Подробный обзор pir датчика движения: характеристики сенсора, отзывы и инструкция по подключению

Содержание

Пироэлектрический эффект

Ещё в далёком XIX веке немецкий физик Вильгельм Рентген занимался изучением пироэлектрического эффекта. Пироэлектрический эффект – это генерация электрических зарядов в кристалле под действием теплового (инфракрасного) излучения.Современные технологии позволили искусственно синтезировать чувствительные пироэлектрические кристаллы. В отличие от природных кристаллов (турмалин, кварц) в которых пироэлектрический эффект проявляется слабо, искусственные пироэлектрические кристаллы обладают повышенной чувствительностью.

На основе пироэлектрических кристаллов были созданы пироэлектрические инфракрасные датчики. В настоящее время такие датчики применяют практически повсеместно.

Вот наиболее распространённые сферы применения :

Системы охранной сигнализации. Инфракрасные датчики движения обнаруживают движение человека в охраняемой зоне. Каждый человек излучает в окружающую среду тепло. Это и используется для обнаружения человека в охраняемом пространстве.

Автоматически открывающиеся входные двери в крупных супермаркетах, залах, студиях, магазинах и т.п. В таких системах также используются пироэлектрические датчики движения.

В последнее время в продаже появились автоматические выключатели освещения. Применение таких приборов в быту довольно оправдано, это сокращает затраты на электроэнергию.

Автоматические системы противопожарной сигнализации. Пироэлектрический датчик служит своеобразным электронным термометром и сигнализирует о превышении допустимой температуры в помещении.

Кроме всего прочего пироэлектрические датчики служат для дистанционного измерения температуры.

Наиболее продвинувшейся в производстве пироэлектрических датчиков является фирма Murata Manufacturing Co (Япония).

Устройство простейшего пироэлектрического датчика

Пироэлектрический датчик состоит из пластины пироэлектрика (кристалла) по бокам которого нанесены металлические обкладки, которые образуют своеобразный конденсатор. На одну из обкладок нанесено вещество, принимающее электромагнитное тепловое излучение.

Излучение вызывает пироэлектрический эффект и напряжение между обкладками растёт, причём строго определённой полярности. Полученное напряжение приложено к участку затвор – исток полевого транзистора, встроенного в датчик.

В результате сопротивление канала транзистора VT1 изменяется. Транзистор VT1 нагружен на внешний нагрузочный резистор (не показан на рисунке), с которого и снимается сигнал.

Резистор R1 служит для разрядки обкладок конденсатора пироэлектрического датчика.

Датчики некоторых серий снабжают несколькими чувствительными элементами, соединёнными последовательно с чередующейся полярностью. Это позволяет сделать приборы нечувствительными к равномерному фоновому облучению.

Пироэлектрический кристалл – довольно инерционный чувствительный элемент.

Для различных электронных систем применяются пироэлектрические датчики с разной спектральной чувствительностью. Спектральная чувствительность датчика формируется за счёт поглощающей способности материала, которым покрыты пластины пироэлектрика.

Для противопожарных систем используются пироэлектрические датчики со спектральной характеристикой под номером 1.

На графике видно, что датчики с данной характеристикой чувствительны к излучению с длиной электромагнитной волны 4 – 5 мкм (микрометров).

Для охранных систем, а также систем автоматики используются пироэлектрические датчики с характеристикой 2 и 3. Пироэлектрики с такой спектральной характеристикой более подходит для фиксации движения человека.

Пироэлектрические датчики со спектральной характеристикой под номером 4 наиболее подходят для дистанционных измерителей температуры. Видно, что характеристика под номером 4 более равномерна, следовательно, показания датчика с такой характеристикой будут наиболее точны.

Пироэлектрические датчики нашли широкое применение в системах “умный дом”.

Нравится

Главная &raquo Технологии &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Принцип работы пироэлектрических (PIR) датчиков движения

PIR датчики не такие простые как может показаться на первый взгляд. Основная причина — большое количество переменных, которые влияют на его входной и выходной сигналы. Чтобы объяснить основы работы ПИР датчиков, мы используем рисунок, приведенный ниже.

