Schaltplan des Arduino Nano-Bewegungssensors. Bewegungssensor mit Arduino, HC-SR04 und LED. Ändern der Pulszeit und der Zeit zwischen den Pulsen
Übersicht über den Weltraumsensor HC-SR501
Das auf dem pyroelektrischen Effekt basierende Bewegungs- (oder Anwesenheits-) Sensormodul HCSR501 besteht aus einem 500BP PIR-Sensor (Abb. 1) mit zusätzlicher galvanischer Isolierung auf dem BISS0001-Chip und einer Fresnel-Linse, die zur Vergrößerung des Sichtradius und zur Verstärkung des Infrarots verwendet wird Signal (Abb. 2). Das Modul dient zur Erfassung der Bewegung von Objekten, die Infrarotstrahlung aussenden. Das Sensorelement des Moduls ist ein 500 BP PIR-Sensor. Das Funktionsprinzip basiert auf Pyroelektrizität. Dies ist das Phänomen des Auftretens eines elektrischen Feldes in Kristallen, wenn sich ihre Temperatur ändert.Der Sensorbetrieb wird vom BISS0001-Chip gesteuert. Auf der Platine befinden sich zwei Potentiometer, mit Hilfe des ersten wird die Objekterkennungsentfernung eingestellt (von 3 bis 7 m), mit Hilfe des zweiten - die Verzögerung nach der ersten Betätigung des Sensors (5 - 300 Sek.). Das Modul hat zwei Modi - L und H. Der Betriebsmodus wird mit einem Jumper eingestellt. Der L-Modus ist ein einzelner Betriebsmodus, wenn ein sich bewegendes Objekt erkannt wird, wird ein hoher Signalpegel am OUT-Ausgang für die durch das zweite Potentiometer eingestellte Verzögerungszeit gesetzt. Während dieser Zeit reagiert der Sensor nicht auf sich bewegende Objekte. Dieser Modus kann in Sicherheitssystemen verwendet werden, um der Sirene ein Alarmsignal zu geben. Im H-Modus wird der Sensor jedes Mal ausgelöst, wenn eine Bewegung erkannt wird. Dieser Modus kann verwendet werden, um die Beleuchtung einzuschalten. Beim Einschalten wird das Modul kalibriert, die Kalibrierdauer beträgt ca. eine Minute, danach ist das Modul betriebsbereit. Installieren Sie den Sensor vorzugsweise entfernt von offenen Lichtquellen.
Abbildung 1. PIR-Sensor 500BP
Abbildung 2. Fresnel-Linse
Technische Daten HC-SR501
- Versorgungsspannung: 4,5-20 V
- Stromaufnahme: 50 mA
- Ausgangsspannung AUS: HIGH - 3,3 V, LOW - 0 V
- Erkennungsintervall: 3-7m
- Verzögerungsdauer nach dem Auslösen: 5 - 300 Sek
- Betrachtungswinkel bis zu 120
- Sperrzeit bis zur nächsten Messung: 2,5 Sek.
- Betriebsarten: L - Einzelbetrieb, H - Betrieb bei jedem Ereignis
- Betriebstemperatur -20 bis +80C
- Abmessungen 32 x 24 x 18 mm
Verbinden eines Infrarot-Bewegungssensors mit einem Arduino
Das Modul hat 3 Ausgänge (Abb. 3):- VCC - Stromversorgung 5-20 V;
- GND - Masse;
- OUT - digitaler Ausgang (0-3,3 V).
Abbildung 3. Pinbelegung und HC-SR501-Setup
Verbinden wir das HC-SR501-Modul mit dem Arduino-Board (Anschlussdiagramm in Abb. 4) und schreiben eine einfache Skizze, die mit einem Tonsignal und einer Nachricht an die serielle Schnittstelle signalisiert, wenn ein sich bewegendes Objekt erkannt wird. Um die Trigger durch den Mikrocontroller zu beheben, verwenden wir externe Interrupts an Eingang 2. Dies ist ein int0-Interrupt.
Abbildung 4. Anschlussdiagramm zum Anschluss des HC-SR501-Moduls an das Arduino-Board
Lassen Sie uns die Skizze aus Listing 1 auf das Arduino-Board hochladen und sehen, wie der Sensor auf Hindernisse reagiert (siehe Abbildung 5). Setze das Modul in den Arbeitsmodus L. Listing 1 // Skizze zur Übersicht des Bewegungs-/Präsenzsensors HC-SR501 // Standort // Kontakt zum Anschluss des Sensorausgangs #define PIN_HCSR501 2 // Triggerflag boolean flagHCSR501=false; // Lautsprecheranschlussstift int soundPin = 9; // Tonsignalfrequenz int freq=587; void setup() ( // serielle Schnittstelle initialisieren Serial.begin(9600); // Unterbrechungsbehandlung starten int0 AttachInterrupt(0, intHCSR501,RISING); ) void loop() ( if (flagHCSR501 == true) ( // Nachricht an die serielle Schnittstelle Serial.println ("Achtung!!!"); // Tonsignal für 5 Sekunden Ton (soundPin, freq, 5000); // Flag flagHCSR501 zurücksetzen = falsch; ) ) // Interrupt void behandeln intHCSR501 () ( // Setzen des Sensor-Trigger-Flags FlagHCSR501 = true; )
Abbildung 5 Serieller Monitorausgang
Mit Potentiometern experimentieren wir mit der Dauer des Signals am Ausgang OUT und der Empfindlichkeit des Sensors (dem Abstand der Fixierung des Objekts).
