Датчик движения на ардуино: Ардуино: инфракрасный датчик движения, ПИР

Содержание

Инфракрасный датчик движения HC-SR501: описание, подключение, схема, характеристики

Модуль датчика движения (или присутствия) HCSR501 на основе пироэлектрического эффекта состоит из PIR-датчика 500BP с дополнительной электрической развязкой на микросхеме BISS0001 и линзы Френеля.

Содержание

Обзор датчика пространства HC-SR501 Модуль датчика движения (или присутствия) HCSR501 на основе пироэлектрического эффекта состоит из PIR-датчика 500BP (рис. 1) с дополнительной электрической развязкой на микросхеме BISS0001 и линзы Френеля, которая используется для увеличения радиуса обзора и усиления инфракрасного сигнала (рис. 2). Модуль используется для обнаружения движения объектов, излучающих инфракрасное излучение. Чувствительный элемент модуля – PIR-датчик 500BP. Принцип его работы основан на пироэлектричестве. Это явление возникновения электрического поля в кристаллах при изменении их температуры.

Управление работой датчика осуществляет микросхема BISS0001. На плате расположены два потенциометра, с помощью первого настраивается дистанция обнаружения объектов (от 3 до 7 м), с помощью второго – задержка после первого срабатывания датчика (5 – 300 сек). Модуль имеет два режима – L и H. Режим работы устанавливается с помощью перемычки. Режим L – режим единичного срабатывания, при обнаружении движущегося объекта на выходе OUT устанавливается высокий уровень сигнала на время задержки, установленное вторым потенциометром. На это время датчик не реагирует на движущиеся объекты. Этот режим можно использовать в системах охраны для подачи сигнала тревоги на сирену. В режиме H датчик срабатывает каждый раз при обнаружении движения. Этот режим можно использовать для включения освещения. При включении модуля происходит его калибровка, длительность калибровки приблизительно одна минута, после чего модуль готов к работе. Устанавливать датчик желательно вдали от открытых источников света.

Рисунок 1. PIR-датчик 500BP

Рисунок 2. Линза Френеля

Технические характеристики HC-SR501

Напряжение питания: 4.5-20 В
Ток потребления : 50 мА
Напряжение на выходе OUT: HIGH – 3,3 В, LOW – 0 В
Интервал обнаружения: 3-7 м
Длительность задержки после срабатывания: 5 — 300 сек
Угол наблюдения до 120
Время блокировки до следующего замера: 2.5сек.
Режимы работы: L — одиночное срабатывание, H — срабатывание при каждом событии
Рабочая температура от -20 до +80C
Габариты 32x24x18 мм

Подключение инфракрасного датчика движения к Arduino Модуль имеет 3 вывода (рис. 3):

VCC — питание 5-20 В;
GND — земля;
OUT — цифровой выход (0-3.3В).

Рисунок 3. Назначение контактов и настройка HC-SR501

Подключим модуль HC-SR501 к плате Arduino (Схема соединений на рис. 4) и напишем простой скетч, сигнализирующий звуковым сигналом и сообщением в последовательный порт, при обнаружении движущегося объекта. Для фиксации срабатываний микроконтроллером будем использовать внешние прерывания на вход 2. Это прерывание int0.

Рисунок 4. Схема соединений подключения модуля HC-SR501 к плате Arduino

Загрузим скетч из листинга 1 на плату Arduino и посмотрим как датчик реагирует на препятствия (см. рис. 5). Модуль установим в режим работы L.

Листинг 1

Рисунок 5. Вывод данных в монитор последовательного порта

С помощью потенциометров экспериментируем с длительностью сигнала на выходе OUT и чувствительностью датчика (расстоянием фиксации объекта).

Пример использования

Создадим пример отправки sms при срабатывании датчика движения/присутствия на охраняемом объекте. Для этого будем использовать GPS/GPRS шилд. Нам понадобятся следующие детали: Соберем схему соединений согласно рис. 6.

Рисунок 6. Схема соединений

При срабатывании датчика вызываем процедуру отправки sms с текстовым сообщением Attention!!! на номер PHONE.

Содержимое скетча представлено в листинге 2. GSM/GPRS шилд в режиме отправки sms потребляет ток до 2 А, поэтому используем внешний источник питания 12В 2А.

Листинг 2

Часто задаваемые вопросы FAQ

1. Модуль не срабатывает при движении объекта

Проверьте правильность подключения модуля.
Настройте потенциометром дистанцию срабатывания.
Настройте потенциометром задержку длительности сигнала.

2. Датчик срабатывает слишком часто

Настройте потенциометром задержку длительности сигнала.
Установите перемычку в режим единичного срабатывания L.

Датчик движения Ардуино

Сегодня я хочу рассказать про такой замечательный датчик как HC-SR501. Как просто, быстро, а главное совсем не трудно собрать на нём устройство, которое может работать и как охранная система, и которое поможет вам сберечь много денег за счёт экономии электроэнергии. Собрать прототип схемы подключения датчика из набора можно за 10-20 минут. Это сможет даже ребёнок, но никто ведь не знает как это просто, а вот удивление гостей и друзей вам обеспечено. Да и сделанное своими руками всегда радует больше чем покупное.

Этот датчик может не только включать свет и экономить электроэнергию. Он так же с небольшими доработками может выполнять разные функции.
Что же можно сделать:

Удобство

Включать свет
вентилятор в туалетной комнате включается при нахождении человека и отключается через определённое время после ухода
Освещать дорожки в саду, не всю ночь, а только когда проходишь рядом
Фонарные столбы

Крыльцо и освещение замочной скважины
Подсветку ступеней лестницы
А можете переходя из одной комнаты в другую слушать музыку
Свет в шкафу или кладовой

Безопасность(в комплекте с другими системами)

Включить тревогу когда будет движение
Отправить SMS
Включить фото и видеосъёмку
Включить голосовое сообщение, напр. “Вы нарушаете закон. Информация об этом отправлена в полицию. Они уже едут.”
Включить замаскированные микрофоны и вести скрытую запись.
и много ещё чего можно сделать

Нам всем иногда приходится ночью, в потьмах, идти на ощупь. Чтобы не разбудить окружающих мы не включаем свет. Вот в такие моменты нас выручит датчик движения, который включит ночник и выключит его тоже сам.

Здесь будет серия статей, где я постараюсь разместить полную информацию про этот датчик, что бы у вас не возникла необходимость обращаться ещё куда- нибудь.

Но в связке с любой из плат Ардуино применение этого датчика просто огромное.

Так что же это такое

Датчик движения Ардуино?

Это PIR датчик. PIR(Passive Infrared) ,что значит «пассивный инфракрасный» датчик. Пассивный – это потому что датчик не излучает, а только принимают излучение. Поэтому такие датчики очень экономичны. Потребления всего 50µА. Работают датчики на основании изменения температур. Любой предмет излучает инфракрасные волны которые не видны человеческому глазу. Человек или животное(даже маленькая кошка) ни кто не пройдёт мимо датчика. Охотникам за приведениями этот датчик не подойдёт -(.

Характеристики датчика движения HC-SR501

Рабочее напряжение: 5V до 20V(может работать и от 4,5V)
Потребляемая мощность в работающем состоянии:50mA
В режиме ожидания <50µА^*
Уровень выходного сигнала: высокий 3,3V (HIGH), низкий 0V (LOW)
Время задержки: регулируется подстроечными резисторами (5 секунд до 5 минут)
Блокировка: 0,2 секунд
Режимы работы:L – не повторяющийся, H – повторяющийся
Дальность срабатывания : от 3 до 7 метров. Если вам нужно срабатывание на маленьком расстоянии, то следует обратить внимание на Ультразвуковой дальномер HC-SR04(от 2см до 3м) или датчик ИК излучения YL-73(от 0,1 см до 10-15 см)
Угол обзора менее 120° (конус)
Рабочая температура: от -15°С до+ 70°С
Размеры платы: 32*24 мм, резьбовое отверстие 28 мм, диаметр винта 2 мм
Линза Френеля^**: диаметр Ø23 мм

Линза Френеля выполнена из пластика в виде полушария состоящим из множества ячеек и если на какой-нибудь из них изменилось состояние, то это вызовет срабатывание датчика движения.

Бесконтактный датчик движения hc sr501 может работать отдельно, сам по себе, но лучше всего его использовать в связке с любой из плат Ардуино , с радиомодулем nRF24L01+ или WiFi модуль ESP8266 ESP07. Тогда можно достичь значительно больших результатов. Подробнее смотрите в Подключении и на странице видео.
При первом включении(подаче напряжения) датчик движения начнёт калиброваться. Приблизительное время 60сек(1мин). После этого датчик готов к работе. Между срабатыванием существует задержка приблизительно 5 секунд, в это время датчик не среагирует на движение, но запомнит его и как только пройдёт время задержки, то он включится даже если и не будет никакого движения. Если для вас это неприемлемо, то можно установить 2 датчика движения и настроить их на разное время срабатывания, например один на 20 сек, а второй на 30 сек.

Вид сверху Вид снизу

Со снятой линзой Френеля

С установленным фоторезистором Регулировка чувствительности и времени

Инфракрасный датчик движения hc sr501 схема подключения

У датчика есть 3 вывода:
VCC + положительный контакт источника питания от 4,5V до 20V
OUT S выходной сигнал с датчика движения есть движение +3,3V(HIGH), нет движения 0V(LOW)
GND – отрицательный контакт источника питания

Расширить сферу применения датчика движения hc sr501 можно добавив всего 1 деталь, Фоторезистор GL5506. Если припаять его на датчик движения, для этого там есть отверстия, то теперь датчик будет срабатывать только если будет темно

***.

Датчик движения можно использовать вместо выключателя света. Это очень удобно, особенно ночью или когда заняты руки.

В режиме ожидания на выходе датчика движения будет 0V(логический ноль). Как только датчик среагирует на какое-нибудь движение то на выходе станет 3,3V(логическая единица). В зависимость от установленного режима H или L режим работы будет разный. Устанавливается перемычкой.
если:
Н – повторяющийся. Датчик не отключится пока есть движение. Когда движение прекратится, то он выключится когда закончится установленное время работы.
L – не повторяющийся. Когда закончится установленное время работы датчик отключится, перейдёт в 0V, даже если будет движение. Затем если датчик “увидит” движение то он снова включится.

Схему подключения датчика движения на 5 вольт можно посмотреть здесь, а на 12 вольт здесь.

Чтобы включать нагрузку на 220 вольт с hc sr501 нужно взять реле. Теперь мы сможем управлять светом, включать вентилятор, включить прожектор на даче или свет на фонарном столбе.

Очень удобно использовать датчик hc sr501 для ночника.

Вот некоторые отзывы о датчике.

Датчик надёжный, простой в использовании. Работает уже примерно год. Ложных срабатываний не было. Илья.
Чувствительный. Срабатывает даже на кошку. Пётр.
Дешёвый, надёжный, незаметный. Установил в подъезде. Работал всю зиму. Евгений.
было ещё много отзывов.

