Zur Gründung Kabellose Kommunikation Bei einem entfernten Gerät verwenden wir normalerweise Funkwellen, optische Strahlung und manchmal auch akustische Wellen. Grundsätzlich ändern diese Arten der drahtlosen Kommunikation ihre Frequenzen. Alle diese Kommunikationen haben variable Frequenzen, beginnend mit Bändern wie HF-, LF-, VHF-, UHF-Bändern und so weiter. Optische Strahlung verwendet Infrarot und sichtbaren Teil des Spektrums. Schallwellen verwenden einen Ultraschallanteil des Frequenzspektrums, und Mikro- und Millimeterwellen werden als Radiowellen bezeichnet.
Passiver Infrarotsensor
IR-Strahlung ist der Abschnitt des elektromagnetischen Spektrums, dessen Wellenlängen kleiner als die Mikrowellen und länger als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts sind. Der Infrarotbereich liegt zwischen 0,75 um und 1000 um, und die IR-Wellen sind zu klein, um mit dem menschlichen Auge gesehen zu werden. Wenn der Wellenlängenbereich zwischen 0,75 und 3 um liegt, wird er als nahes Infrarot bezeichnet, der Bereich von 3 um bis 6 um wird als Mitte bezeichnet Infrarot und wenn die Region höher als 6 um ist, wird sie als fernes Infrarot bezeichnet.
Diese Strahlungen wurden in großem Umfang in verschiedenen Sensoren und elektronischen Geräten verwendet. Von den TV-Fernbedienungen bis zu den komplizierten Geräten wie Nachtsichtgeräten werden IR-Wellen verwendet. Der folgende Abschnitt beschreibt die Grundlagen des PIR-Sensors und seine Anwendungen .
Passiver Infrarotsensor (PIR)
Der Begriff PIR ist die Kurzform des PassiveInfra Red. Der Begriff „passiv“ bedeutet, dass der Sensor nicht aktiv an dem Prozess teilnimmt, dh die übertragenen IR-Signale selbst nicht aussendet, sondern die vom menschlichen Körper in der Umgebung ausgehenden Infrarotstrahlungen passiv erfasst.
PIR-Sensor
Die erfassten Strahlungen werden in eine elektrische Ladung umgewandelt, die proportional zum erfassten Strahlungspegel ist. Diese Ladung wird dann durch einen eingebauten FET weiter verbessert und dem Ausgangsstift des Geräts zugeführt, der für eine weitere Auslösung und Verstärkung der Alarmstufen auf einen externen Schaltkreis anwendbar wird. Die Reichweite des PIR-Sensors beträgt bis zu 10 Meter in einem Winkel von + 15o oder -15o.
Das folgende Bild zeigt eine typische Pin-Konfiguration des PIR-Sensors, bei der die Pinbelegung recht einfach zu verstehen ist und die mithilfe der folgenden Punkte leicht in einem Arbeitskreis angeordnet werden kann:
Pin-Konfiguration von PIR
Die passiven Infrarotsensoren bestehen aus drei Stiften, wie in der Abbildung oben gezeigt.
- Pin1 entspricht dem Drain-Anschluss des Geräts, der an die positive Versorgung 5V DC angeschlossen werden soll.
- Pin2 entspricht dem Source-Anschluss des Geräts, der über einen 100K- oder 47K-Widerstand mit dem Erdungsanschluss verbunden werden sollte. Der Pin2 ist der Ausgangspin des Sensors, und das erfasste IR-Signal wird vom Pin 2 des Sensors zu einem Verstärker übertragen.
- Pin3 des Sensors ist mit Masse verbunden.
Arbeitsprinzip des PIR-Sensors
Die PIR-Sensoren sind komplizierter als die anderen Sensoren, da sie aus zwei Schlitzen bestehen. Diese Schlitze bestehen aus einem speziellen Material, das gegenüber IR empfindlich ist. Die Fresnellinse wird verwendet, um zu sehen, dass die beiden Schlitze des PIR über eine gewisse Entfernung hinaussehen können. Wenn der Sensor inaktiv ist, erfassen die beiden Steckplätze die gleiche Menge an IR. Die Umgebungsmenge strahlt von außen, von Wänden oder vom Raum usw. Aus.
Wenn ein menschlicher Körper oder ein Tier vorbeikommt, fängt es den ersten Schlitz des PIR-Sensors ab. Dies bewirkt eine positive Differenzänderung zwischen den beiden Halbierungen. Wenn ein menschlicher Körper den Erfassungsbereich verlässt, erzeugt der Sensor eine negative Differenzialänderung zwischen den beiden Halbierungen. Der Infrarotsensor selbst ist in einem hermetisch abgedichteten Metall untergebracht, um Feuchtigkeit / Temperatur / Lärm / Störfestigkeit zu verbessern. Es gibt ein Fenster, das aus typischerweise beschichtetem Siliziummaterial besteht, um das Sensorelement zu schützen.
PIR-Sensor funktioniert
Eine Bewegungserkennungsschaltung mit PIR-Sensor
Im obigen Abschnitt haben wir die Pinbelegung eines PIR-Sensors kennengelernt. Lassen Sie uns nun eine einfache Anwendung des PIR-Sensors untersuchen. Das folgende Diagramm zeigt eine Bewegungsmelder-PIR-Sensorschaltung . In Gegenwart einer menschlichen IR-Energie oder Strahlung erfasst der Infrarotsensor die Energie und wandelt sie sofort in winzige elektrische Impulse um, die ausreichen, um die zu aktivieren Transistor BC547 in Leitung und um seinen Kollektor niedrig zu machen.