Anwendungsbeispiel
Lassen Sie uns ein Beispiel für das Senden von SMS erstellen, wenn ein Bewegungs-/Anwesenheitssensor an einem geschützten Objekt ausgelöst wird. Dazu verwenden wir ein GPS / GPRS-Schild. Wir benötigen folgende Angaben:- Arduino Uno-Board
- GSM/GPRS-Schild
- npn-Transistor, zum Beispiel C945
- Widerstand 470 Ohm
- Lautsprecher 8 Ohm 1W
- Drähte
Abbildung 6. Anschlussplan
Wenn der Sensor ausgelöst wird, rufen wir das Verfahren zum Senden von SMS mit einer Textnachricht auf Um zehnAktion!!! an die TELEFONNUMMER. Der Inhalt der Skizze ist in Listing 2 dargestellt. Das GSM/GPRS-Shield verbraucht im SMS-Sendemodus bis zu 2 A, daher verwenden wir eine externe 12-V-2-A-Stromversorgung. Listing 2 // Skizze 2 zur Übersicht des Bewegungs-/Anwesenheitssensors HC-SR501 // Senden von SMS bei Auslösung des Sensors // Standort // Kontakt zum Anschluss des Sensorausgangs #define PIN_HCSR501 2 // Triggerflag boolean flagHCSR501 false; // Lautsprecheranschlussstift int soundPin = 9; // Tonsignalfrequenz int freq=587; // SoftwareSerial-Bibliothek #include
Häufig gestellte Fragen FAQ
1. Das Modul funktioniert nicht, wenn sich das Objekt bewegt- Überprüfen Sie, ob das Modul richtig angeschlossen ist.
- Stellen Sie den Schaltabstand mit dem Potentiometer ein.
- Stellen Sie die Signaldauerverzögerung mit dem Potentiometer ein.
- Setzen Sie den Jumper auf Einzelbetriebsmodus L.
Mit PIR-Sensoren (Passiv-Infrarot-Sensoren) können Sie Bewegungen erfassen.
Wird sehr oft in Alarmanlagen verwendet. Diese Sensoren sind klein, kostengünstig, verbrauchen wenig Energie, sind einfach zu bedienen und unterliegen praktisch keinem Verschleiß. Neben PIR werden solche Sensoren als pyroelektrische und Infrarot-Bewegungssensoren bezeichnet.
Pirloelektrischer Bewegungssensor - allgemeine Informationen
PIR-Bewegungssensoren bestehen im Wesentlichen aus einem pyroelektrischen Sensorelement (zylindrischer Teil mit einem rechteckigen Kristall in der Mitte), der die Stärke der Infrarotstrahlung erfasst. Alles um uns herum gibt ein geringes Maß an Strahlung ab. Je höher die Temperatur, desto höher der Strahlungspegel. Der Sensor ist eigentlich in zwei Teile geteilt. Denn für uns ist nicht die Höhe der Strahlung wichtig, sondern direkt das Vorhandensein von Bewegung in seiner Empfindlichkeitszone. Die beiden Teile des Sensors sind so aufgebaut, dass, wenn eine Hälfte mehr Strahlung aufnimmt als die andere, die Ausgabe entweder hoch oder niedrig ist.
Das Modul selbst, auf dem der Bewegungssensor installiert ist, besteht auch aus zusätzlichen elektrischen Leitungen: Sicherungen, Widerständen und Kondensatoren. Die meisten preiswerten PIR-Sensoren verwenden preiswerte BISS0001-Chips ("Micro Power PIR Motion Detector IC"). Dieser Chip nimmt eine externe Strahlungsquelle wahr und führt eine minimale Signalverarbeitung durch, um sie von der analogen in die digitale Form umzuwandeln.
Eines der Grundmodelle pyroelektrischer Sensoren dieser Klasse sieht so aus:
Neuere Modelle von PIR-Sensoren haben zusätzliche Ausgänge für zusätzliche Konfiguration und vorinstallierte Anschlüsse für Signal, Strom und Masse:
PIR-Sensoren eignen sich hervorragend für Projekte, die die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Person in einem bestimmten Arbeitsbereich erkennen müssen. Zusätzlich zu den oben aufgeführten Vorteilen solcher Sensoren haben sie einen großen Empfindlichkeitsbereich. Beachten Sie jedoch, dass pyroelektrische Sensoren Ihnen keine Informationen darüber geben, wie viele Personen sich in der Nähe befinden und wie nahe sie sich am Sensor befinden. Darüber hinaus können sie an Haustieren arbeiten.
Allgemeine technische Informationen
Diese Spezifikationen gelten für PIR-Sensoren, die im Adafruit-Shop verkauft werden. Das Funktionsprinzip ähnlicher Sensoren ist ähnlich, obwohl die technischen Spezifikationen abweichen können. Bevor Sie also mit einem PIR-Sensor arbeiten, lesen Sie dessen Datenblatt.
