راه اندازی سنسور PIR با استفاده از آردینو

راه اندازی سنسور PIR در این پروژه هدف ماست، ما در مورد سنسور PIR و نحوه استفاده از آن به عنوان سنسور حرکت از طریق آموزشArduino یاد خواهیم گرفت. با بررسی این پروژه، می‌توانید بفهمید که سنسور PIR چگونه کار می‌کند و چگونه یک سنسور PIR را به آردینو وصل کنید. ​

اگر بدانید یک سنسور PIR چگونه کار می‌کند، می‌توانید پروژه‌های جالب و حتی پیچیده تری داشته باشید. ​

حسگر PIR یا حسگر مادون‌قرمز یک ابزار الکترونیکی است که نور مادون‌قرمز ساطع شده توسط اشیا در منطقه قابل‌مشاهده را اندازه‌گیری می‌کند. اصطلاح “پسیو” در سنسور PIR نشان می‌دهد که سنسور در واقع هیچ نور مادون‌قرمز منتشر نمی‌کند بلکه به طور پسیو نوری را که توسط اشیا اطرافش منتشر می‌شود، شناسایی می‌کند. ​

هر شی با دمای سطحی بزرگ‌تر از صفر مطلق گرما را به شکل تابش مادون‌قرمز منتشر می‌کند. انسان‌ها نمی‌توانند این تابش را ببینند چون تابش‌ها در طول‌موج مادون‌قرمز هستند. ​

اما سنسورهای PIR این تابش‌ها را شناسایی می‌کنند و آن‌ها را به سیگنال‌های الکتریکی مناسب تبدیل می‌کنند. ​

سنسور PIR

​​​​​​​​یک سنسور PIR معمولی شبیه چیزی است که در تصویر زیر نشان‌داده شده‌است. برای اتصال با دستگاه‌های خارجی، آن تنها سه پین به نام‌های VCC، دیجیتال out (‏Data)‏و GNP D دارد. ​

در بالای صفحه سنسور، نوع ویژه‌ای از لنز به نام لنز فرنل وجود دارد که سنسور فروالکتریک را پوشش می‌دهد. کار لنز فرنل متمرکز کردن تمام اشعه مادون‌قرمز بر روی سنسور فروالکتریک است. ​

اگر به پشت برد سنسور PIR نگاه کنید، کل مدار در آنجا قرار گرفته‌است. مغز ماژول سنسور PIR، آشکارساز حرکت BIS0001 است. در نزدیکی این IC، ما دو پتانسیومتر داریم، یکی برای تنظیم حساسیت و دیگری برای تنظیم زمان تاخیر است. ​

با استفاده از تنظیم حساسیت ، شما می‌توانید محدوده میدان دید را کنترل کنید و در سنسور ما، تا ۷ متر است. با استفاده از تنظیمات تاخیر، می‌توانید مدت زمانی که یک شی در حال حرکت تشخیص داده می‌شود را کنترل کنید. ​

سنسور PIR چگونه کار می‌کند؟

​​​​​​​​سنسورهای PIR از بسیاری از سنسورهای دیگر پیچیده‌تر هستند. سنسور حرکت PIR ممکن است وقتی که کار میکند ساده به نظر برسد چون تمام کاری که شما باید انجام دهید این است که هر زمان حرکت شناسایی می‌شود یک سیگنال زیاد بر روی پین خروجی دیجیتال سنسور چک کنید. ​

اما، در داخل، جریان زیادی وجود دارد و ورودی و خروجی سنسور به متغیرهای متعددی وابسته هستند. ​

سنسور PIR واقعی یعنی آن که با یک لنز پوشش داده می‌شود، متشکل از دو شیار است و هر دوی این شکاف‌ها از مواد حساس IR ساخته شده‌اند. تحت شرایط نرمال که در آن هیچ حرکتی در جلوی سنسور وجود ندارد، هر دو شکاف در سنسور مقدار مشابه اشعه مادون‌قرمز را شناسایی می‌کنند. ​

هنگامی که حرکت در جلوی سنسور وجود دارد، مانند یک انسان یا یک گربه، تابش آن‌ها ابتدا توسط یکی از اسلات‌ها تفسیر می‌شود و خروجی بین دو شیار مثبت می‌شود. ​

با دور شدن فرد، شکاف دوم تابش را تشخیص می‌دهد و خروجی منفی می‌شود. براساس این پالس‌های خروجی، یک حرکت تشخیص داده می‌شود. ​

آزمایش سنسور PIR

​​​​​​​​از آنجا که پین خروجی سنسور PIR  دیجیتال میباشد ، یا به صورت خاموش و یا روشن است، می‌توانید یک مدار ساده برای تست سنسور PIR بسازید.

​​​​​​​​مدار اول شامل یک سنسور PIR و یک LED است. هنگامی که سنسور PIR حرکات را تشخیص می‌دهد، LED روشن می‌شود. مدتی که LED روشن است را می توان با کمک پتانسیومتر زمان تنظیم کرد. ​

یک مدار تست سنسور PIR مشابه در زیر نشان‌داده شده‌است . بازر زمانی فعال خواهد شد که سنسور هر حرکتی را تشخیص دهد.

