Selbstgebauter PIR (PIC) Detektor von Arduino

    Ein bisschen Theorie


    Zunächst empfehle ich Ihnen eine kurze Einführung in die Theorie. Was ist ein PIC? Es steht für "Passive Infrared Detector". Er ist ein Bewegungssensor. Vielleicht lautet die allererste Frage: "Warum passiv?" Dieser Begriff hat nichts mit Faulheit oder sexueller Orientierung zu tun. "Passiv" sind Sensoren, die selbst nichts aussenden, dh ausschließlich mit ihrer Umgebung arbeiten. Übrigens ist das Konzept des "Sensors" im Fall des gesamten Geräts nicht wahr. Das Gerät wird als Detektor bezeichnet, und der Sensor ist eine seiner Komponenten, ein empfindliches Element.
    Der Kern des Messfühlers ist ein Pyroelektrikum. Diese kristalline Substanz hat eine bemerkenswerte Eigenschaft - mit steigender Temperatur polarisiert sie und es entsteht ein elektrisches Feld. Das Signal hängt monoton von der Stärke der Infrarotstrahlung ab. Also, ich denke fürs Erste, lassen Sie uns die Theorie beenden. Es ist Zeit, zur Sache zu kommen.

    Detektor zusammenbauen

    Für die Arbeit benötigen wir eine Debug-Karte mit einem Mikrocontroller. Insbesondere habe ich Arduino verwendet. Jetzt bleibt nur noch das sensible Element selbst zu bekommen. Ich bin so in meine Hände gefallen:

    Bild

    Sie kosten ungefähr 2-3 Dollar. Das optische System (weiße Kappe) ist auf dem Foto sofort zu erkennen. Auf seiner Oberfläche befinden sich Linsen, die Strahlung von verschiedenen Punkten im Raum auf ein empfindliches Element fokussieren. Und es stellt sich heraus, dass, wenn sich der Eindringling am Detektor vorbeibewegt, die Strahlung von ihm auf verschiedene Segmente des Deckels fällt und mehrmals auf pyroelektrisch fokussiert wird. Ein solches Schema wird verwendet, um die Anzahl der Fehlalarme zu verringern.
    Zusätzlich zum optischen System gibt es auf der Platine einen Ausgangsimpulsformer sowie ein Potentiometer, mit dessen Hilfe die Dauer geregelt wird.

    Im Einzelnen weist mein Gerät folgende Merkmale auf:
    Betrachtungswinkel: 100 Grad
    Reichweite: 7 Meter
    Versorgungsspannung: 4,5 - 20 V

    Auf der Platine befindet sich ein dreipoliger Stecker (PLS-Stecker):
    "+" - Strom. In unserem Fall sind 5 V von der Arduino-Karte
    "OUT" das Ausgangssignal (3 V - Alarm, 0 - Alles ist ruhig). Verbinden Sie mit Anschluss A0
    "-" - gemeinsames Kabel (GND)

    Um den Sensor zu überprüfen, habe ich mir einen einfachen Algorithmus ausgedacht. Sobald es „funktioniert“, leuchtet die LED auf und es ertönt ein Alarm aus dem Lautsprecher. Dann habe ich völlig vergessen zu erwähnen, dass Sie eine Art Lautsprecher benötigen, vorzugsweise eine hohe Impedanz, da der Mikrocontroller nicht viel Strom liefert. Insbesondere habe ich den Lautsprecher eines alten sowjetischen Telefons verwendet. Sie können jedoch mit einer LED arbeiten. In diesem Fall wirkt sich dies nur auf die Unterhaltung aus.

    Programmierung


    Es ist Zeit, eine einfache Skizze zu schreiben : Sehen wir uns den Code etwas genauer an, um das Wesentliche zu verstehen: PIR - hier verbinden wir den „OUT“ -Kontakt des LED- Sensors - eine LED auf der Arduino-Platine. Wir werden es während des Alarm - PING - Ports für den Lautsprecher einschalten . GND ist das zweite Lautsprecherkabel. Man könnte einfach auf dem Boden "landen". Ich habe es aus praktischen Gründen so gemacht, dass beide Drähte in der Nähe waren.

    #define PIR 14
    #define LED 13
    #define PING 2
    #define GND 3

    void setup()
    {
    Serial.begin(9600);
    pinMode(PIR,INPUT);
    pinMode(LED,OUTPUT);
    pinMode(PING,OUTPUT);
    pinMode(GND,OUTPUT);
    digitalWrite(GND,LOW);
    }

    void loop()
    {
    if(analogRead(PIR)>=500)
    {
    digitalWrite(LED,HIGH);
    ping(500);
    }
    else
    digitalWrite(LED,LOW);
    }

    void ping(unsigned int freq)
    {
    long t = 500000/freq;
    digitalWrite(PING,HIGH);
    delayMicroseconds(t);
    digitalWrite(PING,LOW);
    delayMicroseconds(t);
    }









    Wie Sie wahrscheinlich bereits verstanden haben, wird das Ausgangssignal des Sensors an den analogen Arduino-Port gesendet. Dort wird es digitalisiert und wenn das Signal den Wert von 500 (~ 2,5 V) überschreitet, wird ein Alarm gemeldet. Tatsächlich können Sie den Sensor an einen beliebigen digitalen Port anschließen und auf eine logische Einheit warten. Dieser Schritt wurde unternommen, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen (wenn der Signalpegel vom Sensor weniger als 3 Volt, instabil oder etwas anderes beträgt). 3 Volt - nah genug an der Grenze zwischen Null und einer Einheit TTL - Logik und daher rückversichert.
    Wenn der Sensor einen Alarm meldet, schalten Sie die LED ein und signalisieren Sie dem Lautsprecher. Die Funktion ping () erzeugt eine Rechteckwelle auf dem Lautsprecher. Die Frequenz wird nach Geschmack gewählt.

    Und jetzt das Video mit dem Ergebnis:



    Niedriger Preis und Einfachheit machen PIR-Sensoren sehr attraktiv. Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist die Installation improvisierter Melder in der Wohnung, die ihren Status über Funk an eine bestimmte Zentraleinheit übermitteln. Im Allgemeinen hängt alles von Ihrer Vorstellungskraft ab.
    Nun, ich werde mit meiner Überprüfung enden. Ich hoffe, es hat sich als interessant und nützlich herausgestellt. Ich freue mich über Ihre Kommentare und Anmerkungen.

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