- Form: Rechteck;
- Preis: ca. 10,00 $ im Adafruit Store;
- Ausgangssignal: digitaler Impuls hoch (3 V), wenn Bewegung vorhanden ist, und digitales Signal niedrig, wenn keine Bewegung vorhanden ist. Die Impulslänge hängt von den Widerständen und Kondensatoren auf dem Modul selbst ab und ist bei verschiedenen Sensoren unterschiedlich;
- Empfindlichkeitsbereich: bis zu 6 Meter. Betrachtungswinkel 110° x 70°;
- Stromversorgung: 3 V - 9 V, aber die beste Option ist 5 Volt;
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Das Funktionsprinzip von pyroelektrischen (PIR) Bewegungssensoren
PIR-Sensoren sind nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint. Der Hauptgrund ist die große Anzahl von Variablen, die seine Ein- und Ausgangssignale beeinflussen. Um die Grundlagen der Funktionsweise von PIR-Sensoren zu erklären, verwenden wir die folgende Abbildung.
Der pyroelektrische Bewegungssensor besteht aus zwei Hauptteilen. Jedes Teil enthält ein spezielles Material, das für Infrarotstrahlung empfindlich ist. In diesem Fall beeinträchtigen die Linsen den Betrieb des Sensors nicht besonders, sodass wir zwei Empfindlichkeitsbereiche des gesamten Moduls sehen. Im Ruhezustand des Sensors detektieren beide Sensoren die gleiche Strahlungsmenge. Beispielsweise kann es sich um die Strahlung eines Raumes oder einer Außenumgebung handeln. Wenn ein warmblütiges Objekt (Mensch oder Tier) vorbeikommt, durchquert es die Empfindlichkeitszone des ersten Sensors, wodurch zwei unterschiedliche Strahlungswerte auf dem PIR-Sensormodul erzeugt werden. Verlässt eine Person die Empfindlichkeitszone des ersten Sensors, werden die Werte angeglichen. Es sind die Änderungen in den Messwerten der beiden Sensoren, die aufgezeichnet werden und am Ausgang HIGH- oder LOW-Impulse erzeugen.
PIR-Sensor-Design
Die empfindlichen Elemente des PIR-Sensors sind in einem hermetischen Metallgehäuse installiert, das vor Außengeräuschen, Temperaturänderungen und Feuchtigkeit schützt. Das Rechteck in der Mitte besteht aus einem Material, das Infrarotstrahlung durchlässt (normalerweise ein Material auf Silikonbasis). Hinter dieser Platte befinden sich zwei empfindliche Elemente.
Abbildung aus dem Murata-Datenblatt:
Abbildung aus RE200B-Datenblatt:
Die Abbildung aus dem RE200B-Datenblatt zeigt zwei empfindliche Elemente:
Die obige Abbildung zeigt das interne Anschlussschema.
Linsen
Infrarot-Bewegungssensoren sind in ihrem Aufbau nahezu identisch. Die Hauptunterschiede sind die Empfindlichkeit, die von der Qualität der empfindlichen Elemente abhängt. Dabei spielt die Optik eine wesentliche Rolle.
Die obige Abbildung zeigt ein Beispiel für eine Kunststofflinse. Das bedeutet, dass der Empfindlichkeitsbereich des Sensors aus zwei Rechtecken besteht. Aber in der Regel müssen wir große Betrachtungswinkel bieten. Dazu können Sie Objektive verwenden, die denen von Kameras ähneln. In diesem Fall sollte die Linse für den Bewegungssensor klein, dünn und aus Kunststoff sein, obwohl sie die Messungen verrauscht. Daher verwenden die meisten PIR-Sensoren Fresnel-Linsen (Abbildung aus dem Sensors Magazine):
Fresnel-Linsen konzentrieren die Strahlung und erweitern den Empfindlichkeitsbereich von Pyrosensoren erheblich (Abbildung von BHlens.com)
Abbildung aus Cypress Appnote 2105:
Jetzt haben wir einen viel größeren Empfindlichkeitsbereich. Gleichzeitig erinnern wir uns daran, dass wir zwei empfindliche Elemente haben und nicht so sehr zwei große Rechtecke brauchen, sondern eine große Anzahl kleiner Empfindlichkeitszonen. Dazu wird die Linse in mehrere Abschnitte unterteilt, von denen jeder eine separate Fresnel-Linse ist.
In der folgenden Abbildung sehen Sie die einzelnen Abschnitte - Fresnel-Linsen:
Beachten Sie in dieser Makroaufnahme, dass die Textur der einzelnen Linsen unterschiedlich ist:
Dadurch entsteht eine ganze Reihe sensibler Bereiche, die miteinander interagieren.
Bilder aus dem NL11NH-Datenblatt:
Unten ist eine weitere Zeichnung. Heller, aber weniger informativ. Beachten Sie auch, dass die meisten Sensoren ein Sichtfeld von 110 Grad haben, nicht 90.
