Hướng dẫn sử dụng cảm biến PIR - Có hoặc không có Arduino: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Ngay trước khi tạo hướng dẫn dự án tiếp theo của tôi, sẽ sử dụng cảm biến PIR, tôi nghĩ mình có thể tạo một hướng dẫn riêng giải thích hoạt động của cảm biến PIR. Bằng cách đó, tôi sẽ có thể giữ cho hướng dẫn khác của mình ngắn gọn và đi vào trọng tâm. Vì vậy, đừng lãng phí thời gian, hãy thảo luận về cảm biến PIR là gì và cách chúng ta có thể sử dụng nó trong dự án của mình.

Bước 1: Cơ bản

Cảm biến PIR là gì?

Cảm biến PIR hay "Hồng ngoại thụ động" là một "Cảm biến hồng ngoại nhiệt điện" tạo ra năng lượng khi tiếp xúc với nhiệt. Mọi thứ đều phát ra một số bức xạ ở mức độ thấp, vật thể càng nóng thì bức xạ được phát ra càng nhiều. Khi con người hoặc động vật (với bước sóng bức xạ hồng ngoại 9,4µMeter) đến gần phạm vi cảm biến, cảm biến sẽ phát hiện nhiệt dưới dạng bức xạ hồng ngoại. Cảm biến chỉ phát hiện năng lượng do các vật thể khác phát ra và không tạo ra bất kỳ năng lượng nào, đó là lý do tại sao cảm biến được gọi là cảm biến PIR hoặc cảm biến "Hồng ngoại thụ động". Những cảm biến này nhỏ, rẻ, chắc chắn, tiêu thụ điện năng thấp và rất dễ sử dụng.

Bước 2: Phần cứng

Đối với hướng dẫn này, chúng tôi cần:

1 x Breadboard

1 x Arduino Nano / UNO (Bất cứ thứ gì tiện dụng)

1 x Cảm biến PIR

1 x đèn LED và một điện trở giới hạn dòng điện 220 ohm để kiểm tra kết nối

Ít cáp kết nối

Cáp USB để tải mã lên Arduino

& Thiết bị hàn chung

Bước 3: Kiến trúc

Như chúng ta có thể thấy cảm biến có hai mặt:

1. Phía trên hoặc phía bên cảm biến

2. Dưới cùng hoặc bên thành phần

Mặt trên bao gồm một nắp 'Polythene mật độ cao' được thiết kế đặc biệt gọi là "Ống kính Fresnel". Thấu kính này tập trung các tia hồng ngoại vào 'Cảm biến nhiệt điện' bên dưới. Tia hồng ngoại 9,4 µM của tia hồng ngoại có thể dễ dàng đi qua lớp vỏ polyetylen. Độ nhạy của cảm biến nằm trong khoảng từ 6 đến 7 mét (20 feet) và góc phát hiện là 110 độ x 70 độ. Cảm biến thực tế nằm bên trong một lon kim loại được hàn kín. Về cơ bản, có thể bảo vệ cảm biến khỏi tiếng ồn, nhiệt độ và độ ẩm. Có một cửa sổ nhỏ làm bằng vật liệu truyền IR để cho phép các tín hiệu IR đến được cảm biến. Phía sau cửa sổ này là 'hai' cảm biến PIR cân bằng. Ở trạng thái nhàn rỗi, cả hai cảm biến đều phát hiện cùng một lượng bức xạ IR. Khi một cơ thể ấm đi qua, đầu tiên nó chặn một trong hai cảm biến, gây ra sự thay đổi chênh lệch dương giữa hai nửa. Và sau đó, khi nó rời khỏi vùng cảm biến, điều ngược lại sẽ xảy ra và cảm biến tạo ra sự thay đổi chênh lệch âm. Khi xung thay đổi hay nói cách khác là cảm biến PIR phát hiện chuyển động, chân đầu ra sẽ chuyển thành "mức cao kỹ thuật số" hoặc 3,3V.

Bit dưới cùng bao gồm một loạt các mạch. Rất ít trong số đó được chúng tôi quan tâm.

- Hầu hết các cảm biến PIR đều có 3 chân VCC, GND và OUT. VCC và GND dùng để cấp nguồn cho mô-đun (Điện áp hoạt động: DC 5V đến 20V). Chân OUTPUT là chân giao tiếp với bộ điều khiển vi mô bằng cách gửi xung kỹ thuật số lên cao (3.3v) khi phát hiện chuyển động và xuống kỹ thuật số (0v) khi không phát hiện chuyển động. Các đầu ra có thể khác nhau giữa các mô-đun vì vậy hãy luôn kiểm tra ba lần các đầu ra.

- BISS0001 hoặc "IC phát hiện chuyển động Micro Power PIR" nhận đầu ra từ cảm biến và sau khi thực hiện một số xử lý nhỏ, nó sẽ tạo ra đầu ra kỹ thuật số.

