Per stabilire comunicazone wireless con un dispositivo remoto, usiamo solitamente onde radio, radiazioni ottiche e talvolta onde acustiche. Fondamentalmente, questi tipi di comunicazioni wireless cambiano le loro frequenze. Tutte queste comunicazioni hanno frequenze variabili a partire da bande come HF, LF, VHF, UHF e così via. Le radiazioni ottiche utilizzano la sezione infrarossa e visibile dello spettro. Le onde acustiche utilizzano una porzione ultrasonica dello spettro di frequenza e le onde micro e millimetriche sono chiamate onde radio.
Sensore a infrarossi passivo
La radiazione IR è la sezione dello spettro elettromagnetico che ha lunghezze d'onda più piccole delle microonde e più lunghe delle lunghezze d'onda della luce visibile. La regione dell'infrarosso va da 0.75um a 1000um e, le onde IR sono troppo piccole per essere viste con gli occhi umani.Se la regione della lunghezza d'onda è compresa tra 0.75um e 3um - si chiama come infrarosso vicino la regione da 3um a 6um è chiamata mid infrarosso e, se la regione è superiore a 6um, viene chiamata infrarosso lontano.
Queste radiazioni sono state ampiamente utilizzate in vari sensori e gadget elettronici. Proprio dai telecomandi della TV ai dispositivi complicati come le apparecchiature per la visione notturna utilizzano onde IR. La sezione seguente discute di Nozioni di base sui sensori PIR e sue applicazioni .
Sensore passivo a infrarossi (PIR)
Il termine PIR è la forma abbreviata di PassiveInfra Red. Il termine “passivo” indica che il sensore non prende parte attivamente al processo, il che significa che non emette esso stesso i segnali IR di riferimento, piuttosto rileva passivamente le radiazioni infrarosse provenienti dal corpo umano nell'area circostante.
Sensore PIR
Le radiazioni rilevate vengono convertite in una carica elettrica, che è proporzionale al livello di radiazione rilevato. Quindi questa carica viene ulteriormente migliorata da un FET integrato e alimentata al pin di uscita del dispositivo che diventa applicabile a un circuito esterno per l'ulteriore attivazione e amplificazione degli stadi di allarme.Il raggio del sensore PIR è fino a 10 metri con un angolo di + 15o o -15o.
L'immagine sotto mostra una tipica configurazione dei pin del sensore PIR, che è abbastanza semplice da capire i pinout e, è possibile sistemarli facilmente in un circuito funzionante con l'aiuto dei seguenti punti:
Configurazione dei pin del PIR
I sensori a infrarossi passivi sono costituiti da tre pin come indicato nello schema mostrato sopra.
- Il pin1 corrisponde al terminale di drenaggio del dispositivo, che deve essere collegato all'alimentazione positiva 5V DC.
- Il pin2 corrisponde al terminale sorgente del dispositivo, che deve essere collegato al terminale di terra tramite un resistore da 100K o 47K. Il Pin2 è il pin di uscita del sensore e il segnale IR rilevato viene trasmesso a un amplificatore dal pin 2 del sensore.
- Il pin3 del sensore è collegato a terra.
Principio di funzionamento del sensore PIR
I sensori PIR sono più complicati degli altri sensori in quanto sono costituiti da due slot. Queste fessure sono realizzate con un materiale speciale sensibile agli IR. La lente di Fresnel viene utilizzata per vedere che le due fessure del PIR possono vedere oltre una certa distanza. Quando il sensore è inattivo, i due slot rilevano la stessa quantità di IR. La quantità ambientale irradia dall'esterno, dalle pareti o dalla stanza, ecc.
Quando un corpo umano o qualsiasi animale passa, intercetta il primo slot del sensore PIR. Ciò provoca una variazione differenziale positiva tra le due bisette. Quando un corpo umano lascia l'area di rilevamento, il sensore genera una variazione differenziale negativa tra le due bisette. Il sensore a infrarossi stesso è alloggiato in un metallo sigillato ermeticamente per migliorare umidità / temperatura / rumore / immunità. È presente una finestra realizzata in materiale siliconico tipicamente rivestito per proteggere l'elemento sensibile.
Sensore PIR funzionante
Un circuito di rilevamento del movimento che utilizza un sensore PIR
Nel segmento sopra, abbiamo imparato i pin out di un sensore PIR, ora passiamo allo studio di una semplice applicazione del sensore PIR. Il diagramma sottostante mostra un circuito sensore PIR rilevatore di movimento . In presenza di un'energia o di una radiazione IR umana, il sensore a infrarossi rileva l'energia e la converte immediatamente in minuti impulsi elettrici, sufficienti per attivare il transistor BC547 in conduzione e per abbassare il suo collettore.