Abbildung von IR-TEC:
Anschluss des PIR-Bewegungssensors
Die meisten Infrarot-Bewegungssensormodule haben drei Anschlüsse auf der Rückseite. Die Pinbelegung kann variieren, also vor dem Anschließen prüfen! Üblicherweise werden neben den Anschlüssen entsprechende Beschriftungen angebracht. Ein Stecker geht an Masse, der zweite liefert das uns interessierende Signal von den Sensoren, der dritte - Masse. Die Versorgungsspannung beträgt typischerweise 3-5 Volt DC. Teilweise gibt es aber auch Sensoren mit einer Versorgungsspannung von 12 Volt. Einige große Sensoren haben keinen separaten Signalstift. Stattdessen wird ein Relais mit Masse, Strom und zwei Schaltern verwendet.
Für einen Prototyp Ihres Geräts mit Infrarot-Bewegungssensor ist es praktisch, eine Platine zu verwenden, da die meisten dieser Module drei Anschlüsse haben, deren Abstand genau für die Löcher im Steckbrett berechnet wird.
In unserem Fall entspricht das rote Kabel der Stromversorgung, das schwarze der Masse und das gelbe dem Signal. Wenn Sie die Kabel falsch anschließen, fällt der Sensor nicht aus, aber er funktioniert nicht.
Prüfung des PIR-Bewegungssensors
Bauen Sie die Schaltung gemäß dem obigen Bild zusammen. Dadurch wird, wenn der PIR-Sensor eine Bewegung erkennt, am Ausgang ein HIGH-Signal erzeugt, das 3,3 V entspricht, und die LED leuchtet.
Bitte beachten Sie, dass sich der pyroelektrische Sensor „stabilisieren“ muss. Legen Sie die Batterien ein und warten Sie 30-60 Sekunden. Während dieser Zeit kann die LED blinken. Warten Sie, bis das Blinken aufhört und Sie anfangen können, mit den Armen zu winken und um den Sensor herumzugehen, während Sie die LED aufleuchten sehen!
Sensor-Neustart-Einstellung
Der pyroelektrische Bewegungssensor hat mehrere Tinkturen. Wir werden uns zuerst mit "Neustart" befassen.
Schauen Sie nach dem Anschließen auf die Rückseite des Moduls. Die Anschlüsse müssen in der oberen linken Ecke L installiert werden, wie in der Abbildung unten gezeigt.
Bitte beachten Sie, dass bei dieser Anschlussmöglichkeit die LED nicht dauerhaft leuchtet, sondern sich ein- und ausschaltet, wenn Sie sich ihr nähern. Dies ist die Option „nicht retriggernd“.
Stellen Sie nun den Stecker auf Position H. Nach dem Testen stellt sich heraus, dass die LED konstant leuchtet, wenn sich jemand im Empfindlichkeitsbereich des Sensors bewegt. Dies ist der Neustartmodus.
Die folgende Abbildung stammt aus dem Datenblatt des Sensors BISS0001:
In den meisten Fällen ist der "Neustart"-Modus (Stecker in Position H, wie in der Abbildung unten gezeigt) besser.
Empfindlichkeit einstellen
Viele Infrarot-Bewegungssensoren, auch die von Adafruit, haben ein kleines Potentiometer, um die Empfindlichkeit einzustellen. Drehen des Potentiometers im Uhrzeigersinn erhöht die Empfindlichkeit des Sensors.
Ändern der Pulszeit und der Zeit zwischen den Pulsen
Wenn wir PIR-Sensoren betrachten, sind zwei "Verzögerungszeiten" wichtig. First time -Tx: Wie lange die LED an bleibt, nachdem eine Bewegung erkannt wurde. Bei vielen pyroelektrischen Modulen wird diese Zeit durch ein eingebautes Potentiometer gesteuert. Das zweite Zeitintervall ist Ti: wie lange die LED garantiert nicht leuchtet, wenn keine Bewegung stattgefunden hat. Das Ändern dieses Parameters ist nicht so einfach, möglicherweise benötigen Sie dafür einen Lötkolben.
Werfen wir einen Blick auf das BISS-Datenblatt:
Sensoren von Adafruit haben ein Potentiometer mit der Aufschrift TIME. Dies ist ein variabler Widerstand mit einem Widerstandswert von 1 Megaohm, der zu den 10-kOhm-Widerständen hinzugefügt wird. Kondensator C6 hat eine Kapazität von 0,01 Mikrofarad, also:
Tx = 24576 x (10 kOhm + RZeit) x 0,01 uF
Wenn sich das Rtime-Potentiometer in der Position „Null“ befindet – vollständig gegen den Uhrzeigersinn – (0 Megaohm):
Tx = 24576 x (10 kΩ) x 0,01 uF = 2,5 Sekunden (ca.) Wenn der Rtime-Poti ganz im Uhrzeigersinn gedreht ist (1 Megaohm):
Tx = 24576 x (1010 kΩ) x 0,01 uF = 250 Sekunden (ca.)
In der mittleren Position von RTime beträgt die Zeit etwa 120 Sekunden (zwei Minuten). Das heißt, wenn Sie die Bewegung eines Objekts einmal pro Minute verfolgen möchten, drehen Sie das Potentiometer um 1/4 Umdrehung.
Für ältere/andere Modelle von PIR-Sensoren
Wenn Ihr Sensor keine Potentiometer hat, können Sie mit Widerständen einstellen.
Wir interessieren uns für die Widerstände R10 und R9. Leider wissen die Chinesen viel zu tun. Einschließlich verwirrter Inschriften. Die obige Abbildung zeigt ein Beispiel, das zeigt, dass R9 mit R17 verwechselt wird. Verfolgen Sie die Verbindung auf dem Datenblatt. R10 ist mit Pin 3 verbunden, R9 ist mit Pin 7 verbunden.
Zum Beispiel:
Tx ist = 24576 * R10 * C6 = ~1,2 Sekunden
R10 = 4,7 K und C6 = 10 Nanofarad
Ti = 24 * R9 * C7 = ~1,2 Sekunden
R9 = 470 K und C7 = 0,1 Mikrofarad
Sie können die Verzögerungszeit ändern, indem Sie verschiedene Widerstände und Kondensatoren installieren.
Anschließen des PIR-Bewegungssensors an Arduino
Lassen Sie uns ein Programm zum Lesen von Werten von einem pyroelektrischen Bewegungssensor schreiben. Das Anschließen des PIR-Sensors an den Mikrocontroller ist einfach. Der Sensor gibt ein digitales Signal aus, so dass Sie nur das HIGH- (Bewegung erkannt) oder LOW- (keine Bewegung) Signal vom Arduino-Pin lesen müssen.
Vergessen Sie dabei nicht, den Stecker auf Position H zu stellen!
Legen Sie 5 Volt an den Sensor an. Die Erde ist mit der Erde verbunden. Verbinden Sie danach den Signalstift vom Sensor mit dem digitalen Stift des Arduino. In diesem Beispiel wird Pin 2 verwendet.
Das Programm ist einfach. Tatsächlich überwacht es den Zustand von Pin 2. Nämlich: welches Signal darauf liegt: LOW oder HIGH. Außerdem wird eine Meldung eingetragen, wenn sich der Zustand des Pins ändert: Bewegung oder keine Bewegung.
* Überprüfen Sie den PIR-Bewegungssensor
int ledPin = 13; // den Pin für die LED initialisieren
int EingangPin = 2; // Initialisieren Sie den Pin, um ein Signal vom pyroelektrischen Bewegungssensor zu erhalten
int pirState = NIEDRIG; // Starte das Programm, vorausgesetzt, es gibt keine Bewegung
Intervall = 0; // Variable zum Lesen des Pin-Status
PinMode (ledPin, AUSGANG); // LED als AUSGANG deklarieren
PinMode (EingangPin, INPUT); // den Sensor als INPUT deklarieren
Serial.begin (9600);
val = digitalRead (inputPin); // den Wert vom Sensor lesen
if (val == HIGH) ( // prüfen, ob der gelesene Wert HIGH ist
digitalWrite (ledPin, HIGH); // LED einschalten
if (pirState == NIEDRIG) (
// wir haben gerade eingeschlossen
Serial.println ( "Bewegung erkannt!");
pirState=HIGH;
digitalWrite (ledPin, LOW); // LED ausschalten
if (pirState == HIGH)(
// Wir haben es gerade ausgeschaltet
Serial.println ( "Bewegung beendet!");
// Wir zeigen die Änderung, nicht den Zustand, auf dem seriellen Monitor an
Vergessen Sie nicht, dass nicht immer ein Mikrocontroller benötigt wird, um mit einem pyroelektrischen Sensor zu arbeiten. Manchmal kann man mit einem einfachen Relais auskommen.
Mit PIR-Sensoren (Passiv-Infrarot-Sensoren) können Sie Bewegungen erfassen. Wird sehr oft in Alarmanlagen verwendet. Diese Sensoren sind klein, kostengünstig, verbrauchen wenig Energie, sind einfach zu bedienen und unterliegen praktisch keinem Verschleiß. Neben PIR werden solche Sensoren als pyroelektrische und Infrarot-Bewegungssensoren bezeichnet.
Es war notwendig, ein Paar Sensoren für den Heimgebrauch in ihrem Handwerk zu kaufen, die auf LED-Hintergrundbeleuchtung basieren.
Da meine Verbrauchsströme relativ gering sind und die Versorgungsspannung 12 V beträgt, wurden kompakte pyroelektrische Infrarot-Bewegungssensoren im Gehäuse angeschafft.
Paket: 
Ich bestellte zwei Sensoren mit der Möglichkeit, die Lichtempfindlichkeit einzustellen: 
Sensoren unterstützen Strom von 12 bis 24 Volt. Sie haben bereits etwa 30 cm lange Standarddrähte mit Eingangs- und Ausgangsbuchsen mit einem 2,1-mm-Mittelstift angelötet, und das ist ein großes Plus. Sie müssen nichts löten, schließen Sie einfach das Netzteil an und verwenden Sie: 
Die Sensoren selbst sind recht kompakt. Aussehen: 
Maße: 
Um an das Board und die Einstellungen zu gelangen, müssen Sie das Gehäuse öffnen. Hintere Abdeckung an Riegeln, mit einem Schraubendreher abhebeln: 
Die Bezahlung sieht so aus: 
Ich habe ein Diagramm dieses Geräts gefunden, die Bewertungen können unterschiedlich sein, aber im Allgemeinen ist es richtig, um das Wesentliche der Arbeit zu verstehen: 
Hier sehen wir einen Spannungsregler am Eingang, um die Mikroschaltung mit Strom zu versorgen: 
Übrigens, hier ist das Datenblatt dieses Elements, es ist ersichtlich, dass unterschiedliche Markierungen unterschiedliche stabilisierte Ausgangsspannungen bedeuten. Der Hauptpunkt ist aber, dass er eine Eingangsspannung von bis zu 24 Volt unterstützt, weshalb diese nicht überschritten werden sollte. 
Außerdem befindet sich gemäß dem Schema am Ausgang ein Feldeffekttransistor, der der Schlüssel in der Leistungslastschaltung ist: 
Das Datenblatt listet einen maximalen Dauerstrom bei normaler Raumtemperatur von 15A auf, aber da wir keine Transistorkühlung haben, sind wir in der Leistungsabgabe begrenzt.
Das Herzstück des Geräts ist der Chip Biss0001. Dieser Chip nimmt eine externe Strahlungsquelle wahr und führt eine minimale Signalverarbeitung durch, um sie von der analogen in die digitale Form umzuwandeln: 
Ein PIR-Bewegungssensor besteht im Wesentlichen aus einem pyroelektrischen Sensorelement (einem zylindrischen Teil mit einem rechteckigen Kristall in der Mitte), das den Grad der Infrarotstrahlung erfasst. Der Sensor ist eigentlich in zwei Teile geteilt. Denn für uns ist nicht die Höhe der Strahlung wichtig, sondern direkt das Vorhandensein von Bewegung in seiner Empfindlichkeitszone. Die beiden Teile des Sensors sind so aufgebaut, dass, wenn eine Hälfte mehr Strahlung aufnimmt als die andere, die Ausgabe entweder hoch oder niedrig ist. 
Nun direkt zu den Anpassungen. Ich habe das Gerät eingerichtet, dementsprechend geworfen, was und wohin ich mich wenden soll: 
Die Zeit ist einstellbar von 1 Sekunde bis 500 Sekunden. Wenn der Schieber vollständig herausgeschraubt ist, blinkt das Licht nur.
In Bezug auf die Schwelle zum Einschalten des Sensors habe ich experimentell festgestellt, dass diese Spannung bei 11,5 Volt liegt. Wenn sie niedriger ist, schaltet sich der Sensor einfach nicht ein: 
Aus dem Diagramm geht hervor, dass die Ausgangsspannung des Sensors kleiner oder gleich der Eingangsspannung ist. Ich habe es auf 12V eingestellt. liegt ein Fehler in Form einer ungenauen Angabe der Stromversorgung vor, daher ist der Verbrauch des Sensors selbst natürlich geringer: 
Im Standby-Modus verbraucht der Sensor 84 μA und die Ausgangsspannung beträgt 170 mV. 
Um ehrlich zu sein, ist das Einrichten des Sensors bei entfernter Platine sehr umständlich, also habe ich Löcher in die hintere Abdeckung gebohrt, und das ist viel besser: 
Schaltplan gesammelt, alles eingerichtet: 
Geprüft:
Der Sensor funktioniert jetzt seit zwei Tagen, ich habe den zweiten auf die Hintergrundbeleuchtung des Kopfhörerständers gelegt, und ich mag es, dass er im Gegensatz zum vorherigen, der mit 220 V funktionierte, größer war und auf das Relais klickte, dieser ist mehr kompakt und natürlich leise.
Die maximale Reichweite habe ich nicht gemessen, aber in einer Wohnung ab 3 Metern geht es auf jeden Fall
Bin ich mit meinem Kauf zufrieden? Ein komplettes, hochwertig verarbeitetes Gerät.
Was uns gefallen hat:
+ Vollständig anpassbare Betriebsart
+ Mindesteigenverbrauch
+ Hochwertige Verarbeitung und Kompaktheit
+ Lückenlose Übersichtlichkeit der Bedienung
+ Vorhandensein von Kabeln mit Steckdosen
Was nicht gefallen hat:
- Fehlender direkter Zugriff auf die Einstellungen ohne Parsing des Falls (solid)
- Befestigungsösen sind sehr klein (aber es ist besser, auf doppelseitigem Klebeband wie 3M zu montieren)
Die weiße Sensorkappe ragt aus dem schwarzen Gehäuse heraus, ist aber in der Option ohne Lichtsensor schwarz.
Das ist alles. 
In diesem Tutorial zeigen wir Ihnen, wie Sie einen Bewegungssensor mit einem Ultraschallsensor (HC-SR04) herstellen, der die LED jedes Mal einschaltet. Komponenten für diese Lektion können in jedem gut sortierten Geschäft und eventuell auf unserer Website bestellt werden.
Die Lektion ist für Anfänger geeignet, wird aber auch für erfahrenere Ingenieure interessant sein.
Nachfolgend finden Sie die gesamte Liste der Komponenten, die uns für unsere Lektion nützlich sein werden.
1 x Arduino-Board (wir haben Arduino Uno verwendet)
1 x LED (LED, Farbe egal)
1 x Widerstand / Widerstand 220 Ohm
1 x Entwicklungsplatine
1 x Arduino-USB-Kabel
1 x 9V Batterie mit Clip (optional)
6 x führt
Schritt 2: Positionieren der Teile
Verbinden Sie zuerst den Ultraschallsensor und die LED auf dem Steckbrett. Verbinden Sie das kurze LED-Kabel (Kathode) mit dem GND-Pin (Masse) des Sensors. Installieren Sie dann den Widerstand in derselben Reihe wie das längere LED-Kabel (Anode), damit sie verbunden sind.