Пироэлектрический датчик движения состоит из двух основных частей. Каждая из частей включает в себя специальный материал, чувствительный к инфракрасному излучению. В данном случае линзы особо не влияют на работу датчика, так что мы видим два участка чувствительности всего модуля. Когда датчик находится в состоянии покоя, оба сенсора определяют одинаковое количество излучения. Например, это может быть излучение помещения или окружающей среды на улице. Когда теплокровный объект (человек или животное), проходит мимо, он пересекает зону чувствительности первого сенсора, в результате чего  на модуле ПИР датчика генерируются два различных значения излучения. Когда человек покидает зону чувствительности первого сенсора, значения выравниваются. Именно изменения в показаниях двух датчиков регистрируются и генерируют импульсы HIGH или LOW на выходе.

Конструкция PIR датчика

Чувствительные элементы ПИР датчика устанавливается в металлический герметический корпус, который защищает от внешних шумов, перепадов температур и влажности. Прямоугольник в центре сделан из материала, который пропускает инфракрасное излучение (обычно это материал на основе силикона). За этой пластиной устанавливаются два чувствительных элемента.

Рисунок из даташита Murata:

Рисунок из даташита RE200B:

На рисунке из даташита RE200B видно два чувствительных элемента:

На рисунке выше приведена внутренняя схема подключения.

Линзы

Инфракрасные датчики движения практически одинаковые по своей структуре. Основные отличия — чувствительность, которая зависит от качестве чувствительных элементов. При этом значительную роль играет оптика.

На рисунке выше приведен пример линзы из пластика. Это значит, что диапазон чувствительности датчика представляет из себя два прямоугольника. Но, как правило, нам нужно обеспечить большие углы обзора. Для этого можно использовать линзы, подобные тем, которые используются в фотоаппаратах. При этом линза для датчика движения должна быть маленькая, тонкая и изготавливаться из пластика, хотя он и добавляет шумы в измерения. Поэтому в большинстве PIR датчиков используются линзы Френеля (рисунок из Sensors Magazine):

Линзы Френеля концентрируют излучение, значительно расширяя диапазон чувствительности пиродатчиков (рисунок с BHlens.com)

Рисунок из Cypress appnote 2105:

Теперь у нас есть значительно больший диапазон чувствительности. При этом мы помним, что у нас два чувствительных элемента и нам нужны не столько два больших прямоугольника, сколько большое количество маленьких зон чувствительности. Для этого линза разделяется на несколько секций, каждая из которых представляет из себя отдельную линзу Френеля.

На рисунке ниже можно увидеть отдельные секции — линзы Френеля:

На этом макроснимке обратите внимание, что фактура отдельных линз отличается:

В результате формируется целый набор чувствительных участков, которые взаимодействуют между собой.

Рисунки из даташита NL11NH:

Ниже еще один рисунко. Более яркий, но менее информативный

Кроме того, обратите внимание, что у большинства датчиков угол обзора составляет 110 градусов, а не 90

Рисунок из IR-TEC:

Пирлоэлектрический датчик движения — общая информация

ПИР датчики движения по сути состоят из пироэлектрического чувствительного элемента (цилиндрическая деталь с прямоугольным кристаллом в центре), который улавливает уровень инфракрасного излучения. Все вокруг излучает небольшой уровень радиации. Чем больше температура, тем выше уровень излучения. Датчик фактически разделен на две части. Это обусловлено тем, что нам важен не уровень излучения, а непосредственно наличие движение в пределах его зоны чувствительности. Две части датчика установлены таким образом, что если одна половина улавливает больший уровень излучения, чем другая, выходной сигнал будет генерировать значение high или low.

Сам модуль, на котором установлен датчик движения, состоит также из дополнительной электрической обвязки: предохранители, резисторы и конденсаторы. В большинстве недорогих пир-датчиков используются недорогие чипы BISS0001 («Micro Power PIR Motion Detector IC»). Этот чип воспринимает внешний источник излучения и проводит минимальную обработку сигнала для его преобразования из аналогового в цифровой вид.

Одна из базовых моделей пироэлектрических датчиков подобного класса выглядит так:

Более новые модели PIR-датчиков имеют дополнительные выходы для дополнительной настройки и установленные коннекторы для сигнала, питания и земли:

ПИР датчики отлично подходят для проектов, в которых необходимо определять наличие или отсутствие человека в пределах определенного рабочего пространства. Помимо перечисленных выше достоинство подобных датчиков, они имеют большую зону чувствительности. Однако учтите, что пироэлектрические датчики не предоставят вам информации о том, сколько человек вокруг и насколько близко они находятся к датчику. Кроме того, сработать они могут и на домашних питомцев.