PS
Датчики движения hc sr501 имеют высокую чувствительность, устойчивость к различным помехам, очень надежны, практически отсутствуют ложные срабатывания. И самое главное они НЕДОРОГИЕ. Позволяют сэкономить ваши деньги.

^*Время работы от батарейки в ждущем режиме примерно год. Это в тепличных условиях, на самом деле зависит от многих факторов.

^*^*Линза Френеля — представляет собой оптическую деталь со сложной ступенчатой поверхностью.
^*^**Нет возможности настроить срабатывание датчика от степени освещённость. Если есть такая необходимость, то надо применять совместно с Ардуино.

[video:https://www.youtube.com/watch?v=ESuqam50-CI] [video:https://www.youtube.com/watch?v=q8EshE8bCTU]

Датчик движения HC-SR501 для Arduino

Ардуино: инфракрасный датчик движения, ПИР. Модуль датчика движения (или присутствия) HCSR501 на основе пироэлектрического эффекта состоит из PIR-датчика 500BP с дополнительной электрической развязкой на микросхеме BISS0001 и линзы Френеля.

Датчик движения HC-SR501 для Arduino, пироэлектрический инфракрасный сенсор, зона обнаружения движения 3-7м, угол обзора 120-140грд (зона обнаружения и угол регулируются через настройку чувствительности левым подстроечным резистором), задержка включения от 5 до 300с (регулируется правым подстроечным резистором), питание 5-20В, два режима работы L — сигнал появляется при обнаружении движения в течение заданного интервала и H — сигнал исчезнет только после прекращения движения в заданный интервал времени (режим задается спайкой соответствующей перемычки MD), интерфейс 3pin: VCC — питание, GND — земля, OUT — цифровой выход (логическая единица при срабатывании), размер платы 32×25мм, высота с куполом и элементами 25мм, OEM

На это время датчик не реагирует на движущиеся объекты. Этот режим можно использовать в системах охраны для подачи сигнала тревоги на сирену. В режиме H датчик срабатывает каждый раз при обнаружении движения. Этот режим можно использовать для включения освещения. При включении модуля происходит его калибровка, длительность калибровки приблизительно одна минута, после чего модуль готов к работе. Устанавливать датчик желательно вдали от открытых источников света.

Как сделать датчик движения Arduino своими руками, подключение к Ардуино

У меня есть одна территория, насчёт которой я хотел бы знать, если там кто-нибудь будет проходить. Самый простой способ отслеживания – создать устройство с инфракрасным датчиком движения на Ардуино.

Есть множество примеров того, как заставить самодельный датчик движения работать при помощи шилда Ethernet, но я хотел использовать дешевый новый модуль WiFi ESP8266. И так как этот модуль был новым, то по нему не было достаточной документации и подключение датчика движения к Ардуино своими руками стала настоящим испытанием.

Таким образом, моя цель: сделать датчик движения Arduino, который отправляет данные с ИК-датчика движения через PHP в базу SQL посредством WiFI модуля ESP8266.

Шаг 1: Список материалов

Аналог Ардуино Уно
ИК-датчик движения
Самый дешевый модуль WiFi ESP8266
Провода с джамперами
Макетная плата

Шаг 2: соединяем компоненты

Заметка: в документации к модулю вайфай я обнаружил, что ему нужно больше мощности, чем может обеспечить Ардуино 3.3V, но так как у меня не было вариантов, то я постарался запитать его от порта 3.3V и всё заработало.

Я использовал версию V090 модуля ESP8266 (посмотрите прикреплённое изображение). Так как этот модуль не очень дружит с макетными платами, то её использование необходимо только для того, чтобы запитать два пина чипа ESP8266 при помощи 3.3V.

ИК-датчик соединяется обычным образом, как это делается по умолчанию в образце программы для ИК в библиотеке Ардуино.

Arduino | PIR
D3 | OUT
5v | VCC
GND | GND

Заметьте, что ИК-датчик запитан от 5V, в то время как ESP8266 нужно всего 3. 3V. Не соединяйте ESP8266 с 5V, иначе вы поджарите плату.

Шаг 3: PHP

Так как это руководство не о том, как создать базу данных SQL и т.д, то я полагаю, что вы в силах сами создать базу данных с нужными таблицами.

В моём примере, я использую 3 страницы: dbconnect.php, add_data.php и review_data.php и у меня есть база данных ‘motion’, в которой есть одноименная таблица, в которой есть столбцы ‘id’, ‘event’ и ‘motion’,, где id и event (временной штамп) создаются автоматически при каждой записи в таблицу.

Github: dbconnect.php —> В этом файле мы создаём соединение с БД, код для этой страницы вы найдёте здесь.
Github: add_data.php —> в этом файле значения на самом деле добавляются в БД. По факту, если просто запустить add_data.php, то ничего не произойдёт и вместо этого нужно ввести add_data.php?motionornot=1 в случае движения, или 0, если движения нет. Этот параметр определяется Ардуино. Код можно найти здесь.
Github: data_review.php —> Эта страница, в зависимости от того, было движение, или нет, показывает таблицу с нулями и единицами. Эта таблица – наш финальный результат. Код для этой страницы вы найдёте здесь.

Шаг 4: Код Ардуино

Теперь, чтобы определить движение и записать 1 (или 0, если движения нет) в БД, на нужно запрограммировать Ардуино. Я написал код таким образом, что если движение было, то Ардуино не будет делать повторную проверку в течение следующих 5 минут. Затем Ардуино проверит движение на следующий 5-минутный интервал, но пока без записи 0 в БД.

Затем, если движения не будет, он отправит 0 в БД. Для более подробного изучения этой части, пройдите по этой ссылке.

Мой код для Ардуино можно найти здесь. Он спроектирован не саммым эффективным образом, но работает.

Для работы кода нужно внести в него некоторые изменения:

В строках 6 и 7 введите настройки WiFi
В строке 8 введите адрест хоста, где вы разместили файлы .php (например: example.com). Не нужно писать http, не ставьте никаких слэшей и т. д.
В строке 22 вы определяете количество секунд, через которые будут производится измерения.
В строке 98 вы определяете путь к файлу add_data.php file. Если он располагается в «example.com/arduino/add_data.php», то вы пишете: «/arduino/add_data.php»

Шаг 5: Результат

Теперь, если вы посетите страницу example.com/arduino/data_review.php, у вас появится таблица с графиком замеченного движения.

Подключение к реле и датчику движения HC-SR501

Плата расширения L293D, ИК-датчик VS1838B, TFT LCD, Модем M590E GSM GPRS, “монитор TFT LCD, датчик движения HC-SR501, ИК-пульт дистанционного управления, Радиомодуль NRF24L01, SD Card Module, Звуковой модуль, 5-axis stepper motor driver, Шаговый двигатель, Модем M590E GSM GPRS, 5-axis stepper motor driver, Часы реального времени DS 3231/DS 1307, терморегулятор W1209 DC, Релейный модуль, датчик движения HC-SR501, Модуль Wi-Fi ESP8266-12E, датчик движения HC-SR501, Передатчик и приемник в диапазоне RF 433 Mhz, Блок питания, L293D, Микросхема контроллера коллекторного электродвигателя, ИК-пульт дистанционного управления, Датчики контроля температуры, Радиомодуль NRF24L01, OKI 120A2, Rotary Encoder, SD Card Module, Беспроводной пульт дистанционного управления, Микросхема контроллера коллекторного электродвигателя, Модуль Bluetooth HC-06,, Модем M590E GSM GPRS, Часы реального времени DS 3231/DS 1307, Mini 360 на схеме LM2596, MP3-TF-16P, L293D, Модуль LCD монитора, Инфракрасные датчики расстояния, Часы реального времени, USB Host Shield, HC-SR501, Cветочувствительный датчик сопротивления, блок питания Mini 360 на схеме LM2596, ЖК-дисплей TFT дисплей, Контроллер L298N, HC-SR501, Модуль MP3 Player WTV020, GSM GPRS, Сервоприводы, Модем M590E GSM GPRS, Часы реального времени DS 3231/DS 1307, Модуль Wi-Fi ESP8266-12E, Инфракрасные датчики расстояния, Card Module, Ультразвуковые дальномеры HC-SR04, Блок питания, Карта памяти SD, Mini 360, Ethernet shield, L293D, блок питания Mini 360 на схеме LM2596, Радиомодуль, датчик температуры DS18B20, ИК-пульт дистанционного управления, USB конвертер UART, ИК-пульт, Антена для модуля WiFi, Ethernet shield, Модуль блока питания XL6009, Микросхема контроллера коллекторного электродвигателя, Модуль качества воздуха MQ-135, Микросхема контроллера коллекторного электродвигателя, ИК-пульт дистанционного управления, SD Card Module, Радиомодуль NRF24L01, двигатель OKI, 5-axis stepper motor driver, L293D, TB6560, Драйвер шагового двигателя TB6600, Шаговый двигатель, Модуль камеры, Блок питания, L293D, блок питания Mini 360 на схеме LM2596, 5axis mach4 interface, Карта памяти SD, Ethernet shield, Контроллер L298N, датчик движения HC-SR501, Модуль Wi-Fi ESP8266-12E, Модуль LCD монитора LCD1602, Шаговый двигатель OKI 120A2, Шаговый двигатель, Шаговый двигатель.

Датчик движения HC-SR501 и его применение

В борьбе за срок жизни ламп накаливания на лестничной площадке испробовал достаточно большое количество схем их защиты. Это были и простые диоды и схемы плавного включения, и аккустические датчики. Не все зарекомендовали себя с положительной стороны.
Зайдя на сайт Aliexpress, наткнулся на пироэлектрический датчик HC-SR501. При цене менее одного доллара, датчик обладает рядом положительных качеств, а именно: питание от 5 до 20 вольт, зона обнаружения движения от 3 до 7 метров, задержка выключения от 5 (на практике, хотя расчетное время по формуле Tx – минимум 2,5 секунды) до 300 секунд. Ток потребления в дежурном режиме
Ток потребления в рабочем режиме
Внешне датчик выглядит следующим образом:

Кроме описанных выше характеристик существует еще один параметр – время восстановления датчика или время блокировки замера, т.е. время от момента выключения датчика до следующего его включения. Данный параметр не имеет регулировки и обусловлен значениями RC цепочки состоящей из R9,C7. Имел дело с 7-ю такими датчиками и время восстановления было от 3 до 6 секунд. Рассчитывается этот параметр по формуле ниже схемы (Ti). Таким образом, поигравшись со значениями этой цепочки можно данный датчик движения превратить в датчик присутствия или что-то близкое к этому, т.е. добиться таких значений цепочки, что высокий уровень на выходе пропадать практически не будет при условии нахождения в зоне действия датчика теплого тела).

Одним словом, счет это устройство наиболее приемлемым для освещения лестничной площадки, где не так часто ходят люди и постоянное свечение лампы ни к чему.
На фото ниже обозначены точки подключения общего провода (GND), выход сигнала о срабатывании (Output) и шины питания (+Power ). На плате установлены два переменных сопротивления: один регулирует зону срабатывания (Sensitivity Adjust), другой задержку выключения (Time Delay Adjust).