​​​​​​​کنترل سنسور حرکت PIR با استفاده از Arduino

​​​​​​​​بیایید یک پروژه حسگر حرکت یا آشکارساز حرکت کوچک را با استفاده از Arduino و PIR بسازیم. در این پروژه، سنسور PIR هر حرکتی را در مقابل خود تشخیص می‌دهد و به Arduino پیام میدهد . هر زمان که هر حرکتی شناسایی شود، آردینو یک زنگ هشدار را به شکل یک بازر فعال خواهد کرد. ​

این مدار یک مدار اصلی و پر کاربرد نیست اما ایده‌ای در مورد نحوه ارتباط یک سنسور PIR با آردینو و این که چگونه می‌توانیم آردینو را برای استفاده از داده‌ها از سنسور PIR استفاده کنیم و دستگاه‌های خروجی دیگر مانند رله، ماژول GSM، بافر و غیره را راه‌اندازی کنیم، می‌دهد. ​

شکل مدار

​​​​​​​​

اجزا لازم است

​​​​​​​​آردینو UNO

سنسور PIR

بازر 5 ولت

 برد برد

 سیم اتصال

 باتری

طراحی مدار

​​​​​​​​طراحی سنسور حرکت PIR با استفاده از آردینو بسیار ساده است. ماژول سنسور PIR دارای سه پین است: VCC، دیجیتال اوت و GNP D. VCC و GNP D را به ترتیب به + ۵ V و GNP D متصل کنید. سپس پین خروجی دیجیتال سنسور PIR را به پین دیجیتال ۸ آردینو متصل کنید. ​

همانطور که ما نیاز داریم تا تشخیص حرکت توسط سنسور را نشان دهیم، یک buzzer را به Pin ۱۱ از Arduino متصل کنید. ​

نکته: زنگ مستقیما به آردینو متصل است. من پیشنهاد می‌کنم که آن را از طریق یک ترانزیستور همانطور که در مدار تست نشان‌داده شده‌است، متصل کنید. ​

کار بر روی آشکارساز حرکت سنسور PIR

کار این پروژه بسیار ساده است. هنگامی که سیستم روشن می‌شود، Arduino منتظر خروجی سنسور PIR است. کالیبراسیون به این صورت است:

بر روی ۱۰ ثانیه تنظیم شود و در طول این زمان، هیچ حرکتی نباید در مقابل سنسور PIR وجود داشته باشد. ​

بعد از کالیبراسیون، سنسور PIR آماده شناسایی هر گونه حرکت در مقابل آن خواهد بود. اگر سنسور PIR هر حرکتی را تشخیص دهد، پین خروجی دیجیتال آن، که به پین 8   آردینو متصل است، روشن خواهد شد. ​

آردینو این سیگنال روشن را شناسایی کرده و بازر را فعال می‌کند.

​​​​​​​​

​​​​​​رابط حسگر Arduino PIR را می توان در محدوده وسیعی از پروژه ها پیاده‌سازی کرد اما مهم‌ترین آن سیستم تشخیص حرکت است. انواع سیستم‌های امنیت خانگی را می توان با استفاده از Arduino و PIR پیاده‌سازی کرد. ​

​کد پروژه

int buzzer = 11;
int sensor = 8;
int led = 13;
void setup() 
{
  pinMode(buzzer, OUTPUT);
  pinMode(sensor, INPUT);
  pinMode(led, OUTPUT);
  
  digitalWrite(buzzer,LOW);
  digitalWrite(sensor,LOW);
  
  digitalWrite(led,LOW);


  while(millis()<13000)
  {
    digitalWrite(led,HIGH);
    delay(50);
    digitalWrite(led,LOW);
    delay(50);
  }
  digitalWrite(led,HIGH);
  
}


void loop() 
{
  if(digitalRead(sensor)==HIGH)
  {
   digitalWrite(buzzer,HIGH);
   delay(3000);
   digitalWrite(buzzer,LOW); 
   while(digitalRead(sensor)==HIGH);
  }


}

در نهایت لازم به ذکر است شما از این پروژه میتوانید برای ساخت یک دزدگیر هوشمند استفاده کنید. همین طور از این سنسورها میتوانید در ساخت یک پروژه لامپ روشنایی هوشمند نیز استفاده کنید که به عنوان مثال با تشخیص حرکت شما یک لامپ را روشن نماید و پس از مدتی آن را خاموش کند. در مباحث مربوط به اینترنت اشیا نیز این سنسور کاربرد زیادی دارد و همین طور ساخت ربات با این سنسور در برخی مدلهای ربات هوشمند امکان پذیر است که میتوانید در بخش آموزش رباتیک این موارد را در مقاله های بعدی پیگیری کنید.

اخذ نمایندگی رباتیک صنایع آموزشی چالیک

افراد و موسسات علاقمند به فعالیت در زمینه رباتیک میتوانند درخواست اخذ نمایندگی رباتیک خود را برای ما ارسال کنند تا در صورت تایید مدارک ایشان به عنوان عضوی از خانواده بزرگ چالیک در محل خود مشغول به فعالیت شوند. شما میتوانید هم به صورت حقیقی و هم به صورت حقوقی اقدام به دریافت نمایندگی از صنایع آموزشی چالیک نمایید و شاهد یک رشد بسیار خوب در میزان درآمد خود باشید. ما همواره تلاش داریم تا با استفاده از به روزترین روش های آموزشی و اشتراک این متدها با نمایندگان خود در جهت نوسازی صنایع آموزشی و بروزرسانی آن گام برداریم و این باعث میشود تا مخاطبین شما همواره در بستری جذاب و مهارت محور در کنار شما به ارتقا مهارت های خود بپردازند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر میتوانید با کارشناسان ما در حوزه نمایندگی ارتباط بگیرید تا شما را در تمام مسیر همراهی کنند. همچنین لازم به ذکر است ما خود را متعهد به ارائه دوره های آموزشی به نمایندگان خود میدانیم که کارشناسان شما با شرکت در این دوره ها میتوانند به عنوان یک نیروی متخصص در مرکز شما مشغول به فعالیت شوند

​