Lembar Data Sensor PIR, Spesifikasi Pinout, Berfungsi

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Dalam catatan ini kita akan meneroka lembar data PIR atau Pyroelectric Infrared Radial Sensor HC-SR501. Kami akan memahami untuk tujuan apa sensor PIR digunakan? Operasi pencetus asasnya, perincian sambungan pin, spesifikasi teknikal dan akhirnya kita akan melihat beberapa aplikasi kehidupan sebenar.

Kami akan bermula dengan memahami unit sensor PIR sebenar yang dipasang di dalamnya modul PIR standard dan pelajari ciri dalamannya, butiran pinout dan perincian kerja dalaman.



Apa itu PIR Sensor?

PIR bermaksud Pyroelectic Infrared Radial Sensor atau Passive Infrared Sensor. PIR adalah sensor elektronik yang mengesan perubahan cahaya inframerah pada jarak tertentu dan mengeluarkan isyarat elektrik pada outputnya sebagai tindak balas terhadap isyarat IR yang terdeteksi. Ia dapat mengesan objek pemancar inframerah seperti manusia atau haiwan jika jarak sensornya, atau bergerak jauh dari jarak, atau bergerak dalam jarak sensor.
Modul sensor PIR dapat dibahagikan kepada dua bahagian iaitu kristal sensitif inframerah dan litar pemprosesan.

Ilustrasi kristal sensitif PIR:

Sensor Imej PIR

Bahagian gelap logam di mana kristal sensitif IR ditempatkan, kristal sensitif dapat mengesan tahap inframerah di sekitarnya. Ia sebenarnya menempatkan dua sensor pyroelectic untuk mengesan objek bergerak. Sekiranya salah satu kristal sensitif mengesan perubahan inframerah (kenaikan atau penurunan) daripada kristal sensitif yang lain, output akan dicetuskan.



Struktur plastik berbentuk kubah biasanya diletakkan di atas kristal sensitif ini yang bertindak sebagai lensa untuk memusatkan cahaya inframerah pada sensor.

Bagaimana PIR Berfungsi

Operasi penginderaan sensor inframerah proelektrik berdasarkan sifat atau ciri yang menjadi bertanggungjawab untuk mengubah polarisasi bahannya sebagai tindak balas terhadap perubahan suhu.

Sensor ini menggunakan dwi atau sepasang elemen penginderaan untuk merasakan isyarat IR dalam dua langkah, yang memastikan pengesanan yang sangat mudah dengan membatalkan variasi suhu yang tidak diingini dalam tahap EMI yang ada. Proses penginderaan dua langkah ini meningkatkan kestabilan sensor secara keseluruhan dan membantu mengesan isyarat IR hanya dari kehadiran manusia.

Apabila manusia atau sumber IR yang relevan bergerak melewati sensor PIR, sinaran memotong pasangan elemen penginderaan dengan cara yang bersilih ganti, memicu output untuk menghasilkan sepasang ON / OFF atau denyutan tinggi dan rendah, seperti yang digambarkan dalam bentuk gelombang berikut:

Bentuk gelombang nadi output Sensor PIR

Simulasi Gif kasar berikut menunjukkan bagaimana sensor PIR bertindak balas terhadap manusia yang bergerak dan mengembangkan beberapa denyutan tajam pendek melintasi petunjuk outputnya untuk pemprosesan yang diperlukan atau mencetuskan tahap geganti yang dikonfigurasi dengan tepat.

Susun atur dalaman PIR

Gambar berikut menunjukkan susun atur dalaman atau konfigurasi di dalam sensor PIR standard.

Komposisi, susun atur dan konfigurasi dalaman PIR Sensor


Di sebelah kiri kita dapat melihat sepasang elemen penginderaan IR yang dihubungkan secara bersiri. Hujung atas siri ini dihubungkan dengan gerbang FET bawaan yang berfungsi sebagai penguat isyarat IR kecil. Rg pull down resistor memberikan logik sifar siap sedia yang diperlukan kepada FET untuk memastikan bahawa ia tetap dimatikan sepenuhnya sekiranya tiada isyarat IR.