- Mô-đun có hai chiết áp một để điều chỉnh độ nhạy (lên đến 7m) và một để điều chỉnh thời gian tín hiệu đầu ra luôn ở mức cao khi phát hiện một đối tượng (dao động từ 0,3 giây đến 5 phút).

- Có thêm 3 chân trên mô-đun này với một dây nối giữa chúng để chọn các chế độ kích hoạt.

Kích hoạt đầu tiên được gọi là "trình kích hoạt không lặp lại" - kích hoạt này giảm xuống mức thấp ngay sau khi thời gian trễ kết thúc.

Cái thứ hai được gọi là "bộ kích hoạt có thể lặp lại" - nó vẫn ở mức cao miễn là đối tượng ở gần và sẽ tắt khi đối tượng biến mất và hết thời gian trễ. Tôi sẽ sử dụng chế độ này cho dự án này.

Nếu bạn muốn làm một bài kiểm tra nhanh trước khi tiếp tục với hướng dẫn này, vui lòng làm theo các bước dưới đây.

Thử nghiệm cũng là một ý tưởng hay để kiểm tra phạm vi và thời gian cảm nhận.

Bước 4: Kết nối mà không cần Arduino

- Kết nối VCC với đường sắt + 5v của breadboard

- Kết nối GND với đường sắt -ve

- Kết nối đèn LED cùng với điện trở 220 ohm vào chân OUT của cảm biến

Bây giờ, khi cảm biến phát hiện một chuyển động, chân đầu ra sẽ lên "cao" và đèn LED sẽ sáng. Di chuyển qua lại để tìm ra phạm vi cảm biến. Sau đó, để kiểm tra thời lượng đi bộ trước cảm biến, sau đó bước ra xa và sử dụng đồng hồ bấm giờ để tìm hiểu thời gian đèn LED bật sáng. Bạn có thể điều chỉnh thời gian hoặc độ nhạy bằng cách điều chỉnh các POT trên bảng.

Bước 5: Kết nối với Arduino

Bây giờ, để làm tương tự với Arduino, hãy kết nối VCC của cảm biến PIR với chân 5v của Arduino.

Sau đó kết nối chân OUTput với D13 và GND với chân Ground của Arduino. Bây giờ, kết nối đèn LED cùng với điện trở 220 ohm vào chân D2 của Arduino. Vậy là xong, bây giờ bạn chỉ cần tải lên mã và kiểm tra xem mọi thứ có hoạt động theo cách mà nó cần hay không. Bạn có thể thay thế đèn LED bằng Buzzer (để báo động khi phát hiện có vật thể) hoặc Rơle để điều khiển mạch điện cao thế.

Để tìm hiểu thêm về rơ le, vui lòng xem hướng dẫn Số 4 của tôi - "Lái xe chuyển tiếp với Arduino".

www.instructables.com/id/Driving-a-Relay-W…

Bước 6: Mã

Mã rất đơn giản

* Bắt đầu bằng cách xác định chân số 2 và 13 lần lượt là chân LED và chân PIR

* Sau đó, chúng ta cần xác định các chế độ pin. Chân LED là chân OUTPUT và chân PIR là chân INPUT

* Tiếp theo chúng ta cần đọc giá trị của chân PIR và xem nó có CAO không

* Nếu giá trị là CAO, thì hãy BẬT đèn LED, nếu không thì hãy TẮT

Bước 7: Các lĩnh vực ứng dụng của cảm biến PIR

Cảm biến PIR có thể được sử dụng để:

* Tự động mở và đóng cửa

* Tự động hóa tất cả đèn ngoài trời

* Tự động đèn chiếu sáng của tầng hầm, sân vườn hoặc các khu vực đậu xe có mái che

* Tự động hóa Đèn chiếu sáng ở sảnh thang máy hoặc cầu thang thông thường

* Phát hiện sự hiện diện của con người và báo động

* Tạo Hệ thống An ninh & Tự động hóa Ngôi nhà Thông minh, và nhiều hơn nữa….

Bước 8: Demo

Vì vậy, đây là thiết lập của tôi để thử nghiệm cảm biến PIR. Cảm biến được nối với breadboard và nằm trên bàn. Khi tôi ở phía trước của cảm biến, đèn LED sẽ sáng.

Bây giờ, hãy làm một bài kiểm tra nhanh. Hiện tại, cảm biến đang ở trạng thái không hoạt động. Tôi sẽ đi trước nó để kích hoạt cảm biến. Tada, đèn LED chỉ bật sáng sau khi phát hiện ra sự hiện diện của tôi. Đèn vẫn sáng miễn là tôi ở gần cảm biến. Được rồi, chúng ta hãy đi và khởi động đồng hồ dừng của tôi để xem nó có tắt sau 5 giây không. Thành công, mọi thứ diễn ra theo cách tôi muốn.

Cảm ơn một lần nữa vì đã xem video này! Tôi hy vọng nó sẽ giúp bạn. Nếu các bạn muốn ủng hộ mình thì có thể đăng ký kênh của mình và xem các video khác của mình nhé. Cảm ơn, ca một lần nữa trong video tiếp theo của tôi.