Кроме того, имеется джампер для переключения режимов H и L.
В режиме L датчик, зафиксировав движение, выдает на выход сигнал высокого уровня. Не зависимо от того, есть в зоне обнаружения дальнейшее движение или нет, через установленное время задержки (например, 30 секунд), сигнал на выходе будет отключен.
В режиме Н сигнал на выходе исчезнет только после времени истечения задержки от момента последней фиксации движения в зоне обнаружения. Т.е., прошли через зону движения — он выключится через 30 секунд, находитесь и двигаетесь в зоне обнаружения 10 минут и выходите из нее — он выключится через 30 секунд. Пока вы ДВИГАЕТЕСЬ в зоне обнаружения – датчик не выключится.

Изучив даташит, набросал следующую схему:

Функционально устройство состоит из трех узлов:
1) самого датчика HC-SR501;
2) исполнительного устройства, состоящего из резистора R3, транзистора VT1, диода D1 и реле Р1, где R3 и VT1 служат связующим звеном между датчиком и реле. Без них нагрузочная способность датчика столь низка, что напрямую можно подключить лишь светодиод;
3) безтрансформаторного блока питания, где R1 необходим для снижения пускового тока (зачастую им можно пренебречь), конденсатор С1 с номиналом от 0,47 – 0,68 мкф с рабочим напряжением минимум 250 вольт обеспечивает на выходе ток до 0,05А, R2 необходим для разрядки конденсатора С1 после отключения устройства от сети. Для чего диодный мост всем известно. Фильтрующий конденсатор следует выбирать с рабочим напряжением не менее 25 вольт. Ну, и наконец стабилитрон устанавливает напряжение на выходе блока питания на уровне 12 вольт. Выбор стабилитрона именно на 12 вольт обусловлен с одной стороны диапазоном питания датчика от 3 до 20 вольт, с другой рабочим напряжением реле – 12 вольт.
Тразистор структуры NPN – 2N3094, ВС547, КТ3102, КТ815, КТ817 и т.д. и т.п.
Реле с практически любым сопротивлением катушки, напряжением коммутации 250 вольт и током 3 ампера, что даст возможность безболезненно коммутировать нагрузку мощностью в несколько сот ват.

На выходе получилось нижеследующее:

Корпусом для устройства послужил обрезок кабельного канала. Боковые стенки просто заклеил белым скотчем, оставив щель для вентиляции на торцах.
После установки и подачи напряжения питания 220 вольт, датчик в течении 20-30 секунд калибруется, после чего полностью готов к работе.
Джампер выставлен в режим Н, время задержки выключения установил 5 секунд.
Кроме всего описанного у датчика есть еще две «скрытые» возможности — предусмотрены места для установки температурного и фотоэлемента, что даст возможность срабатывания по достижению определенной температуры и темного времени суток. Такой апгрейд за ненадобностью не делал, но кому-то может понадобиться.
За небольшие деньги удалось получить надежное и весьма полезное устройство, работой которого весьма доволен и нареканий не имею…
Файл платы (версия №2 — подключается 220В и лампа) по ссылке
cloud.mail.ru/public/AijR/Fvp9w9GQE

Датчик движения для Ардуино: как подключить датчик движения

Датчик движения — устройство, позволяющее отследить перемещения в пределах досягаемости сенсора. Такие системы находят применение в проектах «умных» домов, в бизнесе и просто в быту, например, для включения света в доме, подъезде, комнате и так далее. Электронный конструктор Ардуино предоставляет удобную платформу для создания таких датчиков: благодаря небольшим габаритам, дешевизне, простоте и функциональности датчик движения Ардуино можно внедрять в самые различные электронные комплексы.

Описание датчика движения

Создаваемые на базе Ардуино сенсоры перемещения устроены довольно просто. Они работают на принципе регистрации инфракрасных излучений. Помимо контроллера, основной компонент устройства — высокочувствительный пассивный пироэлектрический (PIR) элемент, регистрирующий присутствие определенного уровня инфракрасного спектра. Чем теплее появившийся в радиусе действия сенсора объект, тем сильнее излучение.

Типичный PIR-датчик снабжается полусферой с фокусирующими поступающую на сегменты сенсора тепловую энергию линзами. Обычно применяется линза Френеля: она хорошо концентрирует тепло и существенно увеличивает чувствительность. В качестве платформы нередко берут Arduino Uno, но возможно создание датчика и на других версиях контроллера.

Конструктивно PIR-сенсор делится на две части. Поскольку для устройства принципиально важно улавливание движения в зоне покрытия, а не уровень тепловой эмиссии, части устанавливаются так, чтобы при появлении на одной из них большего уровня излучения на выход гаджета подавался сигнал low или high. Далее он обрабатывается микроконтроллером.

Интересно: существуют иные способы обнаружения движения. Так, сегодня постепенно распространяются системы машинного зрения, использующие нейросетевые алгоритмы для определения перемещений. Охранные комплексы могут использовать лазерные детекторы и тепловизионные датчики, реагирующие исключительно на тепло живых существ. Нередко ИК-датчики комбинируют с этими устройствами.

Базовые технические характеристики

Большинство PIR-датчиков соответствуют следующим параметрам:

зона уверенной детекции движения — до 7 м;
угол слежения — до 110 градусов;
рабочее напряжение — от 4.5 до 6 В;
диапазон температур — от -20 до +50 градусов;
время задержки 0.3–18 сек.

Модуль ИК-датчика несет на себе также электрическую обвязку с необходимыми компонентами: конденсаторами, предохранителями и резисторами.

Основные принципы работы

Пироэлектрик представляет собою материал, при изменении своей температуры генерирующий электрическое поле. В простом PIR-сенсоре два таких элемента, подключенных с разными полярностями.

Предположим, что гаджет смонтирован в помещении.

Если комната пуста, все элементы получают одинаковую порцию теплового излучения, напряжение на них также постоянно (на левой части рисунка ниже).
Когда в комнате появляется человек, он оказывается в зоне действия элемента 1. Тот генерирует положительный электроимпульс (на центральной части картинки).
Перемещение человека приводит и к движению его «теплового пятна», улавливаемого элементом 2. Второй элемент создает отрицательный импульс (правая часть).
Схема датчика регистрирует оба импульса, делая вывод о наличии человека в «поле зрения». А логика контроллера по этому сигналу выполняет заложенное пользователем действие — включает свет, активирует сигнализацию и так далее.

Как правило, для защиты соединений и компонентов от электронных и тепловых шумов, воздействия влаги и высокой температуры их помещают в герметичный корпус. Верхняя часть его содержит прямоугольное «окно» из ИК-прозрачного материала для свободного доступа теплового излучения.

Общая схема подключения

Большинство модулей снабжено тремя пинами для соединения с платой Ардуино. Распиновка может различаться в зависимости от производителя узла, но, как правило, выходы отмечаются поясняющими надписями.

Обычно выходов три: GND — заземление, второй — +5 В, он выдает сигнал с ИК-сенсоров. Третий — цифровой, для снятия данных

Принцип соединения с контроллером следующий:

GND — на любой доступный пин «земли» платы Arduino;
«цифра» — на любой свободный цифровой вход/выход;
коннектор питания следует подключить к выходу +5 В.

Пример работы

Рассмотрим ситуацию использования датчика на примере микроконтроллера Ардуино Уно и сенсора HC-SR501. Его характеристики:

рабочее напряжение постоянного тока — 4.5–20 В;
ток покоя — ≈ 50 мкА;
выходное напряжение — 3.3 В;
диапазон температур — от −15 до +70 градусов Цельсия;
габариты — 32×24 мм;
угол детектирования — 110 градусов;
дистанция срабатывания — до 7 метров.

Важно: при температурах от +30 градусов эффективное расстояние детекции может снизиться.

В указанном сенсоре установлены два пироэлектрических датчика IRA-E700.

Сверху они прикрыты сегментированной полусферой. Каждый сегмент — фокусирующая тепло на определенный участок ПИР-датчика линза.

Внешний вид устройства:

Общий пример работы мы уже рассматривали выше. Пока контролируемая зона пуста, датчики получают одинаковый уровень тепловой эмиссии, напряжение на них также одинаково. Но как только излучение от человека попадет последовательно на первый и второй элементы, схема зарегистрирует разнонаправленные электрические импульсы и сгенерирует сигнал на выход.

Настройка

ИК-модуль HC-SR501 весьма прост в настройке и дешев. У него есть перемычка для конфигурирования режима и пара подстроечных резисторов. Общая чувствительность настраивается первым потенциометром: чем она выше, тем шире зона «видимости» гаджета».

Важно: чувствительность имеет значение для детектируемых размеров определяемого объекта. Подстройкой можно, например, исключить срабатывание на домашних животных.

Другой потенциометр управляет временем срабатывания устройства: если обнаружено перемещение, на выходе создается положительный электрический импульс определенной длины (от 5 до 300 секунд).

Следующий управляющий элемент — перемычка. От нее зависит режим работы.

в позиции L время отсчитывается от первого срабатывания. То есть, к примеру, если человек зайдет в помещение, система среагирует и включит свет на указанное настройкой потенциометра время. Когда оно истечет, выходной сигнал возвращается к начальному показателю, и комплекс перейдет в режим ожидания следующей активации;
в позиции H обратный отсчет будет начинаться после каждого детектирования события движения, а любое перемещение станет обнулять таймер. В этом положении перемычка стоит по умолчанию.

Соединение датчика с контроллером

Подключение датчика движения к Ардуино следует выполнять по указанной схеме:

Пин OUT соединяется с пином 2 Уно, а VCC подсоединено к контакту +5 В. Принципиальная схема конструкции:

Программная часть

Помимо контроллера, для функционирования оборудования необходима управляющая аппаратным комплексом программа. Ниже приведен простой скетч:

В нем при обнаружении гаджетом движения на последовательный порт отправляется 1, а в ином случае уходит значение 0. Это простейшая программа, с помощью которой можно протестировать собранный датчик.

Модифицируем устройство добавлением реле, которое станет включать свет. Принципиальная схема подключения:

Макет:

Программа для реализации данного функционала:

Теперь, если собрать компоненты по схеме, загрузить скетч в Ардуино и соединить систему с электросетью дома, по сигналу сенсора перемещения контроллер заставит сработать реле, а то, в свою очередь, включит свет.

Интересно: существует возможность соединения сенсора с реле напрямую, без контроллера. Но внедрение в схему Arduino делает ее более гибкой, функциональной и конфигурируемой.

Где можно применить

Выше мы рассмотрели простой сценарий управления светом. Кроме него, такие PIR-датчики в связке с микроконтроллером находят применение в системах сигнализации, автоматического включения видеонаблюдения, открывания/закрывания дверей и других случаях, когда необходимо выполнять некоторые автоматизированные действия при движении в контролируемой зоне.

Датчики можно комбинировать: например, если не хватает максимальной длины импульса, в систему добавляется ультразвуковой или микроволновый сенсор присутствия.

