Преглед на инфрачервения сензор за движение HC-SR501 - RobotChip

В тази статия ще ви кажа как да работите със сензора HC-SR501 (PIR сензор). Сензорът е евтин и универсален, може да се използва самостоятелно или с микрокомпютър за създаване на различни проекти (алармени системи срещу взлом или автоматизирани системи за осветление)

Спецификации

Всеки човек или животно с температура над нулата излъчва топлинна енергия под формата на радиация. Това лъчение не се вижда от човешкото око, тъй като се излъчва при инфрачервени дължини на вълните, под спектъра, който хората могат да видят. Измерването на тази енергия не е същото като измерването на температурата. Тъй като температурата зависи от топлопроводимостта, следователно, когато човек влезе в стаята, той не може незабавно да промени температурата в стаята. Има обаче уникално инфрачервено излъчване, дължащо се на телесната температура, което PIR сензорът търси. Принципът на работа на инфрачервения сензор за движение HC-SR501 е прост, когато е включен, сензорът ще се настрои към „Нормално“ инфрачервено лъчение в зоната на откриване. След това търси промени, като например ходене или движение на човек в контролирана зона. Детекторът използва пироелектричен сензор за определяне на инфрачервеното втвърдяване. Това е устройство, което генерира електрически ток в отговор на получаване на инфрачервено лъчение. Тъй като трансдюсерът не излъчва сигнал (като споменатия по-рано ултразвуков трансдюсер), той се наказва като "пасивен". Когато бъде открита промяна, HC-SR501 променя изходния сигнал.

За да се подобри чувствителността и ефективността на сензора HC-SR501, се постига методът за фокусиране на инфрачервеното лъчение върху устройството, това се постига с помощта на "Fresnel Lens". обективът е завършенизработен от пластмаса и направен под формата на купол и всъщност се състои от няколко малки френелови лещи. Въпреки че пластмасата е полупрозрачна за хората, тя всъщност е напълно прозрачна за инфрачервена светлина, така че служи и като филтър.

HC-SR501 е евтин PIR сензор, който е напълно самостоятелен, способен да работи самостоятелно или във връзка с микроконтролер. Сензорът има настройка на чувствителността, която открива движение от 3 до 7 метра и неговият изход може да бъде настроен да остане висок за 3 секунди до 5 минути. Освен това сензорът има вграден регулатор на напрежението, така че може да се захранва с постоянно напрежение от 4,5 до 20 волта и консумира малко количество ток. HC-SR501 има 3-пинов конектор, целта е следната:

Разпределение на изводите► VCC- положително постоянно напрежение от 4,5 до 20 VDC. ►ИЗХОД— 3,3 волтов логически изход. НИСКО не означава откриване, ВИСОКО означава, че някой е открит. ►GND- земя.

Платото разполага и с два потенциометъра за настройка на няколко параметъра:►ЧУВСТВИТЕЛНОСТ- задава максимално и минимално разстояние (от 3 метра до 7 метра).► ВРЕМЕе времето, през което изходът ще остане ВИСОК след откриване. Най-малко 3 секунди, максимум 300 секунди или 5 минути.

Задаване на джъмпер:► Hе настройката за задържане или повторение. В тази позиция HC-SR501 ще продължи да извежда сигнал HIGH, докато продължава да открива движение.►L- Това е опция за прекъсване или отказ от повторен опит. В тази позиция изходът ще остане ВИСОК заза периода, зададен от настройката на потенциометъра TIME.

Платката HC-SR501 има допълнителни отвори за два компонента, има маркировка наблизо, можете да я разгледате, като премахнете лещата на Fresnel.

Разпределение на допълнителния отвор:► RT- Това е за термистор или чувствителен към температура резистор. Добавянето на това позволява HC-SR501 да се използва при екстремни температури и също така подобрява до известна степен точността на детектора.►RLе връзката за светлозависим резистор или фоторезистор. Чрез добавяне на компонент HC-SR501 ще работи само на тъмно, което е обичайно приложение за чувствителни към движение осветителни системи.

Пример #1: HC-SR501 като самостоятелно устройство.