Общая техническая информация

Эти технические характеристики относятся к PIR датчикам, которые продаются в магазине Adafruit. Принцип работы аналогичных датчиков похожий, хотя технические характеристики могут отличаться. Так что прежде чем работать с ПИР-датчиком, ознакомьтесь с его даташитом.

  • Форма: Прямоугольник;
  • Цена: около 10.00 долларов в магазине Adafruit;
  • Выходной сигнал: цифровой импульс high (3 В) при наличии движения и цифровой сигнал low, когда движения нет. Длина импульса зависит от резисторов и конденсаторов на самом модуле и разная в различных датчиках;
  • Диапазон чувствительности: до 6 метров. Угол обзора 110° x 70°;
  • Питание: 3В — 9В, но наилучший вариант — 5 вольт;
  • BIS0001 (даташит);
  • RE200B (даташит);
  • NL11NH (даташит);
  • Parallax (даташит).

Ссылки для заказа оборудования, которое используется в статье в дальнейшем из Китая

>Для заказа с Aliexpress:

Использование

Основные направления, где используются ДД:

  1. Для защиты от проникновения.
  2. Автоматизации освещения.
  3. Автоматизации установок климат контроля.

Защита от проникновения

В любое время суток детекторы эффективно фиксируют незаконное проникновение на частную территорию. В темных местах и с наступлением сумерек датчики автоматически включат свет, если увидят передвижение людей. Могут работать в паре с видеорегистратором.

Автоматизация света

Зачем гореть лампочке, если людей в помещении нет? Детектор движения поможет автоматически включать/выключать свет именно тогда когда в комнате находятся люди. Так можно достигнуть существенной экономии электричества.

Автоматизация климата

Очень удобно управлять температурным режимом в домах и квартирах с помощью извещателей движения. Они могут подавать команды на блок управления кондиционера, если зафиксировано присутствие/отсутствие людей в подконтрольной зоне.

Пироэлектрические одно- и многоканальные датчики PYROSENS

Пироэлектрические инфракрасные датчики могут детектировать излучение в очень широком диапазоне длин волн от примерно 100 нм (УФ) до более 1 мм (терагерцевые волны) благодаря принципу физического воздействия и без охлаждения. Серия одноканальных и многоканальных датчиков PYROSENS оптимизирована для спектрального диапазона от 1,5 до 30 мкм. В зависимости от типа, датчики PYROSENS оснащены различными согласованными поглотителями во всем диапазоне и почти всеми фильтрами излучения, имеющимися на рынке, с толщиной от 0,4 мм до 1,5 мм.

Изготовление заказных инфракрасных датчиков на территории Дрездена

В зависимости от предпочтений клиента возможна работа с напряжением со встроенным jFET и сопротивлением затвора с высоким сопротивлением в цепи повторителя источника, а также работа по току со встроенным операционным усилителем и резистором / конденсатором обратной связи. Для большинства типов датчиков предлагается вариант с термокомпенсацией. Выбор соответствующего типа датчика упрощается для пользователя широким диапазоном возможных областей датчика. Диапазон значений для одноэлементного датчика составляет от 0,2 мм² до 64 мм².

Чипы сенсора LiTaO3 частично утончаются в процессе сложного ионно-лучевого травления до 5 микрон, а затем снабжаются оптимизированными для различных применений тонкими абсорбирующими слоями. Это делает их особенно подходящими для использования в высокочувствительных газовых спектрометрах NDIR.

Подробнее о наших одноканальных и многоканальных датчиках можно узнать здесь:

  • Пироэлектрические одноканальные и многоканальные датчики
  • Пироэлектрические одноканальные и многоканальные датчики

HC-SR501 Infrared PIR Motion Sensor Module, Датчик движения

Датчик движения HC-SR501 При вхождении человека в зону обзора датчика фиксируется присутствие. Принцип работы модуля HC-SR501 заключается в регистрации инфракрасного излучения от подвижного объекта. Чувствительный элемент — пироэлектрический датчик 500BP. Он состоит из двух элементов заключенных в одном корпусе. Чувствительный элемент закрыт белым куполом — линзой Френеля. Особенности линзы Френеля таковы, что инфракрасное излучение от подвижного объекта попадает сначала на один элемент датчика 500BP, затем на другой. Электроника модуля HC-SR501 регистрирует поочередное поступление сигналов от двух элементов из состава 500BP и при фиксации движения выходная цепь модуля формирует логический сигнал.