Недостатки

В силу отработанности аппаратной платформы, хорошо документированных схем, простоты разработки ПО и дешевизны PIR-датчики на Ардуино не обладают особыми недостатками в рамках возлагаемых на них задач. Возможности их применения ограничиваются естественными пределами ИК-технологии, периферийным оборудованием и заложенными в прошивку контроллера функциями.

Из недостатков отметим долгую инициализацию: многим образцам на переход в рабочий режим после первого включения требуется около минуты, на протяжении которой велик шанс ложных срабатываний. Кроме того, они не способны отличить человека от другого теплого объекта; для этого требуется иной класс устройств.

Заключение

Созданный на платформе Arduino датчик движения — простое и функциональное устройство, помогающее быстро и с минимальными усилиями решить задачу автоматического выполнения действий при появлении человека в радиусе действия. Очень часто такие комплексы можно встретить в квартирах и домах, на улицах и в парках — там они включают свет по детекции движения.

Находят они применение и в системах сигнализации и видеонаблюдения: по сигналу включается оповещение или запись события. Гибкость Arduino позволяет реализовать даже очень сложные проекты, например, включения сенсора в экосистему «умного дома». Хотя существуют и более продвинутые лазерные, ультразвуковые и тепловизионные варианты, ИК-детекторы в данной сфере остаются самым доступным и простым решением.

Видео по теме

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Arduino с датчиком движения PIR

Здравствуйте, друзья! Это видео о датчике движения PIR и Arduino. Из этого видео вы узнаете, как подключить датчик PIR к Arduino и запрограммировать Arduino на обнаружение любого момента в комнате или вокруг датчика движения.

PIR = (пассивные инфракрасные датчики)

Ссылка на мою страницу в Facebook: https://www. facebook.com/Bihari-Lifehacker-108437444279042/

Подпишитесь: https://www.youtube.com / channel / UC88UigBh28Zn1UrtWgp2DPA

Instagram: https: // www.instagram.com/

G-mail: [email protected]

1) ARDUINO UNO

Arduino – это электронная платформа с открытым исходным кодом, основанная на простом в использовании аппаратном и программном обеспечении. Платы Arduino могут считывать входные данные – свет на датчике, палец на кнопке или сообщение Twitter – и превращать его в выход – активировать двигатель, включать светодиод, публиковать что-то в Интернете. Вы можете указать своей плате, что делать, отправив набор инструкций микроконтроллеру на плате.Для этого вы используете язык программирования Arduino (на основе проводки) и программное обеспечение Arduino (IDE), основанное на обработке.

На протяжении многих лет Arduino была мозгом тысяч проектов, от повседневных предметов до сложных научных инструментов. Мировое сообщество разработчиков – студенты, любители, художники, программисты и профессионалы – собралось вокруг этой платформы с открытым исходным кодом, их вклад позволил создать невероятное количество доступных знаний, которые могут быть очень полезны как новичкам, так и экспертам.

2) ПИР-СЕНСОР

ПИК-датчик обнаруживает человека, перемещающегося на расстоянии примерно 10 м от датчика. Это среднее значение, так как фактический диапазон обнаружения составляет от 5 до 12 м. PIR в основном состоят из пироэлектрического датчика, который может обнаруживать уровни инфракрасного излучения. Для множества важных проектов или предметов, которые необходимо обнаружить, когда человек покинул или вошел в зону. Датчики PIR невероятны, они плоские и требуют минимальных усилий, имеют широкий диапазон линз и просты в взаимодействии.

Большинство датчиков PIR имеют 3-контактное соединение сбоку или снизу. Один вывод будет заземлен, другой – сигналом, а последний вывод – питанием. Питание обычно до 5В. Иногда более крупные модули не имеют прямого выхода, а вместо этого просто управляют реле, в котором есть земля, питание и две коммутационные связи. Взаимодействие PIR с микроконтроллером очень легко и просто. PIR действует как цифровой выход, поэтому все, что вам нужно сделать, это прислушаться к переключению контакта вверх или вниз. Движение можно обнаружить, проверив высокий уровень сигнала на одном выводе ввода / вывода.Как только датчик нагреется, выходной сигнал будет оставаться низким до тех пор, пока не появится движение, в это время выходной сигнал будет высоким на пару секунд, а затем вернется к низкому уровню. Если движение продолжается, вывод будет циклически повторяться до тех пор, пока линия видимости датчиков снова не стабилизируется. ПИК-датчику требуется время для прогрева с определенной конечной целью до соответствующей емкости. Это происходит из-за того, что изучение природы занимает время, затрачиваемое на освоение. Это может быть где угодно от 10 до 60 секунд.

Микроволновая печь против датчика PIR – какой датчик движения Arduino использовать?

Когда дело доходит до датчиков движения, они используют различные технологии для обнаружения движения на территории и обычно используются в охранных, промышленных и транспортных системах.Но есть много разновидностей датчиков движения, таких как датчик движения PIR, микроволновый датчик, ультразвуковые датчики и т. Д.

Сегодня в этом руководстве мы рассмотрим два наиболее часто используемых датчика движения, которые используются сегодня, а именно микроволновый датчик и датчик PIR, и выясним, в чем их различия, преимущества, недостатки и, в конечном итоге, какой из них использовать для ваших проектов.

Сегодня в этом руководстве мы рассмотрим:

СВЧ-датчик
- Что такое СВЧ-датчик
- Преимущества и недостатки использования СВЧ-датчика
- Применение СВЧ-датчика
- Пример СВЧ-датчика:
ИК-датчик
- Что такое ИК-датчик
- Преимущества и Недостатки использования ИК-датчика
- Приложения ИК-датчика
- Пример ИК-датчика:
СВЧ-датчик и ИК-датчик

Что такое СВЧ-датчик?

Микроволновые датчики, также известные как радарные, радиочастотные или доплеровские датчики, представляют собой электронные устройства, способные обнаруживать движение от ходьбы, бега до ползания на открытом воздухе с помощью электромагнитного излучения.

Он способен обнаруживать движение, применяя эффект Доплера и проецируя микроволны, которые отражаются от поверхностей и возвращаются к датчику. Он может измерять и определять время, в течение которого сигнал отражается на датчике, который известен как время эхо-сигнала .

Что такое время эха?

Echo time помогает рассчитать расстояния до любого неподвижного объекта в зоне обнаружения и устанавливает базовую линию для работы детектора движения.

С помощью времени эхо-сигнала датчик может определять, есть ли какое-либо движение в зоне обнаружения, как будто человек движется внутри зоны, поскольку волны будут изменяться, что изменяет время эха. С микроволновым датчиком все это можно сделать менее чем за микросекунду.

Преимущества и недостатки использования микроволнового датчика

Что касается датчиков, у каждого из них есть свои плюсы и минусы. Так каковы преимущества и недостатки микроволнового датчика?

Преимущества

Не зависит от температуры окружающей среды

На показания микроволновых датчиков не влияет температура окружающей среды.
Это делает их очень универсальным датчиком, и они могут работать во многих различных суровых условиях, включая высокую температуру, на открытом воздухе (под дождем, туманом, ветром, пылью, снегом и т. Д.) И т. Д.

Широкий диапазон обнаружения и скорость

Волны микроволновых датчиков могут проходить сквозь стены и отверстия, что позволяет им иметь широкий диапазон обнаружения.
Это позволяет им покрывать большую площадь, а также большие открытые площадки.

Уменьшить количество ложных срабатываний

Микроволновые извещатели могут быть запрограммированы таким образом, чтобы уменьшить количество ложных срабатываний без уменьшения количества правильных срабатываний.
Это увеличивает точность и упрощает использование.

Недостатки

Непрерывная потребляемая мощность

Для микроволновых датчиков требуется постоянное энергопотребление, использование которого может быть дорогостоящим

Работает с интервалом

Для микроволновых датчиков они работают только с интервалами, а не непрерывно.
Если кто-то движется достаточно быстро, есть вероятность, что он бежит достаточно быстро, что позволяет им избежать обнаружения.

Применение микроволновых датчиков

Благодаря своим характеристикам микроволновые датчики применимы во многих сценариях и средах, например:

Промышленное (например, измерения жидкостей)
Гражданское применение (например, измерение скорости транспортного средства)
Транспорт (например, сигнализация заднего хода)
Безопасность (например, системы защиты от взлома)
Автоматизированная дверь / освещение

Пример микроволнового датчика

Теперь мы знаем, как работает микроволновый датчик, его преимущества и недостатки, а также области применения, пришло время приобрести его! Как насчет нашего MW0582TR11 – 5.Датчик движения микроволнового доплеровского радара 8 ГГц!

MW0582TR11 – Датчик движения микроволнового доплеровского радара 5,8 ГГц

MW0582TR11 – микроволновый доплеровский радарный датчик движения с частотой 5,8 ГГц разработан компанией Maxustech. Этот доплеровский радар представляет собой микроволновый модуль, который может передавать электромагнитную волну с частотой 5,8 ГГц. Он может обнаруживать разницу между передаваемой волной и отраженной волной, чтобы определить, движется ли объект над доплеровским радаром.

Для получения точных данных от датчика этот доплеровский радарный датчик движения имеет самодельную патч-антенну, которая имеет хорошую направленность антенны. Более того, этот вид доплеровского радара имеет внутри микроконтроллер, который включает интеллектуальный алгоритм, позволяющий избежать усиления шума, вызванного самим устройством. Он также может отличить эффект окружающей среды, такой как движущаяся ветвь, и не будет вызывать ложных тревог благодаря алгоритму.

Насколько прост в использовании этот микроволновый датчик?

Конечно! Этот доплеровский радар не только обладает острым «глазом» для обнаружения движущегося объекта, но его также легко разработать благодаря интерфейсу UART.Фактически, этот доплеровский радар можно просто подключить к вашей плате Arduino или Raspberry Pi через последовательный порт. Или вы можете просто использовать модуль преобразователя TTL в USB для подключения к компьютеру для чтения данных.

Вот демонстрация использования Python SDK при наличии движущегося объекта перед микроволновым датчиком:

Что такое датчик PIR

Датчик

PIR, сокращенно от пассивного инфракрасного датчика, работает, обнаруживая присутствие тепловой энергии в ограниченном пространстве путем измерения инфракрасного света, излучаемого объектами в его поле зрения.В нем используется та же основная технология, что и в тепловизионных устройствах, оборудовании ночного видения и т. Д.

Технически PIR представляет собой пироэлектрический датчик, способный обнаруживать различные уровни инфракрасного излучения. Когда один из его лучей обнаруживает разницу в температуре, датчик активируется. И наоборот, когда все лучи снова определят одну и ту же температуру, датчик будет отключен.

Примером этого может быть, когда человек ходит в замкнутом помещении, тепловые сигнатуры меняются, что активирует датчик, а когда человек выходит, тепловые сигнатуры возвращаются в свое нормальное состояние и деактивируются.

Благодаря этой характеристике они подходят для использования в замкнутых пространствах, а также в помещениях, ограниченных стенами, барьерами или крупными предметами.