Apabila isyarat IR bergerak dikesan oleh pasangan elemen penginderaan, ia menghasilkan sepasang isyarat logik hi dan rendah yang sepadan seperti yang dibincangkan di atas:

Nadi ini diperkuat dengan tepat oleh FET dan direplikasi pada pin outputnya untuk diproses lebih lanjut oleh litar terpasang.

Tahap EMI yang berkaitan dengan kapasitor memberikan penapisan tambahan untuk proses tersebut, untuk menghasilkan set denyutan yang bersih pada pin output yang ditunjukkan PIR.

Persediaan Ujian untuk Sensor PIR

Gambar berikut menunjukkan susunan ujian sensor PIR standard. Output dan pin Vss (pin negatif) PIR disambungkan dengan perintang tarik keluar luaran, pin Vdd dibekalkan dengan bekalan 5V.

Persediaan ujian sensor PIR

Badan hitam alat tulis menghasilkan sinaran inframerah setara yang diperlukan untuk sensor PIR melalui mekanisme pencincang. Plat pencincang secara bergantian memotong isyarat IR yang meniru sasaran IR yang bergerak.

Sinyal IR cincang ini menyentuh sensor PIR yang menghasilkan denyutan yang ditentukan di pin outputnya, yang diperkuat dengan tepat melalui opamp untuk analisis pada ruang lingkup.

Syarat Ujian Ideal untuk penyediaan di atas dapat dilihat di bawah:

Keadaan ujian PIR

Mengimbangkan output Elemen Sensing

Oleh kerana mekanisme penderiaan ganda digunakan dalam PIR, maka perlu untuk memastikan bahawa pemprosesan melalui sepasang lensa seimbang dengan betul.

Unsur penginderaan diuji dan dikonfigurasikan dengan tepat dengan menilai voltan keluaran isyarat tunggal (SSOV) masing-masing melalui formula berikut:

Libra: | Va - Vb | / (Va + Vb) x 100%
Di mana, Va = Sensitiviti sisi A (puncak mV ke puncak)
Vb = Bahagian kepekaan B (puncak mV ke puncak)

Spesifikasi Utama

Spesifikasi teknikal utama dan parameter dimensi sensor PIR dapat dipelajari dari perincian berikut:

Spesifikasi teknikal PIR

Menggunakan Modul Dalaman PIR

Hari ini anda akan menemui modul PIR yang mempunyai sensor PIR yang disatukan dengan litar pemprosesan dan lensa khusus. Ini meningkatkan prestasi lipatan PIR dan membolehkan pengguna akhir mendapat output yang dioptimumkan dan dioptimumkan dengan jelas dari modul.

Output ini sekarang hanya perlu dikonfigurasi dengan tahap relay untuk pengalihan beban ON / OFF yang diperlukan sebagai tindak balas terhadap kehadiran manusia di zon yang ditentukan.

Litar di dalam modul standard terdiri daripada IC BISS0001 yang dirancang khusus untuk aplikasi pengesanan gerakan. Dua kenop disediakan, satu untuk menyesuaikan sensitiviti modul dan satu lagi tombol untuk menyesuaikan jangka masa untuk berapa lama output harus kekal TINGGI setelah modul dipicu.

Perincian bahagian Modul PIR

Sekarang mari kita selidiki perincian teknikal sensor PIR HC-SR501.

Voltan operasi:

HC-SR501 adalah dari 5 V hingga 20 V, yang memberikan fleksibiliti yang besar untuk pereka litar.

Penggunaan terkini:

HC-SR501 adalah peranti mesra bateri, penggunaannya sekarang adalah 65 mA ketika mengesan perubahan cahaya IR.

Voltan Keluaran:

Apabila modul mengesan pergerakan inframerah, output akan menjadi TINGGI pada 3.3 V, jika modul tidak mengesan pergerakan, ia akan menjadi RENDAH atau 0 V setelah jangka masa yang tetap.

Masa kelewatan:

Tombol disediakan untuk menyesuaikan masa output tetap TINGGI setelah mengesan IR. Ini adalah jangka masa yang boleh disesuaikan dari 5 saat hingga 5 minit.