Датчик присутствия HC-SR501 применяется в охранных системах, включении вентиляции, позволяет управлять освещением помещений без окон. Совместно с фотореле примется в управлении освещением дворов и улиц. Интересные результаты можно получить при управлении с помощью датчика фотоаппаратом или видеокамерой.

PIR-sensor переводится с английского как Pyroelectric (Passive) InfraRed sensor -пироэлектрический (пассивный) инфракрасный сенсор.

Основные параметры модуля HC-SR501

Напряжение питания: DC 4.5- 20V

Ток на OUT: <60uA

Напряжение на выходе: Высокие и низкие уровни в 3.3V TTL логике

Дистанция обнаружения: 3 — 7м (настраивается), по умолчанию 7 м

Угол обнаружения: до 110°, на расстоянии 7 м 120°

Длительность импульса при обнаружении: 5 — 200сек.(настраивается)

Время блокировки до следующего замера: 2.5сек. (но можно изменить заменой SMD-резисторов)

Рабочая температура: -20 +80°C

Режим работы: L — одиночный захват, H — повторяемые измерения

Размеры: 3.2см x 2.4см x 2.8см

Режим работы модуля задается перемычкой. Есть два режима — режим H и режим L.

Режим H — в этом режиме при срабатывании датчика несколько раз подряд на его выходе (на OUT) остается высокий логический уровень.

Режим L — в этом режиме на выходе при каждом срабатывании датчика появляется отдельный импульс.

Прибор готов к работе через минуту после подачи питания. За это время происходит автоматическая калибровка. При выборе места установки следует избегать ориентации датчика на открытые источники света. Устанавливать датчик присутствия HC-SR501 следует так, чтобы перемещение подвижного объекта происходило вдоль плоскости платы модуля.

Не стоит располагать PIR-датчики в местах, где быстро меняется температура. Это приведет к тому, что датчик не сможет обнаруживать появление человека в контролируемой зоне, и будет много ложных срабатываний.

К микроконтроллерам (ну или другим микросхемам) модуль лучше (хотя и необязательно) подключать через транзистор и подтягивающий резистор на 10k.

Настройка работы

Перед использованием PIR датчика, его, как всякий прибор, необходимо настроить. Для этого он обладает тремя опциями настроек:

  • освещённость;
  • чувствительность;
  • время задержки.

Освещённость

Для того чтобы прибор не включал свет днём, поздним утром и с началом сумерек, можно выполнить более тонкую регулировку по параметру «LUX».

Последовательность действий:

  1. Вывернуть регулятор на максимум.
  2. Как только наступил желаемый уровень темноты, медленно поворачивать регулятор в обратную сторону, до тех пор, пока датчик не сработает и включится свет в помещении.

Теперь прибор будет включаться именно в тот момент, когда свет в помещении будет более востребован.

Чувствительность

Регулировка чувствительности исключает реакцию датчика на появление в поле его «зрения» мелких домашних животных.

Настройка прибора выполняется винтом «Sens» опытным путем:

  1. На первом этапе выставляем максимальную чувствительность.
  2. Теперь проверяем, будет ли прибор работать на требуемом расстоянии, уменьшая уровень пока он перестанет реагировать на человека.
  3. Проверяем, какая реакция на мелких животных.
  4. Осталось зафиксировать тот порог чувствительности, который вас устроит.

Правильная регулировка состоит в том, чтобы датчик зафиксировал движение человека на границе приемлемой освещенности.

Время задержки

Время задержки — параметр, по которому видно, какое время после срабатывания датчик «увидит», что движения больше нет. Временной интервал регулируется в границах от 5 секунд до 10 минут.

Регулировка выполняется регулятором с надписью «Time»:

  1. Выкручиваем регулятор до минимального значения.
  2. Начать движение в поле работы датчика.
  3. Засекаем время срабатывания
  4. Эмпирическим путем выставляется нужное время срабатывания.
  5. Нужные параметры сохраняются.

Что дает временная задержка?

Представьте, что человек поднялся на пятый этаж: ему нужно отдышаться, найти ключи, открыть дверь. И свет должен гореть. То есть параметр задержки должен быть максимальным.

