Sa post na ito, susuriin namin ang datasheet ng PIR o Pyroelectric Infrared Radial Sensor HC-SR501. Mauunawaan natin para sa anong layunin ang paggamit ng PIR sensor? Ang pangunahing pagpapatakbo ng pag-trigger, mga detalye ng koneksyon ng pin, mga teknikal na pagtutukoy at sa wakas ay titingnan namin ang ilang mga application ng totoong buhay.

Magsisimula kami sa pamamagitan ng pag-unawa sa tunay na unit ng sensor ng PIR na naka-install sa loob karaniwang mga module ng PIR at alamin ang panloob na mga katangian, mga detalye ng pinout at mga panloob na detalye sa pagtatrabaho.

Ano ang isang PIR Sensor?

Ang PIR ay nangangahulugang Pyroelectic Infrared Radial Sensor o Passive Infrared Sensor. Ang PIR ay isang elektronikong sensor na nakakakita ng mga pagbabago sa infrared na ilaw sa ilang distansya at nagbibigay ng isang de-koryenteng signal sa output nito bilang tugon sa isang napansin na signal ng IR. Maaari itong tuklasin ang anumang infrared emitting na bagay tulad ng mga tao o hayop kung ito ay ang saklaw ng sensor, o gumagalaw mula sa saklaw, o gumagalaw sa loob ng saklaw ng sensor.
Ang module ng sensor ng PIR ay maaaring nahahati sa dalawang bahagi ng isang infrared na sensitibong kristal at ang circuit ng pagproseso.

Paglalarawan ng PIR na sensitibong kristal:

Ang madilim na bahagi ng metal kung saan nakalagay ang sensitibong kristal ng IR, maaaring makita ng sensitibong kristal ang antas ng infrared sa paligid. Ito ay talagang nakalagay sa dalawang pyroelectic sensor para sa pagtuklas ng mga gumagalaw na bagay. Kung ang isa sa mga sensitibong kristal ay nakakakita ng pagbabago sa infrared (pagtaas o pagbawas) kaysa sa iba pang sensitibong kristal, ang output ay ma-triggered.

Ang isang hugis ng plastik na istraktura ng simboryo ay karaniwang nakalagay sa sensitibong kristal na ito na gumaganap bilang lens upang ituon ang ilaw ng infrared sa mga sensor.

Paano gumagana ang PIR

Ang pagpapatakbo ng sensing ng isang pyroelectric infrared sensor ay batay sa pag-aari o katangian na nagiging responsable para sa pagbabago ng polariseytasyon ng materyal nito bilang tugon sa mga pagbabago sa temperatura.

Gumagamit ang mga sensor na ito ng dalawahan o isang pares ng mga elemento ng sensing para sa pag-sensing ng mga signal ng IR sa dalawang hakbang, na tinitiyak ang isang walang palya na pagtuklas sa pamamagitan ng pagkansela ng mga hindi nais na pagkakaiba-iba ng temperatura sa loob ng umiiral na yugto ng EMI. Ang proseso ng pang-dalawang hakbang na sensing ay nagpapabuti ng pangkalahatang katatagan ng sensor at tumutulong na makita ang mga signal ng IR mula lamang sa pagkakaroon ng tao.

Kapag ang isang tao o isang nauugnay na mapagkukunan ng IR ay lumipat sa isang sensor ng PIR, ang radiation ay pinuputol sa pares ng mga elemento ng sensing sa isang kahaliling paraan, na nagpapalitaw ng output upang makabuo ng isang pares ng ON / OFF o mataas at mababang pulso, tulad ng inilalarawan sa sumusunod na form ng alon:

“kahulugan ng pantulong na metal oxide semiconductor ”

Ipinapakita ng sumusunod na magaspang na simulate ng Gif kung paano tumugon ang isang sensor ng PIR sa isang gumagalaw na tao at bubuo ng isang maikling maikling matalim na pulso sa kabuuan ng mga output na humahantong para sa kinakailangang pagproseso o pagpapalit ng isang naaangkop na naka-configure na yugto ng relay

Panloob na Layout ng isang PIR

Ipinapakita ng sumusunod na pigura ang panloob na layout o ang pagsasaayos sa loob ng isang karaniwang PIR sensor.

Panloob na komposisyon, layout at pagsasaayos ng PIR Sensor

Sa kaliwa maaari naming makita ang isang pares ng mga IR sensing element na konektado sa serye. Ang itaas na dulo ng seryeng ito ay konektado sa gate ng isang nakapaloob na FET na kumikilos bilang isang maliit na amplifier ng signal ng IR. Ang Rg pull down risistor ay nagbibigay ng kinakailangang standby zero na lohika sa FET upang matiyak na mananatili itong ganap na naka-OFF nang walang signal ng IR.