Julat kepekaan:

Sudut kawasan pengesanan adalah sekitar 110 darjah kerucut. Tombol diberikan untuk menyesuaikan kepekaan yang dapat kita ubah dari 3 meter hingga 7 meter tegak lurus ke senor. Sensitiviti berkurang ketika kita menggerakkan kedua-dua belah sensor.

Suhu Operasi:

HC-SR501 mempunyai suhu operasi yang mengagumkan dari -15 hingga +70 darjah Celsius.

Arus sunyi:

Quiescent current adalah arus yang digunakan dari bekalan, ketika sensor tidak mengesan pergerakan atau ketika dalam keadaan tidak aktif. Ia menggunakan kurang dari 50 uA, yang menjadikan bateri sensor menjadi mesra.

Mod pemicu modul PIR, + bekalan, keluar, pinout tanah dijelaskan

Pin pin dan mod pencetus

Mod pencetus:

Modul PIR mempunyai dua mod pencetus: Pencetus tunggal / mod tidak berulang dan pencetus berulang. Kedua-dua mod ini dapat diakses dengan mengubah kedudukan pelompat yang diberikan dalam modul.

Mod Pencetus Tunggal / Mod Tidak Berulang:

Apabila sensor PIR diatur dalam mod pemicu tunggal (dan tombol pemasa / waktu tunda ditetapkan selama 5 saat (katakan)), apabila manusia dikesan output bertukar TINGGI selama 5 saat dan bertukar RENDAH.

Mod Pencetus Ulang:

Apabila sensor PIR diatur dalam mod pemicu berulang, ketika manusia dikesan output bertukar HINGGA pemasa dikira selama 5 saat, tetapi apabila manusia lain dikesan dengan dalam 5 saat itu pemasa diset semula ke sifar dan dikira 5 saat lagi selepas 2 manusia dikesan.

Masa Sekatan:

Waktu blok adalah selang waktu di mana sensor dilumpuhkan atau tidak akan mengesan pergerakan. Masa sekatan untuk HC-

SR501 adalah 3 saat secara lalai.

Ini berlaku selepas waktu tunda (yang ditetapkan oleh tombol pemasa) output berjalan RENDAH selama 3 saat selama selang ini tidak akan ada gerakan yang dapat dikesan. Selepas 3 saat (RENDAH) sensor akan siap untuk mengesan gerakan lagi.
Dengan kata lain, apabila sensor mengesan gerakan, output akan menjadi TINGGI, outputnya tetap TINGGI seperti pada tombol pemasa (katakan 5 saat), setelah 5 saat sensor PIR menjadi RENDAH, isyarat RENDAH akan kekal selama 3 saat tanpa mengira yang baru gerakan jika ada.

Dimensi modul:

Sensor cukup padat untuk menyembunyikan dari pandangan orang sehingga tidak mempengaruhi hiasan dan lain-lain. Ia berukuran 32 mm x 24 mm.

Saiz lensa:

Struktur kubah putih yang menutupi sensor proelektrik disebut lensa Fresnel, yang meningkatkan jangkauan pengesanan dan kelihatan legap. Ia berukuran 23 mm diameter.

Permohonan:

• Sistem keselamatan.
Lampu automatik.
• Kawalan Automatik Industri.
• Pintu automatik.

Anda boleh mendapatkan beberapa projek menggunakan sensor PIR di laman web ini.

Litar Modul PIR Khas

Bagi peminat yang ingin membina modul PIR lengkap bersama dengan sensor dan penguat penuh, skema standard berikut dapat digunakan dan digunakan untuk pencetus aplikasi berdasarkan sensor PIR yang relevan.

Litar Modul PIR

Ada keraguan atau pertanyaan lebih lanjut? Jangan ragu untuk mengemukakannya melalui kotak komen yang diberikan di bawah




Sebelumnya: Litar Penukar Arduino Full-Bridge (H-Bridge) Seterusnya: Litar Pengesan Kelajuan Kenderaan untuk Polis Trafik