Schritt 3: Verbinden der Teile
Jetzt müssen Sie einige Drähte auf der Rückseite des Sensors anschließen. Es gibt vier Pins - VCC, TRIG, ECHO und GND. Nach dem Einführen der Drähte müssen Sie die folgenden Verbindungen herstellen:
Das Widerstandsende zum digitalen Pin Ihrer Wahl, denken Sie daran, es später im Code zu ändern.
Sensoren -> Arduino
VCC -> 5V (Strom)
TRIG -> 5*
ECHO -> 4*
GND -> GND (Masse)
* - kann mit zwei beliebigen digitalen Arduino-Pins verbunden werden, stellen Sie nur sicher, dass Sie sie später im Code ändern.
Jetzt können Sie Ihren Arduino mit einem USB-Kabel an Ihren Computer anschließen. Öffnen Sie die Arduino-Software und laden Sie den Code herunter, den Sie unten finden. Die Konstanten sind kommentiert, sodass Sie genau wissen, was sie tun, und sie möglicherweise ändern können.
Const int ledPin = 6; // LED-Digitalausgang const int trigPin = 5; // Digitaler Ausgang zum Anschluss von TRIG const int echoPin = 4; // Digitaler Ausgang zum Anschluss von ECHO const int ledOnTime = 1000; // Zeit, die die LED eingeschaltet bleibt, nachdem eine Bewegung erkannt wurde (in Millisekunden, 1000 ms = 1 s) const int trigDistance = 20; // Abstand (und kleinerer Wert), bei dem der Sensor ausgelöst wird (in Zentimetern) Int Dauer; int-Abstand; void setup () ( pinMode (ledPin, OUTPUT); pinMode (trigPin, OUTPUT); pinMode (echoPin, INPUT); ) void loop () ( digitalWrite (trigPin, LOW); digitalWrite (trigPin, HIGH); Verzögerung (1) ; digitalWrite(trigPin, LOW); Dauer = pulseIn(echoPin, HIGH); Distanz = Dauer * 0,034 / 2; if (Distanz<= trigDistance) { digitalWrite(ledPin, HIGH); delay(ledOnTime); digitalWrite(ledPin, LOW); } delay(100); }
Schritt 5: Endergebnis (Video)
Das Endergebnis des Bewegungssensors und seiner Funktionsweise ist im folgenden Video zu sehen.
Alles gute Projekte!
Das Thema der heutigen Lektion ist ein Bewegungssensor auf Basis des pyroelektrischen Effekts (PIR, Passiv-Infrarot-Bewegungssensor). Solche Sensoren werden häufig in Sicherheitssystemen und im Alltag verwendet, um Bewegungen in einem Raum zu erkennen. Das Prinzip der Bewegungserkennung basiert beispielsweise auf dem automatischen Einschalten des Lichts im Eingangsbereich oder im Badezimmer. Pyroelektrische Sensoren sind recht einfach, kostengünstig und unprätentiös in Installation und Wartung. Übrigens gibt es noch andere Möglichkeiten, Bewegungen zu erkennen. Heutzutage werden zunehmend Computer-Vision-Systeme eingesetzt, um Objekte und ihre Bewegungsbahn zu erkennen. In denselben Sicherheitssystemen werden Laserdetektoren verwendet, die ein Alarmsignal geben, wenn der Strahl gekreuzt wird. Es werden auch Wärmebildsensoren verwendet, die nur die Bewegung von Lebewesen erfassen können.
1. Das Funktionsprinzip von pyroelektrischen Bewegungssensoren
Pyroelektrika sind Dielektrika, die bei Temperaturänderung ein elektrisches Feld erzeugen. Basierend auf Pyroelektrika werden Temperatursensoren hergestellt, beispielsweise LHI778 oder IRA-E700. Jeder solcher Sensor enthält zwei empfindliche Elemente mit einer Größe von 1 × 2 mm, die mit entgegengesetzter Polarität verbunden sind. Und wie wir später sehen werden, hilft uns das Vorhandensein von genau zwei Elementen, Bewegung zu erkennen. So sieht der IRA-E700-Sensor von Murata aus.
In dieser Lektion arbeiten wir mit dem Bewegungssensor HC-SR501, der über einen solchen pyroelektrischen Sensor verfügt. Von oben ist das Pyroelektrikum von einer Halbkugel umgeben, die in mehrere Segmente unterteilt ist. Jedes Segment dieser Kugel ist eine Linse, die die Wärmestrahlung auf verschiedene Bereiche des PIR-Sensors fokussiert. Häufig wird als Linse eine Fresnel-Linse verwendet. 
Das Funktionsprinzip des Bewegungssensors ist wie folgt. Nehmen wir an, der Sensor ist in einem leeren Raum installiert. Jedes empfindliche Element erhält eine konstante Strahlungsdosis, was bedeutet, dass die Spannung an ihnen einen konstanten Wert hat (linke Abbildung). 