Другое дело если датчик установлен в квартирном коридоре. Тут можно выставить минимальную задержку порядка 3–5 секунд.

Вообще индикаторы движения могут быть установлены в различных местах. Наиболее актуальны эти приборы в местах где часто собираются люди. Например, в офисах и конторах такая задержка по времени включения/выключения должна быть максимально допустимой. И наоборот в малопосещаемых местах задержку включения можно установить на самый минимум.

Вариант PIR датчика с GSM-модулем

Зачастую именно ПИР датчик — это та последняя преграда, которую злоумышленник обойти не может. Если проводные системы еще легко заметны, то беспроводные комплексы повышают уровень охранных систем за счет своей автономности, тем самым снижая ее уязвимость. Датчик движения с GSM модулем, безусловно, простое, но эффективное средство защиты своего имущества.

Работа данного прибора аналогична типичным ПИР датчикам. Но в данном случае при обнаружении в охраняемой зоне какого-либо движения девайс отправляет СМС-сообщение по заданному владельцем номеру и параллельно включает встроенный микрофон, чтобы была возможность прослушать, что происходит в помещении в данный момент.

Включить/выключить девайс можно удаленно отправив SMS-команду на сим-карту датчика.

Автономность устройства обеспечивается за счет встроенного пятивольтового аккумулятора, которого хватает на 15–20 дней автономной работы. Встроенный микрофон улавливает звук на расстоянии до 10 метров.

Зона видимости ДД — 5–8 метров при угле обзора в 90°.

Место размещения полноразмерной SIM-карты:

Есть собственный USB-разъем типа UC-E6, который служит для подключения внешнего источника питания на 5 вольт.

Чтобы сохранить номер хозяина датчика в его памяти, достаточно позвонить на номер сим-карты устройства. Всё! Только один номер в памяти и никаких белых или черных списков. Может ли злоумышленник позвонить на этот номер и снять датчик охраны? Да, конечно может. Но тогда это должен быть очень близкий и хорошо знакомый хозяину датчика человек.

Для постановки в режим охраны посылается СМС — сообщение с текстом: «1111».
Для снятия с режима охраны  отправляется сообщение с текстом: «0000».

Дополнительных настроек у девайса нет.

Зона сработки датчика небольшая и вероятное место установки ПИР датчика прямо напротив входной двери на расстоянии не больше трех метров.

Можно применить этот датчик непосредственно в автомобиле. Таким образом, появляется возможность отследить местонахождение машины в данный момент времени, если подключить услугу «Местонахождение абонента».

Такой беспроводной сенсор с GSM можно применять как дополнение к уже существующим охранным системам, которые уже есть на объекте и как самостоятельное средство защиты.

Основное преимущество девайса — его автономность. Это обстоятельство дает возможность поставить на охрану те объекты, на которых может отключаться электричество:

  • дачи;
  • гаражи;
  • складские помещения.

Питание

Как видно из таблицы выше, минимальное рекомендуемое напряжение составляет 3В. При более низких напряжениях нормальная работа не гарантируется. Это сама микросхема BISS0001, а перед ней на плате установлен 3.3В линейный стабилизатор 7133-1 с низким падением напряжения, вот его примерные характеристики:

Перед 7133 стоит защитный диод (что бы не вышло из строя, если перепутаете полярность). Падение напряжения на диоде может быть разной, в зависимости от запаянного диода. В данном случае на обеих платах падение примерно 0.5В.

Теперь немного про то, сколько вольт можно подавать на модуль. К примеру, если запитать модуль примерно от 4-6В, то на BISS001 будет подаваться 3.3В. Всё нормально, схема рассчитана именно под такое напряжение. А если запитать модуль от 3.3В, то на BISS001 поступит уже около 2.7В. Сам модуль скорей всего работать будет, но модуль же не сам по себе. Он либо как датчик подключен к плате, либо сам управляет нагрузкой (к примеру, через реле или транзистор может включать лампу, мотор, светодиодную ленту и т.д.). На выходном выводе модуля напряжение в высоком состоянии больше чем питающее напряжение быть не может. Т.е. будет ли достаточно 2.7В для нормальной работы, это зависит от того, к чему подключен модуль.