Необходими части:► Сензор за движение HC-SR501 x 1 бр.► Релеен модул (1-канален) x 1 бр.► Транзистор 2SC1213 x 1 бр.► Лампа за 220V (75W) с държач х 1 бр.► 5V захранване x 1 бр.► Тел DuPont, 2,54 mm, 20 cm, F-M (женски - мъжки) x 1 бр.

Връзка: Когато HC-SR501 е включен, е необходимо калибриране, което отнема от 30 до 60 секунди, сензорът също има период на „рестартиране“ от около 6 секунди (след задействане), през което време не реагира на движения. В този пример използваме HC-SR501 и релеен модул (1-канален), както и NPN транзистор (в примера се използва 2SC1213). Сензорът HC-SR501 се захранва от 5 V, тъй като релето също изисква същата мощност, а лампа от 220 V се използва като товар. Тъй като изходният сигнал на HC-SR501 е слаб (на практика е достатъчен само за светване на светодиода), една възможност е да се използва произволен NPN биполярен транзистор.

Внимание! Спазвайте мерките за безопасност и бъдете внимателни!

Работата на тази схема е много проста, след включване и калибриране сензорът започва да отчита. Когато бъде засечено движение, сензорът променя стойността на щифта „OUT“.

Пример #2: HC-SR501 добавя фоторезистор

Необходими части:► Сензор за движение HC-SR501 x 1 бр.► Релеен модул (1-канален) x 1 бр.► Транзистор 2SC1213 x 1 бр.► Лампа за 220V (75W) с държач х 1 бр.► 5V захранване x 1 бр.► Фоторезистор x 1 бр.► Тел DuPont, 2,54 mm, 20 cm, F-M (женски - мъжки) x 1 бр.

Свързване: В следващия пример използваме същата схема като пример #1, само че е добавен фоторезистор. Мястото за инсталиране на фоторезистора се намира до изходния конектор, обозначението на платката е "RL". Можете да запоявате директно към платката или да използвате конектора на щифта, за да свържете лесно проводника на Dupont. Основното е, че фоторезисторът не трябва да бъде затворен от естествената светлина на помещението, но също така да бъде защитен от светлината на лампата, която използваме като товар. Фигурата по-долу показва къде да инсталирате фоторезистора.

След като фоторезисторът е инсталиран, включете веригата и изчакайте известно време, докато сензорът HC-SR501 се калибрира. Ако всичко е свързано правилно (и светлините в стаята са включени), нищо няма да се случи, фоторезисторът предотвратява стартирането на HC-SR501, когато стаята е осветена. Сега изключете светлината и HC-SR501 ще стартира всеки път, когато открие активност.

Пример #3: HC-SR501 и Arduino

Необходими части: ► Arduino UNO R3 x 1 бр.► Сензор за движение HC-SR501 x 1 бр.► Светодиоди 5 mm x 3 бр.► Резистор 0.125W, 320Om х 3 бр.► Тел DuPont, 2,54 mm, 20 cm, F-M (женски - мъжки) x 1 бр.

Връзка: Въпреки че сензорът HC-SR501 е самостоятелно устройство, той може да бъде свързан към щифта на MCU. В примера използваме контролера Arduino UNO R3, в който можем да вземем предвид времето за включване и периода на нулиране. По този начин устройството може да бъде по-точно, тъй като няма да се опитвате да усетите движение напред, когато сензорът не е готов. Също така можете да свържете няколко сензора HC-SR501 към Arduino, което ще ви позволи да проследявате движението на различни места. В следния пример ще свържем един HC-SR501 към Arduino като индикация с помощта на три светодиода, всеки от които показва състоянието на сензора:

Червен светодиод- Този светодиод показва, че сензорът не е готов.
Жълт светодиод- Този светодиод показва, че сензорът е готов да открие движение.
Зелен светодиод- Този светодиод светва за 3 секунди, когато сензорът се задейства. Вместо светодиод, можете да управлявате външен изход (като релейния модул, който използвахме по-рано).

Схема на свързване:

Джъмперът на HC-SR501 трябва да бъде поставен в положение "L" и също така е необходимо да настроите времето на минимум (5 секунди), за да направите това, завъртете потенциометъра наляво, докато спре. Сега, когато всички сте свързани, трябва да качите скицата.