ģenerē vairāku sirēnu signālus, piemēram, ugunsdzēsēju mašīnu sirēnas, ātrās palīdzības sirēnas, ložmetēju skaņas un policijas sirēnas.
Cilvēka noteikšanas robots, izmantojot PIR sensoru
Cilvēka noteikšanas robots, izmantojot PIR sensoru, galvenokārt atklāj cilvēku, un tā pamatā ir 8 bitu mikrokontrolleris . Pasīvie infrasarkanie sensori, ko izmanto cilvēku noteikšanai, un šo projektu galvenokārt izmanto, lai glābtu cilvēkus, kas zemestrīces laikā iestrēguši gružos. Tas galvenokārt noved pie gruvešiem iesprūdušus cilvēkus uz virsmas, tādējādi tos efektīvi glābjot.
PIR sensora bāzes stepper motora vadība
Šī projekta galvenais mērķis ir kontrolēt soļu motoru, izmantojot PIR sensoru. Šī projekta pamatā galvenokārt ir robotu tehnoloģija . Šo tehnoloģiju galvenokārt izmanto progresīvām lietojumprogrammām. Šajā projektā iekšēji PIR sensors tiek izmantots izcilai veiktspējai - IR sensors tiek izmantots apsardzes signalizācijas sistēmas , gaismas slēdži, apmeklētāju klātbūtnes uzraudzība un roboti. Robotikā soļu motori tiek plaši izmantoti, un tie piedāvā nepārtrauktu rotāciju, kā arī pārsteidzošu precizitāti.
Tādējādi ir pārrunāts PIR sensoru pamatu un to pielietojuma pārskats. Šie sensori tiek izmantoti daudzās lietojumprogrammās, piemēram, reāllaika uzraudzībā, ieskaitot fizisko veselību, elektroniskās drošības sistēmas utt. Papildus jebkurai palīdzībai par šo tēmu vai uz sensoru balstītas projektu idejas , varat sazināties ar mums, komentējot komentāru sadaļā zemāk.
Foto kredīti:
