Hướng dẫn cảm biến chuyển động PIR với Arduino : Trong dự án này, chúng ta sẽ tìm hiểu về Cảm biến PIR và cách nó có thể được sử dụng làm Cảm biến chuyển động thông qua Hướng dẫn sử dụng cảm biến PIR Arduino. Qua dự án này, bạn có thể hiểu cách hoạt động của Cảm biến PIR và cách kết nối Cảm biến PIR với Arduino.

Chúng tôi đã thực hiện một dự án sử dụng Arduino, Cảm biến PIR và Mô-đun GSM được gọi là Hệ thống an ninh gia đình dựa trên GSM sử dụng Arduino. Nếu bạn hiểu cách hoạt động của Cảm biến PIR, thì bạn có thể có nhiều dự án thú vị như vậy và thậm chí là những dự án phức tạp hơn.

Tổng quát Hướng dẫn cảm biến chuyển động PIR với Arduino

Cảm biến PIR hoặc cảm biến hồng ngoại thụ động là một thiết bị điện tử đo ánh sáng hồng ngoại (IR) do các đối tượng phát ra trong vùng có thể quan sát được. Thuật ngữ ‘Thụ động’ trong Cảm biến PIR chỉ ra rằng cảm biến thực sự không phát ra bất kỳ ánh sáng hồng ngoại nào mà là phát hiện thụ động nó được phát ra bởi các vật thể xung quanh.

Mọi vật thể, với nhiệt độ bề mặt của nó lớn hơn độ không tuyệt đối tức là -273 ⁰ C đều phát ra nhiệt dưới dạng bức xạ hồng ngoại. Con người không thể nhìn thấy bức xạ này vì bức xạ có bước sóng hồng ngoại.

Nhưng Bộ cảm biến PIR phát hiện những bức xạ này và thay đổi chúng thành tín hiệu điện thích hợp.

Cảm biến PIR

Cảm biến PIR điển hình trông giống như cảm biến được hiển thị trong hình dưới đây. Để kết nối với các thiết bị bên ngoài, nó chỉ có ba chân là VCC, Digital OUT (Dữ liệu) và GND.

Trên đầu bảng cảm biến, có một loại thấu kính đặc biệt được gọi là Fresnal Lens đang che phủ Cảm biến Pyro Electro thực tế. Công việc của Fresnal Lens là tập trung tất cả bức xạ hồng ngoại vào cảm biến nhiệt điện.

Nếu bạn nhìn vào mặt sau của bảng Cảm biến PIR, toàn bộ mạch điện được đặt ở đó. Bộ não của Mô-đun cảm biến PIR là IC phát hiện chuyển động PIR BISS0001. Gần IC này, chúng ta có hai chiết áp, một để điều chỉnh Độ nhạy và một để điều chỉnh thời gian trễ.

Sử dụng Điều chỉnh độ nhạy, bạn có thể kiểm soát phạm vi trường xem và trong cảm biến của chúng tôi, nó lên đến 7 mét. Sử dụng Điều chỉnh thời gian trễ, bạn có thể kiểm soát khoảng thời gian mà Ngõ ra kỹ thuật số sẽ ở mức CAO khi phát hiện một đối tượng chuyển động.   

Cảm biến PIR hoạt động như thế nào?

Cảm biến PIR phức tạp hơn hầu hết các cảm biến khác. Cảm biến chuyển động PIR có vẻ đơn giản khi thực hiện vì tất cả những gì bạn cần làm là kiểm tra tín hiệu CAO trên Chân ra kỹ thuật số của cảm biến bất cứ khi nào phát hiện chuyển động.

Tuy nhiên, bên trong, có rất nhiều điều đang diễn ra và đầu vào và đầu ra của cảm biến phụ thuộc vào một số biến.

Cảm biến PIR thực tế tức là cảm biến được bao phủ bởi một thấu kính, bao gồm hai khe và cả hai khe này đều được tạo thành từ vật liệu IR Sensitive. Trong điều kiện bình thường, nơi không có chuyển động phía trước của cảm biến, cả hai khe trong Cảm biến đều phát hiện lượng bức xạ hồng ngoại như nhau.

Khi có chuyển động ở phía trước của cảm biến, như người hoặc mèo, bức xạ của chúng được giải thích bởi một trong các khe trước và đầu ra chênh lệch giữa hai khe trở nên dương.