Хотите узнать больше о датчике PIR? Вы можете ознакомиться с нашим другим блогом о введении в PIR-датчик и о том, как датчик движения PIR работает с Arduino и Raspberry Pi!

Преимущества и недостатки использования датчика PIR

Подобно микроволновому датчику, ИК-датчик имеет свои плюсы и минусы.Их:

Преимущества

Потребляйте меньше энергии

Что касается ИК-сенсоров, они потребляют меньше энергии (от 0,8 до 1,0 Вт) по сравнению с микроволновыми сенсорами.

Надежный

ИК-датчики способны надежно обнаруживать движение в помещении, несмотря на время. Хорошо работает днем и в темноте.

Рентабельность

По сравнению с микроволновыми датчиками, датчики PIR немного дешевле.

Недостатки

Низкая чувствительность

По сравнению с микроволновыми датчиками они чувствительны к температуре и легко зависят от температуры окружающей среды, тогда как микроволновые датчики не подвержены влиянию.
Поскольку они воспринимают тепловые сигнатуры, если в замкнутом пространстве тоже тепло (например, летом), они могут быть не в состоянии обнаружить какое-либо движение от людей, поскольку они не могут ощутить никаких изменений тепловых сигнатур.

Макс.температура

Для датчиков PIR они не могут работать при температуре выше 35 градусов.

Нижняя дальность обнаружения и зона действия

ПИК-датчики эффективно работают в условиях прямой видимости (на пешеходной дорожке), но если им требуется движение через инфракрасные лучи, например, в угловых областях, могут возникнуть проблемы.
ПИК-датчики также должны быть установлены в закрытых помещениях, чтобы быть эффективными по сравнению с микроволновыми датчиками с широким диапазоном обнаружения.

Приложения ИК-датчика

Благодаря характеристикам датчика PIR они подходят для следующих применений:

Внутренние и закрытые помещения (напр.Дома, офисы)
Зоны с высокими потолками
Помещения с воздушным потоком (например, проходы, коридоры)
Места с прямой видимостью (например, проходы складов)
Вестибюли
Общие лестницы
Не затронутые места по температуре наружного воздуха

Пример датчика PIR

Теперь мы знаем, как работает датчик PIR, его преимущества и недостатки, а также его применение. Вот несколько примеров датчика PIR:

Grove – Датчик движения PIR

Этот датчик движения Grove – PIR (пассивный инфракрасный датчик) может обнаруживать инфракрасный сигнал, вызванный движением.Если датчик PIR замечает энергию инфракрасного излучения, датчик движения срабатывает, и датчик выдает HIGH на своем выводе SIG.

Дальность обнаружения и скорость отклика можно регулировать с помощью 2 потенциометров, припаянных на печатной плате. Скорость отклика составляет от 0,3 до 25 с, а дальность обнаружения не более 6 метров.

The Grove – PIR Motion Sensor (пассивный инфракрасный датчик) – это простой в использовании датчик движения с интерфейсом, совместимым с Grove. Просто подключив его к Base Shield и запрограммировав, его можно использовать в качестве подходящего детектора движения для проектов Arduino.

Grove – Регулируемый инфракрасный датчик движения

Grove – Регулируемый инфракрасный датчик движения – это простой в использовании пассивный инфракрасный датчик движения, который может обнаруживать инфракрасное движение объекта на расстоянии до 3 метров. Любой инфракрасный объект движется в пределах своего диапазона обнаружения, датчик выдает HIGH на своем выводе SIG.

С помощью этого датчика движения PIR вы можете настроить время SIG HIGH до 130 с с помощью потенциометра, кроме того, вы можете настроить диапазон обнаружения с помощью другого потенциометра.

СВЧ-датчик и ИК-датчик

Это финал, которого мы так долго ждали. СВЧ-датчик против ИК-датчика! Итак, какой датчик движения Arduino вы должны использовать для своих проектов?

Ну, это зависит от потребностей вашего проекта и среды!

Площадь

Микроволновый датчик идеально подходит, если у вас есть большое пространство и территория с неудобными пространствами, такими как углы, такие как подъездная дорожка или сад, в то время как датчик PIR идеально подходит, если у вас есть замкнутое пространство и пространства с прямой видимостью с воздушным потоком, такие как коридоры и пешеходные дорожки.

Окружающая среда

Когда дело доходит до окружающей среды, датчики PIR легко подвергаются воздействию, особенно когда речь идет о температуре. ИК-датчики могут работать только при температуре ниже 35 ° C, в то время как на микроволновые датчики практически не влияет температура окружающей среды.

Микроволновый датчик обеспечивает стабильную работу при температурах от -20 ° C до 45 ° C!

Зона непрерывного или щелевого обнаружения

Микроволновый датчик

имеет непрерывную зону обнаружения, а ИК-датчик имеет щелевую зону обнаружения.Это может привести к тому, что датчик PIR пропустит объекты, что делает микроволновые датчики лучше в приложениях безопасности по сравнению с датчиками PIR.

Мощность

Что касается потребляемой энергии, микроволновые датчики потребляют больше энергии по сравнению с датчиками PIR. ИК-датчики потребляют от 0,8 до 1,0 Вт электроэнергии, а микроволновые датчики – от 1,1 до 1,5 Вт.

Чувствительность

Что касается чувствительности, микроволновый датчик имеет гораздо более высокую чувствительность, чем датчик PIR.

Сводка

Теперь, когда вы узнали, какой датчик движения Arduino использовать в вашем проекте,

Вы можете получить их прямо сейчас, чтобы начать свой проект!

ИК-датчик

СВЧ-датчик

Следите за нами и ставьте лайки:

Теги: датчик движения Arduino, датчик arduino pir, доплеровский радар, микроволновый доплеровский радар, микроволновый доплеровский радарный датчик движения, микроволновый датчик движения, микроволновый датчик, датчик движения, PIR, датчик PIR, датчик PIR arduino

Продолжить чтение

Arduino PIR (датчик движения) -DFRobot

Это датчик PIR (пассивный инфракрасный датчик движения), предназначенный для работы с Arduino и Raspberry Pi.Он позволяет вам ощущать движение, он обычно используется для определения того, вошел ли человек в зону действия датчиков или вышел из нее. Они небольшие, недорогие, маломощные, удобные в использовании и не изнашиваются. По этой причине они обычно встречаются в бытовой технике и гаджетах, используемых в домах или на предприятиях. Их часто называют PIR, «пассивными инфракрасными», «пироэлектрическими» или «инфракрасными датчиками движения».

Этот датчик PIR (движения) может обнаруживать инфракрасные сигналы от человеческого тела или других животных и срабатывать при движении.Таким образом, его можно применять в различных сценариях, требующих обнаружения движения. Обычные пироэлектрические инфракрасные датчики требуют корпусного пироэлектрического инфракрасного детектора, интегрированных наборов микросхем, сложной периферийной схемы. Так что размер немного больше, схема сложная, а надежность немного ниже. Мы предлагаем этот новый пироэлектрический инфракрасный датчик движения, специально разработанный для ваших проектов Arduino, интегрированный цифровой пироэлектрический и инфракрасный датчик тела, с небольшими размерами, высокой надежностью, низким энергопотреблением и простой периферийной схемой.Очень просто использовать в любом проекте.

Чтобы упростить использование этого датчика, интерфейс Gravity адаптирован для поддержки plug & play. Расширяющий экран Arduino IO лучше всего подходит для этого звукового датчика, подключаемого к вашему Arduino. Поскольку этот датчик может работать при 3,3 В, что делает его совместимым с Raspberry Pi, Intel Edison, Joule и Curie.

PIR (Датчик движения) Проект 1: Как сделать ужасающий гаджет на Хэллоуин

Это простое, но забавное приложение для Хэллоуина.Все, что вам нужно, это маска, шаговый двигатель, микроконтроллер, драйвер двигателя, модуль MP3 и несколько проводов, а также батарейки.

Компоненты оборудования:

DFRduino UNO R3 – Совместимость с Arduino

TMC260 Щиток драйвера шагового двигателя для Arduino

Биполярный шаговый двигатель с коробкой передач Planet (18 кг. См)

DFPlayer – Мини-MP3-плеер для Arduino

Gravity

Цифровой датчик PIR (движения) для Arduino

Датчик движения PIR Проект 2. Как сделать монитор времени сна с Raspberry Pi и LattePanda

Аппаратные компоненты:

Гравитация: Цифровой датчик движения PIR для Arduino

Raspberry Pi

PIR (датчик движения) Проект 3.Как сделать автоматическую рождественскую елку

Со всеми огнями и украшениями, которые люди используют на Рождество, электричество остается включенным постоянно, а счета за электричество стремительно растут. Я сделал эту настройку освещения рождественской елки с обнаружением движения, которая включается только тогда, когда рядом находятся люди. Он также воспроизводит музыку с помощью одного из наших новых продуктов – DFSpeaker v1.0!

Компоненты оборудования:

Штатный удлинитель питания (с некоторыми модификациями)

Датчик движения PIR

Me – платформа для сборки роботов Arduino с открытым исходным кодом | Учебный ресурс Makeblock

Обзор

Датчик движения

Me PIR – это модуль для обнаружения инфракрасного излучения, исходящего от тела человека или животного, а его максимальный диапазон индукции составляет 6 м.Если кто-то движется в этом диапазоне, его вывод DO выдаст эффективный сигнал, чтобы загорелся синий светодиод на плате. Его синий идентификатор означает, что он имеет двойной цифровой порт и должен быть подключен к порту с синим идентификатором на Makeblock Orion.

Технические характеристики

● Рабочее напряжение: 5 В постоянного тока
● Выходное напряжение: 5 В / высокий уровень, 0 В / низкий уровень
● Триггерный сигнал: 5 В / высокий уровень
● Время удерживания: 2 секунды
● Угол обнаружения: 120 °
● Расстояние обнаружено: макс.6 м
● Размеры: 51 x 24 x 18 мм (Д x Ш x В)

Функциональные характеристики

● Обеспечьте потенциометр с регулируемой чувствительностью
● Встроенный двусторонний амплитудный дискриминатор для подавления помех
● Работайте в двух режимах: повторяемый триггер (по умолчанию) и неповторяемый триггер
● Белая область модуля является эталонной областью для контактные металлические балки
● Поддержка программирования графического интерфейса пользователя mBlock и применимость для пользователей любого возраста
● Использование порта RJ25 для простого подключения
● Обеспечение порта штыревого типа для поддержки большинства плат разработки, включая Arduino серии

Определение штифта

Порт Me PIR Motion Sensor имеет четыре контакта, их функции следующие:

Режим подключения

● Подключение с помощью RJ25
Поскольку порт Me PIR Motion Sensor имеет синий идентификатор, вам необходимо подключить порт с синим идентификатором на Makeblock Orion при использовании порта RJ25.Взяв Makeblock Orion в качестве примера
, вы можете подключиться к портам № 3, 4, 5 и 6 следующим образом:

● Подключение с помощью провода Dupont
Когда провод Dupont используется для подключения модуля к основной плате Arduino UNO, его выводы Mode и DOP должны быть подключены к цифровым портам следующим образом:

Руководство по программированию

● Программирование Arduino
Если вы используете Arduino для написания программы, необходимо вызвать библиотеку Makeblock-Library-master для управления датчиком движения Me PIR.Это процедура, позволяющая определить, движется ли кто-нибудь или что-нибудь поблизости с помощью этого модуля с помощью программирования Arduino.