С максимальным напряжением тоже есть ограничения. С одной стороны, для 7133 указано максимальное напряжение 24В. С другой, ещё до стабилизатора после диода на плате есть конденсатор. К примеру, на синем модуле запаян конденсатор на 25В, а на зелёном на 16В.

Пример программы

Скетч представляет собой программный код, который помогает проверить работоспособность датчика движения после его включения. В самом простом его примере есть множество недостатков:

  • Вероятность ложных срабатываний, за счет того, что для самоинициализации датчика требуется одна минута;
  • Отсутствие выходных устройств исполнительного типа – реле, сирены, светоиндикации;
  • Короткий временной интервал сигнала на выходе сенсора, который необходимо на программном уровне задержать, в случае появления движения.

Указанные недостатки устраняются при расширении функционала датчика.

Скетч самого простого типа, который может быть использован в качестве примера работы с датчиком движения на Arduino, выглядит таким образом:

#define PIN_PIR 2
#define PIN_LED 13

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  pinMode(PIN_PIR, INPUT);
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);

}

void loop() {
  int pirVal = digitalRead(PIN_PIR);
  Serial.println(digitalRead(PIN_PIR));

  //Если обнаружили движение
  if (pirVal)
  {
    digitalWrite(PIN_LED, HIGH);
    Serial.println("Motion detected");
    delay(2000);
  }
  else
  {
    //Serial.print("No motion");
    digitalWrite(PIN_LED, LOW);
  }
}

Overview of PIR Sensors

What is a PIR Sensor?

A passive infrared sensor is an electronic sensor that measures infrared light radiating from objects in its field of view. They are most often used in PIR-based motion detectors. PIR sensors are commonly used in security alarms and automatic lighting applications.

Image: PIR Motion Sensor – Large Lens version

Technically, PIR is made of a pyroelectric sensor, which is able to detect different levels of infrared radiation. For example, Everything emits varied level radiation and the level of radiation will increase with the increase of the object’s temperature.

What does a PIR sensor detect?

PIR sensors are also known as PID or Passive Infrared Detectors. Thus, the PIR sensor can detect infrared radiation that is emitted by particles.

Generally, PIR can detect animal/human movement in a requirement range, which is determined by the spec of the specific sensor. The detector itself does not emit any energy but passively receives it, detects infrared radiation from the environment.

Ref: Elprocus

How does PIR Sensor work?

The PIR Sensor is pretty complicated when compared to the other sensors. Since they have 2 slots, and the slots are made of sensitive material.

The Fresnel lens is used to see that the two slots of the PIR can see out past some distance. When the sensor is inactive, then the two slots senses the same amount of IR. The ambient amount radiates from the outdoors, walls or room, etc.

When a human body or any animal passes by, it intercepts the first slot of the PIR sensor. This causes a positive differential change between the two bisects. But when the body leaves the sensing area, the sensor generates a negative differential change between the two bisects.

Ref: Elpocus

Range of Different PIR Sensors

  • Indoor passive infrared: Detection distances range from 25 cm to 20 m.
  • Indoor curtain-type: The detection distance ranges from 25 cm to 20 m.
  • Outdoor passive infrared: The detection distance ranges from 10 meters to 150 meters.
  • Outdoor passive infrared curtain detector: distance from 10 meters to 150 meters

Как выглядит и где используется

Рабочая пластина датчика состоит из кристаллических веществ, которые имеют свойство при попадании света на них поляризоваться. И от того насколько изменится интенсивность излучения зависит изменение и поляризации, а как следствие это вызывает изменение напряжения в электрическом поле кристаллического элемента. Следовательно, если измерить разность потенциалов на разных точках кристаллической пластины можно узнать и величину излучения.

Это основной физический принцип, по которому работают датчики присутствия, с центральным пироэлектрическим элементом. Он помещается в герметичный или пластиковый корпус.

Такие детекторы движения с успехом применяются:

  • в промышленных системах охранной сигнализации;
  • управление освещением в квартирах или офисных помещениях. Часто эти детекторы помогают автоматизировать процесс освещения;
  • в системах «Умный дом».

Прибор может зафиксировать движение — электрическая цепь замкнется и включится освещение. Также он сработает и в обратную сторону — если людей в помещении уже нет, то нет и движения, соответственно цепь размыкается и свет гаснет.