Sobald eine Person den Raum betritt, tritt sie zunächst in das Sichtfeld des ersten Elements ein, was zum Auftreten eines positiven elektrischen Impulses auf diesem führt (mittlere Abbildung). Eine Person bewegt sich und ihre Wärmestrahlung durch die Linsen trifft auf das zweite PIR-Element, das einen negativen Impuls erzeugt. Die elektronische Schaltung des Bewegungssensors registriert diese multidirektionalen Impulse und schließt daraus, dass eine Person in das Sichtfeld des Sensors geraten ist. Am Ausgang des Sensors wird ein positiver Impuls erzeugt (Bild rechts). 2. Einrichten des HC-SR501
In dieser Lektion verwenden wir das Modul HC-SR501. Dieses Modul ist sehr verbreitet und wird aufgrund seiner geringen Kosten in vielen Heimwerkerprojekten verwendet. Der Sensor hat zwei variable Widerstände und einen Jumper zum Einstellen des Modus. Eines der Potentiometer steuert die Empfindlichkeit des Geräts. Je größer es ist, desto weiter „sieht“ der Sensor. Die Empfindlichkeit wirkt sich auch auf die Größe des erkannten Objekts aus. Sie können beispielsweise einen Hund oder eine Katze von der Auslösung ausschließen.
Das zweite Potentiometer stellt die Reaktionszeit ein T
. Erkennt der Sensor eine Bewegung, erzeugt er einen positiven Impuls der Länge T
. Das dritte Steuerelement schließlich ist ein Jumper, der den Sensormodus umschaltet. Schwanger L
Der Sensor zählt T
ab der ersten Operation. Nehmen wir an, wir wollen das Licht im Badezimmer steuern. Beim Betreten des Raums löst eine Person den Sensor aus und das Licht wird genau für eine Weile eingeschaltet T
. Am Ende des Zeitraums kehrt das Ausgangssignal in seinen ursprünglichen Zustand zurück und der Sensor gibt den nächsten Trigger aus. Schwanger H
Sensor beginnt mit der Zeitmessung T
jedes Mal, nachdem eine Bewegung erkannt wurde. Mit anderen Worten, jede menschliche Bewegung setzt den Countdown-Timer zurück. T
. Standardmäßig befindet sich der Jumper im Zustand H
.
3. Anschließen des HC-SR501 an Arduino Uno
Für den Anschluss an einen Mikrocontroller oder direkt an ein Relais verfügt der HC-SR501 über drei Pins. Wir verbinden sie wie folgt mit dem Arduino:| HC-SR501 | Masse | VCC | AUS |
| Arduino Uno | Masse | +5V | 2 |
Layout-Erscheinungsbild
Programm Wie bereits erwähnt, erzeugt der digitale Ausgang des Sensors HC-SR501 bei Auslösung einen hohen Signalpegel. Lassen Sie uns ein einfaches Programm schreiben, das "1" an die serielle Schnittstelle sendet, wenn der Sensor eine Bewegung gesehen hat, und ansonsten "0". const int movPin = 2 void setup () ( Serial.begin (9600); pinMode (movPin, INPUT); ) void loop () ( int val = digitalRead (movPin); Serial.println (val); delay (100); ) Wir laden das Programm auf Arduino und überprüfen die Funktion des Sensors. Sie können die Sensoreinstellungen optimieren und sehen, wie sich dies auf den Betrieb auswirkt. 4. Lichtsteuerung basierend auf Bewegungssensor
Der nächste Schritt ist das automatische Beleuchtungssystem. Um die Beleuchtung im Raum zu steuern, müssen wir der Schaltung ein Relais hinzufügen. Wir werden ein Relaismodul mit Optokopplerschutz verwenden, über das wir bereits in einer der Lektionen (einer Lektion über Relais) geschrieben haben. Aufmerksamkeit! Diese Schaltung beleuchtet die Lampe aus einem 220-Volt-Netz. Es wird empfohlen, alle Verbindungen sieben Mal zu überprüfen, bevor der Stromkreis an das Stromnetz des Haushalts angeschlossen wird. Schaltplan
Layout-Erscheinungsbild
Programm Lassen Sie uns nun ein Programm schreiben, das, wenn der Sensor ausgelöst wird, das Relais und damit die Beleuchtung im Raum einschaltet. const int movPin = 2; const int relPin = 3; void setup () (Serial.begin (9600); pinMode (movPin, INPUT); pinMode (relPin, OUTPUT); ) void loop () (int val = digitalRead (movPin); if (val) digitalWrite (relPin, HIGH) ; sonst digitalWrite(relPin, LOW); ) Wir laden das Programm auf Arduino, schließen die Schaltung vorsichtig an das Haushaltsnetz an und prüfen die Funktion des Sensors. Fazit Bewegungssensoren sind überall um uns herum. Dank Sicherheitssystemen sind sie in fast jedem Raum zu finden. Wie wir herausgefunden haben, sind sie sehr einfach zu bedienen und können problemlos in jedes Arduino- oder Raspberry Pi-Projekt integriert werden. Hier sind einige Situationen und Orte, an denen ein Bewegungssensor nützlich sein kann: - automatisches Einschalten des Lichts im Hauseingang, im Bad und WC, vor der Eingangstür zum Zimmer;
- Alarm im Innen- und Außenbereich;
- automatische Türöffnung;
- automatische Aktivierung der Überwachungskamera.