Функция сегмента кода: считывать результат, обнаруженный с вывода DO, чтобы определить, есть ли поблизости кто-то, и выводить 1, если да, или 0, если нет. Результат выводится на последовательный монитор в Arduino IDE каждые 100 мс. Загрузите сегмент кода в Makeblock Orion и щелкните последовательный монитор Arduino, и вы увидите следующий результат выполнения:

● Программирование mBlock
Me PIR Motion Sensor поддерживает среду программирования mBlock, и его инструкции представлены следующим образом:

Это пример того, как использовать mBlock для управления датчиком движения Me PIR.
Если модуль обнаружит, что никто не двигается, панда скажет: «Никто не играет со мной!» В противном случае панда скажет: «Кто-то со мной играет!» Результат работы следующий:

Принцип анализа

Датчик движения

Me PIR использует специальный PIR-чип BISS0001, который представляет собой датчик, способный обнаруживать инфракрасное излучение, исходящее от тела человека или животного, и выводить электрический сигнал. Это своего рода аналогово-цифровая гибридная интегральная схема (ASIC), состоящая из операционного усилителя, компаратора напряжения, контроллера состояния, таймера задержки и таймера блокировки.Когда излучение человеческого тела фокусируется на датчике пироэлектрического инфракрасного датчика линзой Френеля, датчик в цепи выдает сигнал напряжения, чтобы идентифицировать движение человека поблизости. Его структурная схема выглядит следующим образом:

Этот модуль имеет потенциометр, который можно использовать для регулировки диапазона обнаружения. Уровень пина Mode можно контролировать для выбора рабочего режима. Когда он находится на высоком уровне, модуль может многократно запускаться для индукции в реальном времени.Когда он находится на низком уровне, модуль находится в режиме неповторяемого триггера. Если кто-то движется в индукционном диапазоне, модуль запускается и поддерживается в течение определенного периода времени. В этот период государству не будет мешать, есть ли кто-то, кто движется в зоне удержания.

Схема

Система домашней безопасности Arduino с использованием модуля Sim900 Gsm, датчика движения Pir и магнитного дверного контактного выключателя

В этом уроке я собираюсь создать систему домашней безопасности Arduino.Этот проект системы безопасности Arduino своими руками можно установить на входную дверь своего дома. Система безопасности arduino своими руками проверяет две вещи. Сначала он проверяет, подошел ли кто-нибудь к двери? Во-вторых, он проверяет, открывает ли дверь человек? При выполнении первых двух условий владельцу дома будет отправлено sms / текстовое сообщение. Присутствие / движение человека перед дверью обнаруживается датчиком движения, а открытие двери проверяется контактным переключателем двери ИЛИ герконом. Оба датчика (датчик движения и геркон) подключены к arduino uno, и любое вторжение, обнаруженное датчиками, мгновенно передается на arduino uno.Arduino в качестве оповещения о вторжении отправляет sms / текстовое сообщение на мобильный номер владельца с помощью модуля GSM.

Arduino Gsm Pir и дверной датчик охранной системы

Датчик движения PIR

В своём проекте я использовал популярный пассивный инфракрасный датчик движения hcsr501. Он может обнаруживать движение на максимальном расстоянии 7 метров. Диапазон чувствительности датчика движения hcsr501 pir может быть установлен путем вращения переменного резистора / потенциометра, установленного на печатной плате датчика движения hcsr501 pir.Он также имеет второй переменный резистор / потенциометр, который используется для установки времени задержки . , я расскажу об этом позже (с выводом Out Hcsr501). Датчик pir hcsr501 имеет 3 контакта. Два штыря питания. Vcc подключается к положительному выводу источника питания, а Gnd подключается к отрицательному выводу источника питания. Третий вывод – это вывод . Обычно остается низким. Когда пир-датчик обнаруживает присутствие тела, излучающего инфракрасное излучение, в своем диапазоне, он устанавливает выходной контакт на высокий уровень. Теперь вопрос в том, как долго pir out pin остается на высоком уровне после обнаружения присутствия человека? Для этой цели на плате hcsr501 имеется второй переменный резистор / потенциометр, вы можете установить время задержки или , время высокого напряжения вывода с помощью второго переменного резистора.
Итак, где должен быть установлен пир-датчик, чтобы обнаруживать присутствие человека. Он должен быть установлен на верхней части входного отверстия двери. Схема ниже лучше всего иллюстрирует установку пирса над дверью.

Установка датчика Pir над дверью и под углом покрытия.

Модуль Sim900 GSM (Arduino Gsm)

Я использую в проекте модуль SainSmart Sim900 GPRS / Gsm. Его легко использовать, и его документация довольно проста.Я работал со многими другими модулями GSM, построенными на чипе SIMCom sim900. Я нашел SaintSmart лучшим из всех. Китайские дешевые GSM-модули sim900 действительно сложны в использовании, и из-за плохой схемы их требования к питанию отличаются друг от друга. GSM-модуль SaintSmart работает от 5 вольт. Он имеет пять контактов. В пяти трёх выводах питания. Два контакта заземления и один контакт питания + ve. Подаем питание 5 В на вывод + ve и заземляем выводы Gnd. Остальные два контакта – это контакты UART.
Все GSM-модули sim900 взаимодействуют с внешними контроллерами / микроконтроллерами по протоколу Uart.Протокол UART имеет два контакта. Один – TxD (передача), а другой – RxD (прием). Чтобы отправлять и получать данные на GSM-модуль sim900, внешний микроконтроллер также должен иметь порт Uart. Проще говоря, связь UART происходит между двумя портами Uart. Модуль GSM sim900 имеет порт Uart, поэтому у нашего внешнего микроконтроллера также должен быть один порт для связи с модулем GSM. В UART мы подключаем вывод TxD первого устройства к RxD второго. Аналогично Rxd первого соединяется с TxD второго.После подключения мы устанавливаем скорость передачи данных в программном обеспечении. Скорость передачи – это просто скорость связи между двумя устройствами, обменивающимися данными через порт Uart. На принципиальной схеме проекта вам будет разъяснено о подключениях uart. GSM-модуль
Sim900 работает с набором команд AT . Их много из AT команд, если вы просмотрите паспорт набора микросхем sim900. В нашем проекте мы будем использовать только те, которые необходимы для отправки смс-сообщения. У меня есть еще один учебник о том, как отправить SMS с модулем sim900 gsm.Вы можете посетить его, нажав кнопку ниже.

Дверной контактный выключатель / Геркон

Геркон – это электрическое устройство, которое приводится в действие с помощью магнита. Он состоит из двух половинок. Одна половина содержит настоящий переключатель, а другая половина содержит только магнит. Когда магнитная половина приближается к половине переключателя, она начинает проводить электричество. Так как же все это происходит? На самом деле половина переключателя содержит пару магнитных стержней. Обычно, когда рядом с переключателем нет магнитного поля, стержни являются частью друг друга (разомкнутая цепь – отсутствие электрического пути).Когда мы приближаем магнитную половину к переключателю, половина магнитного поля сближает стержни, и когда напряженность магнитного поля достигает порогового значения, стержни соединяются друг с другом (Создание физического контакта – Путь для потока электричества).
Как установить дверной геркон? Обычно мы устанавливаем половину переключателя на неподвижную / неподвижную поверхность, а магнитную половину устанавливаем на подвижную поверхность. В нашем случае я установил магнитную половину на двери и половину выключателя на стене рядом с точкой закрытия двери.Обе половинки должны быть в правильном положении и на правильном расстоянии для контакта. Ниже вы можете увидеть правильное размещение и установку датчика дверного контакта.

Установка геркона дверного контакта

Блок-схема системы домашней безопасности aduino представлена ниже. Датчик движения Pir и магнитный дверной переключатель отправляют свой статус в Arduino. Затем Arduino решает, что делать дальше с входами от датчика двери и двери.Если arduino обнаруживает, что оба датчика передают положительный статус. Он предупреждает gsm-модуль об активации и отправке текстового sms-сообщения на жестко закодированный одиночный номер sim-карты.

Блок-схема домашней системы безопасности Arduino

Arduino Home Security – Принципиальная схема проекта

Переходим к принципиальной схеме проекта. В проекте используются только четыре контакта ввода-вывода arduino uno. Два контакта относятся к контакту № 0 канала Uart и контакту 1 Arduino Uno. Два других – это контакты №8 и 9.Контакт № 8 Arduino Uno подключен к выходному контакту датчика движения pir, а контакт № 9 Arduino Uno подключен к датчику дверного контакта. Датчик движения Pir и датчик дверного контакта могут получать питание через выход Arduino +5 В. Но я предпочитаю использовать внешний источник питания для питания датчика двери и пирсинга.
Дверной контактный выключатель может питаться от + 5В до + 12В. Я запитал его от блока питания 5В. Если вы вводите +12 В на герконовый переключатель, вам может потребоваться вставить резистор последовательно с герконовым переключателем, потому что контакты Arduino допускают 5 вольт, а +12 В (при контакте) может разрушить входной контакт Arduino.Когда контакт устанавливается герконом, входное напряжение появляется на цифровом выводе Arduino. В нашем случае на двери (пин # 9) пин . Если напряжение выше 5 В, это может вывести из строя входной вывод Arduino. Поэтому будьте осторожны перед включением геркона.
Примечание: Я пишу +12 В из-за того, что датчик двери установлен на некотором расстоянии от основного микроконтроллера (в нашем случае Arduino) и после контакта напряжение на проводе падает из-за длины провода.

Модулю

Gsm требуется дополнительное питание во время отправки sms.Для питания модуля sim900 gsm используйте адаптер, который может непрерывно подавать ток 1 ампер при напряжении 5 вольт. 1 ампер адаптера достаточно для питания всех компонентов (Arduino, Pir, герконового переключателя и модуля GSM), используемых в схеме проекта.

Система домашней безопасности Arduino с пир, GSM и дверным контактным переключателем

Переходим к кодовой части проекта безопасности. Сначала я определил цифровые выводы Arduino, которые будут взаимодействовать с датчиком движения и дверным контактным переключателем (выводы 8 и 9 Arduino).В функции настройки я объявил оба контакта (Arduino Pin # 8 и 9) как входные. Поскольку мы читаем состояние датчиков, мы должны объявить их входными. После объявления контактов интерфейса датчика Arduino в качестве входа. Я перешел к модулю Uart Arduino. Модуль Arduino Uart присутствует на контактах Arduino № 0 и 1. Чтобы объявить и запустить модуль arduino uart в arduino ide, мы используем команду Serial.begin () . Чтобы установить скорость передачи данных, мы вставляем значение скорости в круглых скобках после слова begin.В нашем случае я установил скорость связи 9600 бит в секунду, а команда, используемая для ее инициализации, – Serial.begin (9600) .