Circuito di rilevamento del movimento mediante sensore PIR
Come comparatore, è impostato l'IC741, che consiste di 8 pin. In cui il pin3 è assegnato come ingresso di riferimento, mentre il Pin2 come ingresso di rilevamento. Quando il terminale del collettore del transistor si abbassa, il potenziale pin2 dell'IC diventa inferiore al potenziale pin3. Immediatamente rende alta l'uscita dell'IC, attivando il driver del relè costituito da un altro transistor e relè. Il relè innesca e accende il dispositivo di allarme, che è collegato al circuito.
Il condensatore 100uF / 25V fa in modo che il relè rimanga acceso anche dopo lo spegnimento del sensore a infrarossi passivi, possibilmente a causa dell'uscita della sorgente di radiazioni. Il dispositivo sensore PIR deve essere adeguatamente racchiuso in un copriobiettivo Fresnel per garantire che la sua efficienza sia sufficientemente migliorata.
Progetti basati su sensori PIR con abstract
Comprendendo l'uso e i limiti dei sensori, dà un'idea chiara dello sviluppo dei progetti. Progetti di livello avanzato come SCADA, controllo logico fuzzy , l'acquisizione dei dati di solito adotta sistemi integrati e questi progetti richiedono la conoscenza del dominio del software, in particolare il linguaggio C. Di seguito vengono forniti i dettagli su alcuni progetti basati su sensori a infrarossi passivi con descrizione.
Sistema di apertura automatica della porta basato su sensore PIR
Lo scopo principale di questo progetto è aprire e chiudere le porte, in luoghi in cui la presenza di una persona è obbligatoria - ad esempio, hotel, centri commerciali, teatri, ecc. questo progetto consiste in un sensore PIR che rileva la presenza del corpo umano e invia impulsi al Microcontrollore 8051 . Questo microcontrollore controlla il driver del motore inviando impulsi adeguati al suo ingresso e abilita i pin.
Sistema di allarme di sicurezza basato su sensore PIR
L'intenzione principale di questo progetto è fornire sicurezza. Questo progetto si basa su un sensore PIR con un circuito integrato che genera una sirena. Questo sensore rileva la radiazione infrarossa emessa dall'uomo e quindi fornisce un'uscita digitale. Questa uscita digitale viene applicata all'IC UM3561. Pertanto, genera il suono quando viene rilevato un corpo umano. L'IC UM3561 è un IC ROM, che genera più toni di sirena come sirene dei vigili del fuoco, sirene dell'ambulanza, suono della mitragliatrice e sirene della polizia.
Robot di rilevamento umano tramite sensore PIR
Il robot di rilevamento umano che utilizza il sensore PIR rileva principalmente l'uomo e si basa su un file Microcontrollore a 8 bit . Un sensore passivo a infrarossi utilizzato per rilevare gli esseri umani e questo progetto è utilizzato principalmente per salvare le persone bloccate nei detriti durante il terremoto. Fondamentalmente porta gli esseri umani bloccati sotto i detriti in superficie, salvandoli così in modo efficace.
Controllo motore passo-passo basato su sensore PIR
L'obiettivo principale di questo progetto è controllare un motore passo-passo utilizzando un sensore PIR. Questo progetto si basa principalmente sul tecnologia robotica . Questa tecnologia viene utilizzata principalmente per applicazioni avanzate. In questo progetto, il sensore PIR interno viene utilizzato per prestazioni eccellenti - viene utilizzato il sensore IR impianti antifurto , interruttori della luce, monitoraggio della presenza dei visitatori e robot. Nella robotica, i motori passo-passo sono ampiamente utilizzati e offrono una rotazione continua e una precisione sorprendente.
Pertanto, è stata discussa una panoramica delle basi del sensore PIR e delle sue applicazioni. Questi sensori sono utilizzati in molte applicazioni come il monitoraggio in tempo reale, inclusa la salute fisica, sistemi elettronici di sicurezza , ecc. Oltre a questo, per qualsiasi aiuto in merito a questo argomento o idee progettuali basate su sensori , puoi contattarci commentando nella sezione commenti qui sotto.
Crediti fotografici:
- Sensore PIR in funzione airlive
- Sensore PIR di in movimento