Kapag ang isang gumagalaw na signal ng IR ay napansin ng pares ng mga elemento ng sensing, bumubuo ito ng isang kaukulang pares ng hi at mababang mga signal ng lohika tulad ng tinalakay sa itaas:

Ang mga pulso na ito ay naaangkop na pinalakas ng FET at kinopya sa output pin para sa karagdagang pagproseso ng isang nakakabit na circuitry.

Ang nauugnay na mga yugto ng EMI kasama ang kapasitor ay nagbibigay ng labis na pagsala sa proseso, upang makagawa ng isang malinis na hanay ng mga pulso sa ipinahiwatig na output pin ng PIR.

Pag-set up ng Pagsubok para sa PIR Sensor

Ang sumusunod na imahe ay nagpapakita ng isang karaniwang pag-set up ng pagsubok ng PIR sensor. Ang output at Vss pin (negatibong pin) ng PIR ay konektado sa isang panlabas na pull down resistor, ang Vdd pin ay ibinibigay ng isang 5V supply.

Ang isang itim na katawan ng stationery ay bumubuo ng kinakailangang katumbas na infrared radiation para sa sensor ng PIR sa pamamagitan ng mekanismo ng chopper. Ang plate ng chopper ay halili na pinuputol ang mga signal ng IR na ginaya ang isang gumagalaw na target ng IR.

Ang tinadtad na signal ng IR na ito ay tumama sa sensor ng PIR na bumubuo ng tinukoy na mga pulso sa output pin nito, na angkop na pinalakas sa pamamagitan ng isang opamp para sa pagsusuri sa isang saklaw.

Ang Mga Kundisyon ng Ideyal na Pagsubok para sa na-set up sa itaas ay makikita sa ibaba:

Pagbabalanse ng output ng Sensing Element

Dahil ang isang mekanismo ng dual sensing ay ginagamit sa mga PIR, kinakailangan upang matiyak na ang pagpoproseso sa pamamagitan ng pares ng mga lente ay wastong nabalanse.

Ang mga elemento ng sensing ay nasubok at naaangkop na na-configure sa pamamagitan ng pagsusuri sa kani-kanilang solong boltahe ng output output (SSOV) sa pamamagitan ng sumusunod na pormula:

Libra: | Va - Vb | / (Va + Vb) x 100%
Kung saan, Va = Sensitivity ng panig A (mV rurok hanggang sa rurok)
Vb = Sensitivity side B (rurok ng mV hanggang rurok)

Pangunahing Mga pagtutukoy

Ang pangunahing pantukoy sa teknikal at mga parameter ng dimensyon ng isang PIR sensor ay maaaring malaman mula sa mga sumusunod na detalye:

Paggamit ng PIR Inside Modules

Ngayon ay mahahanap mo ang mga module ng PIR na mayroong isang sensor ng PIR na isinama sa dalubhasang circuit ng pagproseso at lente. Pinahuhusay nito ang pagganap ng maraming mga kulungan ng PIR at pinapayagan ang end user na maipakitang mahusay na na-optimize, pinalakas na output mula sa module.

Ang output na ito ngayon ay kailangan lamang i-configure sa isang yugto ng relay para sa kinakailangang paglipat ng ON / OFF ng isang pagkarga bilang tugon sa pagkakaroon ng tao sa buong itinakdang zone.

Ang circuit sa loob ng karaniwang mga module ay binubuo ng IC BISS0001 na partikular na idinisenyo para sa mga application ng pagtuklas ng paggalaw. Ibinibigay ang dalawang mga knobs, isa para sa pag-aayos ng pagiging sensitibo ng modyul at isa pang knob ay para sa pag-aayos ng haba ng oras kung gaano katagal ang output ay dapat manatiling HIGAS matapos ma-trigger ang modyul.

Ngayon ay siyasatin natin ang mga teknikal na detalye ng PIR sensor HC-SR501.

Operating Boltahe:

Ang HC-SR501 ay mula 5 V hanggang 20 V, na gumagawa ng mahusay na kakayahang umangkop para sa mga circuit designer.

Kasalukuyang pagkonsumo:

Ang HC-SR501 ay isang aparato na madaling gamitin ng baterya ang kasalukuyang pagkonsumo nito ay 65 mA kapag nakita nito ang anumang pagbabago sa ilaw ng IR.

Boltahe ng Output:

Kapag nakita ng modyul ang isang paggalaw ng infrared ang output ay napapataas sa 3.3 V, kung ang module ay walang nakita na paggalaw ay bababa ito o 0 V pagkatapos ng isang takdang panahon.