В функции цикла объявлены две переменные: S1 и S2 . Обе переменные используются для хранения статуса датчика двери и двери. Оператор S1 = digitalRead (door) проверяет состояние датчика двери и сохраняет его в переменной S1. Оператор S2 = digitalRead (Out) проверяет состояние pir и сохраняет его состояние в переменной S2 .Затем оператор if сравнивает состояние обоих датчиков / переменной ( S1 и S2 ). Если выход pir высокий, а контактный датчик низкий, тогда элемент управления попадает в тело оператора if. В теле оператора if AT команды используются для отправки текстового сообщения на определенный номер ячейки.

Для отправки команд arduino на его порт Uart Serial.println () используется в arduino ide. Отправляется первый «AT + CMGF = 1» . Эта команда устанавливает GSM-модуль sim900 в текстовый режим sms.Затем «AT + CMGS =» отправляется с «\» + 923425500809 \ »» . На самом деле это номер sim-карты получателя или номер, на который мы хотим отправить sms. Обратная косая черта в последнем операторе предотвращает выполнение двойных кавычек arduino ide. Sim900 требует, чтобы номер мобильного телефона был заключен в двойные кавычки. После номера идет тело / текст смс. Я отправляю название своего веб-сайта www.microcontroller-project.com в виде текста. Вы можете отправлять все, что хотите. Затем следует самое важное утверждение Serial.напишите (26) . Для завершения сообщения и отправки sim900 требуется Ctrl + Z команда. Если мы переведем Ctrl + Z в код ascii, он преобразуется в ’26’. Итак, в конце кода мы отправляем команду Ctrl + Z на sim900 для отправки текстового сообщения.

Дальнейшая работа
В случае обнаружения какой-либо угрозы проект можно усовершенствовать, управляя другими устройствами, такими как свет, сигнализация и т. Д. Плата реле Arduino, содержащая несколько реле, может использоваться для включения и выключения периферийных устройств (свет, сигнализация).Помимо смс-сообщения с предупреждением, владельцу дома также можно отправить электронное письмо, используя функцию GPRS модуля sim900 gsm / gprs.

Обнаружение движения только с камерой ESP32 (версия Arduino)

У вас есть камера ESP32 ? Вы хотите выполнять обнаружение движения БЕЗ ЛЮБОГО внешнего оборудования ?

Вот учебное пособие, созданное специально для вас: 30 строк кода , и вы будете знать, когда что-то изменится в вашем видеопотоке 🎥

** См. Обновленную версию этого проекта: это проще в использовании и намного быстрее: Более простое, быстрое, чистое видео Обнаружение движения кулачком ESP32 **

Что такое (наивное) обнаружение движения?

Цитата из Википедии

Обнаружение движения – это процесс обнаружения изменения положения объекта относительно его окружения или изменения окружения относительно объекта

В этом проекте мы реализуем то, что я вызовите наивное обнаружение движения : то есть мы не фокусируемся на конкретном объекте и не следим за его движением.

Мы только обнаружим, если значительная часть изображения изменилась от одного кадра к другому.

Мы не будем определять ни место движения (это тема следующего проекта), ни его причины. Мы будем анализировать видеопоток в (почти) реальном времени и сравнивать кадр за кадром: если изменилось много пикселей, мы назовем это движением.

Я не могу использовать внешний PIR?

Несколько проектов в Интернете об обнаружении движения с помощью камеры ESP32 используют внешний ИК-датчик для запуска видеозаписи.

В чем проблема такого подхода?

1. Внешнее оборудование

Прежде всего, вам потребуется внешнее оборудование. Если вы используете макетную плату, нет проблем, вам просто понадобится еще пара проводов, и все готово. Но у меня есть хорошая камера M5stick (без партнерской ссылки), она уже хорошо упакована, поэтому добавить датчик PIR будет не так-то просто.

2. Поле зрения

ПИК-сенсоры имеют ограниченное поле обзора (FOV), поэтому вам понадобится больше одного, чтобы охватить весь диапазон камеры.

Моя камера, например, оснащена объективом типа «рыбий глаз», который дает мне угол обзора 160 °. Большинство дешевых PIR-датчиков имеют поле зрения 120 °, поэтому одного недостаточно. Это добавляет еще больше места моему проекту.

3. Холодные объекты

Датчики PIR срабатывают инфракрасным светом. Инфракрасный свет излучается горячими телами (например, людьми и животными).

Но движение в видеопотоке может происходить по разным причинам, не обязательно из-за горячих тел, например, если вы хотите отслеживать проезжающие машины на улице.

Датчик PIR не может этого сделать, а видеодетектор движения может.

Камера ESP32 с чистым видеодетектором движения может обнаруживать движение, вызванное холодными объектами. Щелкните, чтобы твитнуть

Что вам нужно?

Все, что вам нужно для этого проекта, – это плата с сенсором камеры. Как я уже сказал, у меня есть камера M5Stick с объективом типа «рыбий глаз», но любая камера на базе ESP32 должна работать из коробки:

ESP32 cam
ESP32 eye
TTGO camera
… любой другой вариант ESP32 камера

Как это работает?

Хорошо, перейдем к “техническим” вещам.

Проще говоря, алгоритм подсчитывает количество разных пикселей от одного кадра к другому: если изменилось много пикселей, он обнаружит движение.

Ну это почти вот так.

Конечно, такой алгоритм будет очень чувствителен к шуму (который довольно высок на этих недорогих камерах). Нам нужно уменьшить количество ложных срабатываний.

Пониженная дискретизация

Один из суперпростых и сверхэффективных способов сделать это – работать с блоками вместо пикселей.Блок – это просто квадрат размером N x N, значение которого является средним значением пикселей, которые он содержит.

Это значительно снижает чувствительность к шуму, обеспечивая более надежное обнаружение. Вот пример того, что делает с изображением операция «блокировки».

Это действительно эффект «пикселизации»: вы берете исходное изображение (скажем, 320×240 пикселей) и изменяете его размер в 10 раз меньше, 32×24.

Это имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что гораздо легче работать с матрицей 32×24 вместо матрицы 320×240: если вы хотите выполнять обнаружение в реальном времени, это ОБЯЗАТЕЛЬНО.

Как выбрать масштабный коэффициент?

Ну, это зависит от обстоятельств.

Это зависит от желаемой чувствительности. Чем выше субдискретизация, тем менее чувствительным будет ваше обнаружение.

Если вы хотите обнаружить человека, проходящего на расстоянии 50 см от камеры, вы можете без проблем увеличить это число. Если вы хотите обнаружить собаку на расстоянии 10 метров, вы должны держать ее в пределах 5-10 метров.

Поэкспериментируйте с вашим собственным вариантом использования и настройте методом проб и ошибок.

Порог разницы блоков

После того, как мы определили размер блока, нам нужно определить, изменился ли блок от одного кадра к другому.

Конечно, простая проверка на разницу (ток ! = Предыдущее значение ) снова будет слишком чувствительна к шуму. Блок может измениться по разным причинам, первая из которых – плохое качество камеры.

Поэтому вместо этого мы определяем процентный порог, выше которого мы можем точно сказать, что блок действительно изменился. Хорошей отправной точкой может быть 10-20%, но, опять же, вам нужно настроить это в соответствии с вашими потребностями.

Чем выше порог, тем менее чувствительным будет алгоритм.

В коде это вычисляется как

  float delta = abs (currentBlockValue - prevBlockValue) / prevBlockValue;

, который указывает относительное увеличение / уменьшение от предыдущего значения.

Порог разности изображений

Теперь, когда мы можем определить, изменился ли блок от одного кадра к другому, мы можем фактически определить, изменилось ли изображение.

Вы можете решить запускать движение, даже если изменился отдельный блок, но я предлагаю вам установить здесь более высокое значение.

Вернемся к примеру с изображением 320×240. С блоком 10×10 вы будете работать с 32x24 = 768 блоками: вы назовете это «движением», если 1 из 768 блоков изменил значение?

Не думаю. Вы хотите что-то более надежное. Вы хотите изменить 50 блоков. Или хотя бы 20 блоков. Если посчитать, то 20 блоков из 768 – это всего лишь 2,5% изменения, что практически незаметно.

Если вы хотите быть устойчивым, не устанавливайте этот порог на слишком низкое значение. Опять же, экспериментируйте с реальным миром.

В коде это вычисляется как:

  float changedBlocksPercent = changedBlocks / totalBlocks

Объединить все вместе

Повторное отображение: при запуске алгоритма обнаружения движения вам нужно установить 3 параметра:

размер блока
порог различия блоков
порог различия изображений

Давайте выберем 3 разумных значения по умолчанию: размер блока = 10 , порог блока = 15% , порог изображения = 20% .

На что влияют эти параметры на практике?

Они означают, что движение будет обнаружено, если 20% изображения, усредненного в блоках 10x10, изменили свое значение по крайней мере на 15% от одного кадра к следующему .

Как видите, вам не нужны изображения высокой четкости, чтобы (наивно) обнаружить, что с изображением что-то случилось. Большая область движения будет легко обнаружена даже при очень низком разрешении.

Пример из реального мира

А теперь самое интересное.Я покажу вам, как это работает в реальном сценарии.

Для простоты я написал скетч, который выполняет только обнаружение движения, а не потоковую передачу видео по HTTP.

Это означает, что вы не сможете увидеть исходное изображение, записанное с камеры. Тем не менее, я сохранил размер блока до минимума, чтобы обеспечить наилучшее возможное качество.

Это я несколько раз провожу руку перед камерой.

Сетка, которую вы видите, представляет фактические пиксели, используемые для вычислений.Каждая ячейка соответствует одному пикселю уменьшенного изображения.

Оранжевые ячейки выделяют пиксели, которые алгоритм считает «разными» от одного кадра к другому. Как видите, некоторые пиксели обнаруживаются даже при отсутствии движения. Это тот шум, о котором я говорил несколько раз во время публикации.

Когда я перемещаю руку в кадре, вы видите, что многие пиксели активируются, поэтому появляется текст «Движение».

При движении руки вы можете заметить то, что я называю «призрачным» эффектом.На самом деле вы видите две области движения: одна – там, где сейчас находится моя рука, которая, конечно же, изменилась. Другой – это область, где моя рука была в предыдущем кадре, которая вернулась к своему исходному содержанию.

Вот почему я предлагаю вам поддерживать пороговое значение разности изображений на высоком значении: если произойдет какое-то реальное движение, вы обязательно это заметите, потому что активированная область изображения будет на самом деле больше, чем реальный движущийся объект.

Вам нравится эффект сетки в примере видео? Дайте мне знать в комментарии, если вы хотите, чтобы я им поделился.

Или даже лучше: подпишитесь на информационный бюллетень, и вы получите его прямо в свой почтовый ящик с моим следующим письмом.