Khi người đó di chuyển ra xa, khe thứ hai phát hiện ra bức xạ và đầu ra vi sai sẽ trở nên âm. Dựa trên các xung đầu ra này, một chuyển động được phát hiện.

Kiểm tra cảm biến PIR

Vì Chân ra kỹ thuật số của Cảm biến PIR là CAO hoặc THẤP dựa trên chuyển động được phát hiện, bạn có thể xây dựng một mạch đơn giản để kiểm tra Cảm biến PIR.

Mạch đầu tiên bao gồm Cảm biến PIR và đèn LED. Khi Cảm biến PIR phát hiện chuyển động, đèn LED sẽ BẬT. Thời lượng đèn LED BẬT có thể được điều chỉnh với sự trợ giúp của POT Điều chỉnh Độ trễ.

Một mạch thử nghiệm Cảm biến PIR tương tự được hiển thị bên dưới nhưng nó bao gồm một bộ rung. Để điều khiển bộ rung, có thể sử dụng Transistor NPN như BC547 hoặc 2N2222. Bộ rung sẽ được kích hoạt khi cảm biến phát hiện bất kỳ chuyển động nào.  

Cảm biến PIR Arduino: Cảm biến chuyển động PIR sử dụng Arduino

Hãy để chúng tôi tạo một dự án Cảm biến chuyển động hoặc Máy dò chuyển động nhỏ bằng cách sử dụng Arduino và PIR Sensor. Trong dự án này, Cảm biến PIR phát hiện bất kỳ chuyển động nào phía trước nó và báo hiệu cho Arduino. Bất cứ khi nào phát hiện ra bất kỳ chuyển động nào, Arduino sẽ kích hoạt cảnh báo dưới dạng Buzzer.

Mạch này không thực hiện một thiết kế chính nhưng đưa ra ý tưởng về cách giao diện Cảm biến PIR với Arduino và làm thế nào để chúng ta có thể sử dụng Arduino dữ liệu từ Cảm biến PIR và điều khiển các thiết bị đầu ra khác hoặc tải như rơ le, Mô-đun GSM, bộ rung Vân vân.   

Sơ đồ mạch

Thành phần bắt buộc

• Arduino UNO 
• Cảm biến PIR 
• Bộ rung 5V 
• Breadboard 
• Kết nối dây 
• Nguồn cấp

Thiết kế mạch

Thiết kế của Cảm biến chuyển động PIR sử dụng Arduino rất đơn giản. Mô-đun cảm biến PIR có ba chân: VCC, Digital Out và GND. Kết nối VCC và GND với + 5V và GND tương ứng. Sau đó kết nối Chân ra kỹ thuật số của cảm biến PIR với chân I / O kỹ thuật số 8 của Arduino.

Vì chúng ta cần cho biết cảm biến phát hiện chuyển động, hãy kết nối bộ rung với Chân 11 của Arduino.

LƯU Ý : Buzzer được kết nối trực tiếp với Arduino. Tôi đề nghị bạn kết nối nó thông qua một bóng bán dẫn như được hiển thị trong mạch thử nghiệm. 

Code Hướng dẫn cảm biến chuyển động PIR với Arduino

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);
}

}

Hoạt động của cảm biến chuyển động PIR với Arduino

Công việc của dự án này rất đơn giản. Khi hệ thống được bật nguồn, Arduino đợi Cảm biến PIR được hiệu chỉnh. Khoảng thời gian hiệu chuẩn được đặt thành 10 giây và trong thời gian này, không được có chuyển động trước Cảm biến PIR.

Sau khi hiệu chuẩn, Cảm biến PIR sẽ sẵn sàng phát hiện bất kỳ chuyển động nào trước mặt nó. Nếu Cảm biến PIR phát hiện bất kỳ chuyển động nào, chân Digital Out của nó, được kết nối với Pin 8 của Arduino sẽ trở nên CAO.

Arduino sẽ phát hiện Tín hiệu CAO này và kích hoạt bộ rung. 

Các ứng dụng

• Giao diện cảm biến Arduino PIR có thể được triển khai trong nhiều loại dự án nhưng điều quan trọng là Hệ thống phát hiện chuyển động.
• Nhiều Hệ thống An ninh Gia đình có thể được triển khai bằng Arduino và PIR Sensor.