Работа ИК — датчика

В электронной схеме датчика, микрочип преобразует входной аналоговый сигнал в цифровой выходной сигнал.
   Для большинства изделий ПИР датчик стал незаменимым элементом благодаря потребительским свойствам, заслуженно вошел в нашу жизнь и верно служит для обнаружения движения на порученных объектах. Благодаря малому энергопотреблению двух элементов питания хватает на год беспрерывной работы. Не забываем, что датчик не способен определить сколько людей находится в контролируемой зоне и на каком они расстоянии от датчика. Самые распространенные сенсоры D203B, D204B, D205B и др.
   ИК-датчик, для улучшения его характеристик, выпускается в герметически закрытом металлическом корпусе, улучшающий шумовые, температурные и защитные свойства.
   В корпусе имеется окно, которое изготовлено из ИК-прозрачного материала, защищающий чувствительный элемент. На пластине располагаются два сбалансированных сенсора.
Зона чувствительности детектора PIR имеет вид.

   В отличие от инфракрасных оптических датчиков, которые используют LED — передатчик и ИК — приемник, ПИР- сенсор ничего не излучает, он работает в пассивном режиме, принимает слабое инфракрасное излучение от объектов. Самым распространенным источником сигнала для сенсора PIR является организм человека, поэтому это свойство успешно применяется для автоматического включения освещения, систем сигнализации и открывания дверей.
   Любой объект, при температуре выше абсолютного нуля, является источником инфракрасного излучения. Это излучение невидимое для человеческого глаза, но не для пироэлектрических материалов который использует PIR датчик. При воздействии инфракрасного излучения, в пироэлектрических материалах образуется слабый электрический заряд, похожий на заряд создаваемый в солнечных батареях.
   Температура тела примерно 34-градуса, как правило, она выше, чем температура общего фона. При нахождении человека в зоне датчика, его более высокая температура вызывает появление потенциала в пироэлектрическом материале. Электронной схемой усиливается слабый сигнал, сгенерированный инфракрасным излучением и далее поступает на вход дифференциального компаратора. Компаратор сравнивает уровень сигнала с предыдущими значениями, что вызывает его срабатывание. В действительности, это слишком простой механизм работы, который может быть использован с любым источником излучения, в том числе таких, как яркий солнечный свет, появления отражений от объектов в жаркие и солнечные дни.
Разработан и применяется алгоритм уменьшения ложных срабатываний. Во-первых, человеческое тело испускает инфракрасное излучение длиной волн от 9 до 10 мкм. Поэтому, размещается ИК-фильтр перед датчиком, который пропускает длины волн в диапазоне от 8 до 14 мкм, а это соответственно увеличивает чувствительность к теплу, идущих от человеческого тела.

Схема прохождения сигнала от датчика движения.

Example of Microwave sensor

Now we know how the Microwave sensor works, its advantages and disadvantages and also its applications, it is time to get one! How about our MW0582TR11 – 5.8GHz Microwave Doppler Radar Motion Sensor!

MW0582TR11 – 5.8GHz Microwave Doppler Radar Motion Sensor

MW0582TR11 – 5.8GHz microwave doppler radar motion sensor is designed by Maxustech company. This doppler radar is a microwave module that can transmit the electromagnetic wave of 5.8GHz. It can detect the difference between the transmitted wave and reflection wave to judge whether there is an object moving over the doppler radar.

In order to get the accurate data from the sensor, this Doppler radar motion sensor has a self-made patch antenna which has a good antenna directivity. Moreover, this kind of doppler radar has an MCU inside which include intelligent algorithm to avoid noise gain caused by the device itself. It can also tell apart the environment effect such as moving branch and would not cause false-alarm thanks to the algorithm.

Is this microwave sensor easy to use?

Of course! This doppler radar not only has a sharp “eye” to detect the moving object but it is also easy to be developed because of its UART interface. As a matter of fact, this Doppler radar can be simply plugged into your Arduino board or Raspberry Pi through the serial port. Or you can just use a TTL to USB converter module to connect with your PC to read the data.

Here is a demo when using Python SDK if there is any moving object in front of the microwave sensor:

Похожие записи:

Особенности схемы подключения электродвигателя стиральной машины Виды освещения, светильников и ламп для ванной комнаты Обратная полярность при сварке Как установить и подключить ксенон в машине Default ThumbnailЛучшие производители батарей для электромобилей Gm328 многофункциональный тестер радиодеталей