Проверьте полный код проекта на Github

Ознакомьтесь также с сутью инструмента визуализации

Урок Arduino – PIR Motion Sensor – kookye.com

Бьямбер

Урок Arduino – Датчик движения PIR

Содержимое

Введение
Препараты
О датчике движения PIR
Примеры

Пассивный инфракрасный датчик ( PIR Motion sensor ) – это электронный датчик, который измеряет инфракрасный (ИК) свет, излучаемый объектами в его поле зрения.Чаще всего они используются в датчиках движения на основе PIR. Таким образом, он может обнаруживать движение на основе изменений инфракрасного света в окружающей среде. Он идеально подходит для определения того, вошел ли человек в зону действия датчика или вышел из нее. В этом уроке мы узнаем, как работает датчик PIR и как использовать его с платой Arduino для обнаружения движения.

Оборудование

Плата UNO (полностью совместима с Arduino UNO rev.3) x 1
Датчик движения PIR x 1
реле x 1
Макет x 1
Джемперы
Кабель USB x 1
шт x 1

Программное обеспечение

Arduino IDE (версия 1.6.4+)

Обзор

Датчики движения

PIR позволяют определять движение, почти всегда используются для определения того, вошел ли человек в зону действия датчиков или вышел из нее. Они маленькие, недорогие, маломощные, простые в использовании и не изнашиваются. По этой причине они обычно встречаются в бытовой технике и гаджетах, используемых в домах или на предприятиях. Их часто называют PIR, «пассивными инфракрасными», «пироэлектрическими» или «инфракрасными датчиками движения».

Используйте этот датчик движения Arduino для создания систем охранной сигнализации, систем домашней автоматизации или любого простого устройства, которое предотвращает проникновение людей в вашу комнату!

Технические характеристики

Рабочее напряжение: 4.От 5 В до 20 В
Выход: Высокий: 3,3 В, Низкий: 0 В
Угол обнаружения: Приблизительно 120 градусов
Диапазон: Регулируемый, до 7 м
Режимы триггера: L неповторяемый триггер / H повторяемый триггер (по умолчанию)
Время задержки: (Время пребывания) регулируется в пределах 5–300 секунд. –– его можно увеличить, увеличив значение конденсатора CY1-Timing на выводе 4 микросхемы IC
Рабочая температура: -20 – +80 градусов C.
Размеры печатной платы : 33×25 мм, высота 14 мм без объектива; Объектив : высота 11 мм, диаметр 23 мм.
Вес: 6 г

PIR

в основном состоят из пироэлектрического датчика (который вы можете видеть выше как круглая металлическая банка с прямоугольным кристаллом в центре), который может определять уровни инфракрасного излучения. Все излучает низкоуровневую радиацию, и чем горячее что-то, тем больше радиации испускается.Датчик в детекторе движения фактически разделен на две половины. Причина в том, что мы стремимся обнаруживать движение (изменение), а не средние уровни ИК-излучения. Две половинки соединены так, чтобы нейтрализовать друг друга. Если одна половина видит большее или меньшее ИК-излучение, чем другая, выходной сигнал будет колебаться вверх или вниз.

Затем этот датчик помещается за многогранной линзой (линзой Френеля), которая «разбивает» вид на мир на более мелкие конусы повышенной видимости и промежуточные области с меньшей видимостью, тем самым значительно расширяя полезный угол обзора / обнаружения.

Диаграмма угла срабатывания ИК-датчика:

Вместе с пироэлектрическим датчиком идет связка поддерживающих схем, резисторов и конденсаторов. Кажется, что большинство небольших датчиков для любителей используют BISS0001 («Микросхема ИК-датчика движения Micro Power») , несомненно, очень недорогой чип. Этот чип принимает выходной сигнал датчика и выполняет некоторую незначительную обработку, чтобы испустить цифровой выходной импульс от аналогового датчика.

Наши датчики движения PIR выглядели так:

Штифт или управление	Функция
Регулировка времени задержки	Устанавливает, как долго выходной сигнал остается высоким после обнаружения движения….Где угодно от 5 секунд до 5 минут.
Регулировка чувствительности	Устанавливает диапазон обнаружения…. от 3 метров до 7 метров
Штифт заземления	Вход заземления
Вывод цифрового выхода	Низкий, когда движение не обнаружено. Высокий, когда обнаружено движение. Высокий – 3,3 В
Штифт питания	От 4,5 до 20 В постоянного тока Вход питания

Как это работает?

Здесь мы используем датчик движения PIR.PIR расшифровывается как Passive InfraRed. Этот датчик движения состоит из линзы Френеля, инфракрасного детектора и вспомогательной схемы обнаружения. Линза на датчике фокусирует любое инфракрасное излучение, присутствующее вокруг нее, в направлении инфракрасного датчика. Наши тела выделяют инфракрасное тепло, которое улавливается датчиком движения. Датчик выдает сигнал 5 В в течение одной минуты, как только обнаруживает присутствие человека. Он предлагает ориентировочную дальность обнаружения около 6-7 м и очень чувствителен.

Когда датчик движения PIR обнаруживает человека, он выдает сигнал 5 В на Arduino. Таким образом срабатывает прерывание на Arduino. Мы определяем, что должна делать Arduino при обнаружении злоумышленника.

Регулировка чувствительности

Как уже упоминалось, диапазон регулировки составляет примерно от 3 до 7 метров. На рисунке ниже показана эта регулировка. Вы можете щелкнуть, чтобы увеличить иллюстрацию.

Регулировка времени задержки

Регулировка задержки времени определяет, как долго выходной сигнал модуля датчика PIR будет оставаться на высоком уровне после обнаружения движения.Диапазон составляет примерно от 5 секунд до пяти минут. На рисунке ниже показана эта регулировка.

Выбор режима триггера Деталь

Перемычка выбора режима запуска позволяет выбирать между однократным и повторяемым запуском. Эта установка перемычки определяет, когда начинается отсчет времени задержки.

SINGLE TRIGGER – Задержка начинается сразу после первого обнаружения движения.
REPEATABLE TRIGGER – Каждое обнаруженное движение сбрасывает временную задержку.Таким образом, временная задержка начинается с последнего обнаруженного движения.

5 секунд выкл. По истечении времени задержки – ВАЖНО

Выход этого устройства будет низким (или выключенным) примерно на 5 секунд после завершения временной задержки. Другими словами, в течение этого трехсекундного периода все обнаружение движения блокируется.

Например:

Представьте, что вы находитесь в режиме однократного запуска (см. Ниже), и ваша временная задержка установлена на 5 секунд.
PIR обнаружит движение и установит его на 5 секунд.
Через пять секунд PIR установит низкий уровень выходного сигнала примерно на 3 секунды.
В течение трех секунд PIR не обнаруживает движения.
Через три секунды PIR снова обнаружит движение, и обнаруженное движение снова установит высокий уровень выходного сигнала, и выход останется включенным в соответствии с настройкой времени задержки и выбором режима триггера.

Светодиод управления датчиком движения PIR

В этом проекте вы собираетесь создать простую схему с Arduino и датчиком движения PIR, который может обнаруживать движение.Светодиод загорается при обнаружении движения.

Подключение

Создайте схему, как показано ниже:

Подключить PIR-датчики к микроконтроллеру очень просто. PIR действует как цифровой выход, поэтому все, что вам нужно сделать, это прислушаться к переключению вывода: высокий (обнаружен) или низкий (не обнаружен).

Подайте на PIR напряжение 5 В и соедините заземление с землей. Затем подключите выход к цифровому выводу. В этом примере мы будем использовать контакт 2.

Код

Программа

После завершения вышеуказанных операций подключите плату Arduino к компьютеру с помощью кабеля USB.Зеленый индикатор питания (с надписью PWR ) должен загореться. Откройте Arduino IDE и выберите соответствующий тип платы и тип порта для вашего проекта. Затем загрузите следующий скетч на свой Arduino.

 int ledPin = 13; // выбираем вывод светодиода int inputPin = 2; // выбираем входной контакт (для датчика PIR) int pirState = LOW; // мы начинаем, предполагая, что движение не обнаружено int val = 0; // переменная для чтения статуса вывода void setup () {pinMode (ledPin, OUTPUT); // объявляем светодиод как выход pinMode (inputPin, INPUT); // объявляем датчик входным  Serial .begin (9600); } void loop () {val = digitalRead (inputPin); // считываем входное значение if (val == HIGH) {// проверяем, является ли вход HIGH digitalWrite (ledPin, HIGH); // включаем светодиод if (pirState == LOW) {// мы только что включили  Serial  .println ("Обнаружено движение!"); // Мы хотим печатать только при изменении вывода, а не состояние pirState = HIGH; }} еще {digitalWrite (ledPin, LOW); // выключаем светодиод if (pirState == HIGH) {// мы только что отключили  Serial  .println ("Движение закончилось!"); // Мы хотим печатать только при изменении вывода, а не состояние pirState = LOW; }}}

Этот код просто отслеживает, высокий или низкий уровень на входе вывода 2.Он также отслеживает состояние штифта, так что он распечатывает сообщение, когда движение началось и остановилось.

Текущий результат

Через несколько секунд после завершения загрузки посмотрите на светодиодный индикатор 13 контакта Arduino. Вы также можете открыть монитор последовательного порта и установить скорость передачи 9600 бит / с, вы можете увидеть следующее:

Датчику PIR требуется несколько секунд активности без движения , пока он делает «снимок» области обзора.Постарайтесь не двигаться, пока не погаснет светодиод 13-го контакта, затем помашите руками, прыгайте в воздух, сходите с ума!

Вы также заметите, что есть задержка, связанная с датчиком движения после каждого обнаружения. В зависимости от датчика вы можете настроить эту задержку.

Реле управления датчиком движения PIR

В качестве примера для этого урока я создам схему, которая будет включать реле для управления некоторыми высоковольтными устройствами, когда датчик обнаруживает объект.

Подключение

Создайте схему, как показано ниже:

Выходной контакт датчика будет подключен к контакту № 2 на плате Arduino, и когда объект будет обнаружен, контакт № 3 активирует модуль реле и загорится лампа высокого напряжения. Для получения более подробной информации о том, как работает релейный модуль, вы можете проверить рисунок ниже.

Код

Программа

 int ledPin = 13; // выбираем вывод для светодиода int relayInput = 3; // выбираем контакт для реле int inputPin = 2; // выбираем входной контакт (для датчика PIR) int pirState = LOW; // мы начинаем, предполагая, что движение не обнаружено int val = 0; // переменная для чтения статуса вывода void setup () {pinMode (ledPin, OUTPUT); // объявляем светодиод как выход pinMode (inputPin, INPUT); // объявляем датчик входным pinMode (relayInput, OUTPUT); // объявляем реле как выход digitalWrite (relayInput, HIGH); // предполагаем, что реле выключено  Serial .begin (9600); } void loop () {val = digitalRead (inputPin); // считываем входное значение if (val == HIGH) {// проверяем, является ли вход HIGH digitalWrite (ledPin, HIGH); // включаем светодиод if (pirState == LOW) {// мы только что включили  Serial  .