Oras ng pagkaantala:

Ibinibigay ang isang hawakan ng pinto upang ayusin ang oras para ang output upang manatili sa TAAS matapos na makita ang IR. Ito ang tagal ng panahon na maaaring ayusin mula 5 segundo hanggang 5 minuto.

Saklaw ng Sensitivity:

Ang anggulo ng lugar ng pagtuklas ay nasa paligid ng 110 degree na kono. Ibinibigay ang isang knob upang ayusin ang pagiging sensitibo na maaari tayong mag-iba mula 3 metro hanggang 7 metro na patayo sa senor. Binabawasan ang pagiging sensitibo sa paggalaw namin sa magkabilang panig ng sensor.

Temperatura ng Pagpapatakbo:

Ang HC-SR501 ay may isang kahanga-hangang temperatura ng operating mula sa -15 hanggang +70 degree Celsius.

Kasalukuyang Quiescent:

Ang kasalukuyang Quiescent ay ang kasalukuyang natupok mula sa supply, kapag ang sensor ay hindi nakakakita ng anumang paggalaw o kapag ito ay walang ginagawa. Gumugugol ito ng mas mababa sa 50 uA, na ginagawang friendly ang baterya ng sensor.

Mga PIR pinout at nag-trigger mode

Mga mode ng pag-trigger:

Ang module ng PIR ay may dalawang mga mode ng pag-trigger: solong gatilyo / di-ulit na mode at ulitin ang pag-trigger. Ang dalawang mga mode na ito ay maaaring ma-access sa pamamagitan ng pagbabago ng posisyon ng jumper na ibinigay sa module.

Single Trigger Mode / Non-ulit na Mode:

Kapag ang sensor ng PIR ay nakatakda sa isang solong mode ng pag-trigger (at ang timer knob / pagkaantala ng oras ay nakatakda sa loob ng 5 segundo (sabihin)), kapag ang isang tao ay napansin ang output ay lumiliko NG TAO sa loob ng 5 segundo at nagiging LOW.

Ulitin ang Mode ng Trigger:

Kapag ang sensor ng PIR ay naka-set sa paulit-ulit na mode ng pag-trigger, kapag nakita ang isang tao ang output ay lumiliko NGIT ang bilang ng timer sa loob ng 5 segundo, ngunit kapag ang isa pang tao ay napansin sa loob ng 5 segundo na iyon ang pag-reset ng timer sa zero at pagbibilang ng isa pang 5 segundo pagkatapos ng ika-2 ang tao ay napansin.

Oras ng Pag-block:

Ang oras ng pag-block ay ang agwat ng oras kung saan ang sensor ay hindi pinagana o hindi makakakita ng paggalaw. Ang oras ng pag-block para sa HC-

Ang SR501 ay 3 segundo bilang default.

Nangyayari ito pagkatapos ng oras ng pagkaantala (na itinakda ng timer knob) ang output ay LOW para sa 3 segundo sa pagitan ng agwat na ito walang kilos na makikita. Matapos ang 3 segundo (LOW) ang sensor ay handa na upang tuklasin muli ang paggalaw.
Sa madaling salita, kapag nakita ng sensor ang paggalaw ang output ay napapataas, ang output ay mananatiling HIGAS ayon sa timer knob (sabihin na 5 segundo), pagkatapos ng 5 segundo ang PIR sensor ay MABABA, ang LOW signal ay mananatili sa 3 segundo anuman ang bago mosyon kung mayroon man.

Mga sukat ng module:

Ang sensor ay sapat na compact upang maitago mula sa pagtingin ng mga tao upang hindi ito makaapekto sa mga dekorasyon atbp Sumusukat ito ng 32 mm x 24 mm.

Laki ng Lensa:

Ang istrakturang puting simboryo na nagsasara ng pyroelectric sensor ay tinatawag na Fresnel lenses, na nagdaragdag ng saklaw ng pagtuklas at mukhang opaque ito. Nagsusukat ito ng 23 mm ang lapad.

Mga Aplikasyon:

• Mga sistema ng seguridad.
• Mga awtomatikong ilaw.
• Industrial Automaton Control.
• Mga awtomatikong pinto.

Maaari mong makita ang ilan sa mga proyekto gamit ang PIR sensor sa site na ito.

Karaniwang PIR Module Circuit

Para sa mga taong mahilig na balak na buuin ang kumpletong module ng PIR kasama ang sensor at isang buong pinalakas na amplifier, ang sumusunod na karaniwang iskematiko ay maaaring gamitin at magamit para sa anumang nauugnay na application ng PIR na batay sa sensor na nagpapalitaw.