Bewegungserkennungsschaltung mit PIR-Sensor
Als Komparator ist der IC741 eingerichtet, der aus 8 Pins besteht. Dabei ist der Pin3 als Referenzeingang und der Pin2 als Sensoreingang zugeordnet. Wenn der Kollektoranschluss des Transistors niedrig wird, wird der Potentialstift2 des IC niedriger als der Potentialstift3. Sofort wird der Ausgang des IC hoch und der Relaistreiber, der aus einem anderen Transistor und einem anderen Relais besteht, wird ausgelöst. Das Relais löst das Alarmgerät aus und schaltet es ein, das an den Stromkreis angeschlossen ist.
Der Kondensator 100uF / 25V stellt sicher, dass das Relais auch nach dem Ausschalten des passiven Infrarotsensors eingeschaltet bleibt, möglicherweise aufgrund des Austritts der Strahlungsquelle. Das PIR-Sensorgerät muss ordnungsgemäß in einer Fresnellinsenabdeckung eingeschlossen sein, um sicherzustellen, dass seine Effizienz ausreichend verbessert wird.
PIR-sensorgestützte Projekte mit Abstracts
Durch das Verständnis der Verwendung und der Einschränkungen von Sensoren erhalten Sie eine klare Vorstellung von der Entwicklung der Projekte. Fortgeschrittene Projekte wie SCADA, Fuzzy-Logik-Steuerung , Datenerfassung nimmt in der Regel an eingebettete Systeme Für diese Projekte sind Kenntnisse in Softwaredomänen erforderlich, insbesondere in der Sprache C. Nachfolgend finden Sie Details zu einigen auf passiven Infrarotsensoren basierenden Projekten mit Beschreibung.
PIR-Sensor-basiertes automatisches Türöffnungssystem
Das Hauptziel dieses Projekts ist das Öffnen und Schließen von Türen an Orten, an denen die Anwesenheit einer Person obligatorisch ist - beispielsweise in Hotels, Einkaufszentren, Theatern usw. Dieses Projekt besteht aus einem PIR-Sensor, der die Anwesenheit des menschlichen Körpers erfasst und Impulse an den sendet 8051 Mikrocontroller . Dieser Mikrocontroller steuert den Motortreiber, indem er geeignete Impulse an seinen Eingang sendet und Pins aktiviert.
Sicherheitsalarmsystem basierend auf PIR-Sensor
Die Hauptabsicht dieses Projekts ist es, Sicherheit zu bieten. Dieses Projekt basiert auf einem PIR-Sensor mit einer integrierten Schaltung, die eine Sirene erzeugt. Dieser Sensor erfasst die vom Menschen emittierte Infrarotstrahlung und gibt dann einen digitalen Ausgang aus. Dieser digitale Ausgang wird an den UM3561-IC angelegt. Somit erzeugt es den Ton, wenn ein menschlicher Körper erkannt wird. Der UM3561-IC ist ein ROM-IC, der mehrere Sirenentöne wie Feuerwehrautosirenen, Krankenwagensirenen, Maschinengewehrgeräusche und Polizeisirenen erzeugt.
Menschlicher Erkennungsroboter mit PIR-Sensor
Der menschliche Erkennungsroboter, der den PIR-Sensor verwendet, erkennt hauptsächlich Menschen und basiert auf einem 8-Bit-Mikrocontroller . Ein passiver Infrarotsensor zur Erkennung der Menschen und dieses Projekt dient hauptsächlich zur Rettung von Personen, die während des Erdbebens in Trümmern stecken. Es bringt im Grunde genommen Menschen, die unter Trümmern stecken, an die Oberfläche und rettet sie so effektiv.
Schrittmotorsteuerung auf Basis eines PIR-Sensors
Das Hauptziel dieses Projekts ist die Steuerung eines Schrittmotors mithilfe eines PIR-Sensors. Dieses Projekt basiert hauptsächlich auf dem Robotertechnologie . Diese Technologie wird hauptsächlich für fortgeschrittene Anwendungen verwendet. In diesem Projekt wird ein interner PIR-Sensor für eine hervorragende Leistung verwendet Einbruchmeldeanlagen , Lichtschalter, Besucherüberwachung und Roboter. In der Robotik sind Schrittmotoren weit verbreitet und bieten kontinuierliche Rotation sowie erstaunliche Präzision.
Daher wurde ein Überblick über die Grundlagen des PIR-Sensors und seine Anwendungen diskutiert. Diese Sensoren werden in vielen Anwendungen eingesetzt, z. B. bei der Echtzeitüberwachung einschließlich der körperlichen Gesundheit. elektronische Sicherheitssysteme usw. Abgesehen davon, für jede Hilfe zu diesem Thema oder sensorgestützte Projektideen können Sie uns kontaktieren, indem Sie im Kommentarbereich unten einen Kommentar abgeben.
Bildnachweis:
- PIR-Sensor Arbeiten von Luft
- PIR-Sensor von in Bewegung
