Tehnička lista PIR osjetnika, Specifikacije pinouta, Radno

U ovom ćemo postu istražiti podatkovnu tablicu PIR-a ili piroelektričnog infracrvenog radijalnog senzora HC-SR501. Razumjet ćemo u koju svrhu se koristi PIR senzor? Njegove osnovne operacije okidača, detalji pinove veze, tehničke specifikacije i na kraju ćemo pogledati neke stvarne aplikacije.

Započet ćemo razumijevanjem stvarne jedinice PIR osjetnika koja je ugrađena unutra standardni PIR moduli i naučiti njegove unutarnje karakteristike, detalje pinouta i unutarnje radne detalje.

Što je PIR senzor?

PIR je kratica od piroelektričnog infracrvenog radijalnog senzora ili pasivnog infracrvenog senzora. PIR je elektronički senzor koji otkriva promjene infracrvenog svjetla na određenoj udaljenosti i odašilje električni signal na svom izlazu kao odgovor na otkriveni IR signal. Može otkriti bilo koji objekt koji emitira infracrvenu svjetlost, poput ljudi ili životinja, ako je to doseg senzora, ili se udaljava od dometa ili se kreće unutar dosega senzora.
Modul PIR osjetnika može se podijeliti na dva dijela infracrveno osjetljivi kristal i procesni krug.

Ilustracija kristala osjetljivog na PIR:

Tamni dio metala u kojem je smješten IR osjetljivi kristal, osjetljivi kristal može otkriti razinu infracrvene svjetlosti u okolini. U njemu se zapravo nalaze dva piroelektrična senzora za otkrivanje pokretnih predmeta. Ako jedan od osjetljivih kristala otkrije promjenu infracrvene svjetlosti (prirast ili smanjenje) od drugog osjetljivog kristala, izlaz se aktivira.

Preko ovog osjetljivog kristala obično se postavlja plastična struktura u obliku kupole koja djeluje kao leća za fokusiranje infracrvene svjetlosti na senzore.

Kako PIR djeluje

Rad senzora piroelektričnog infracrvenog senzora temelji se na svojstvu ili karakteristici koja postaje odgovorna za promjenu polarizacije njegovog materijala kao odgovor na temperaturne promjene.

Ovi senzori koriste dvostruki ili par senzorskih elemenata za osjetljivost IR signala u dva koraka, što osigurava pouzdanu detekciju poništavanjem neželjenih temperaturnih varijacija unutar postojećeg EMI stupnja. Ovaj postupak otkrivanja u dva koraka poboljšava ukupnu stabilnost senzora i pomaže u otkrivanju IR signala samo od ljudske prisutnosti.

Kad se ljudsko biće ili relevantan IR izvor pomakne pored PIR senzora, zračenje se naizmjenično usijeca u par osjetljivih elemenata, aktivirajući izlaz da generira par ON / OFF ili visokih i niskih impulsa, kao što je prikazano u sljedeći valni oblik:

Sljedeća gruba simulacija GIF-a pokazuje kako PIR senzor reagira na čovjeka u pokretu i razvija nekoliko kratkih oštrih impulsa na svojim izlaznim vodovima za potrebnu obradu ili aktiviranje odgovarajuće konfigurirane faze releja

Unutarnji izgled PIR-a

Sljedeća slika prikazuje unutarnji raspored ili konfiguraciju unutar standardnog PIR senzora.

S lijeve strane možemo vidjeti par serijski povezanih IC senzorskih elemenata. Gornji kraj ove serije povezan je s ulazom ugrađenog FET-a koji djeluje kao malo pojačalo IR signala. Rg spuštajući otpor pruža potrebnu logiku nula u stanju pripravnosti za FET kako bi osigurao da ostane potpuno ISKLJUČEN u odsutnosti IR signala.

Kada par osjetnih elemenata detektira pokretni IR signal, on generira odgovarajući par hi i low logičkih signala kako je gore rečeno:

Ti impulsi prikladno pojačavaju FET i repliciraju se na njegovom izlaznom pinu za daljnju obradu priključenim krugom.

Pridruženi EMI stupnjevi zajedno s kondenzatorom pružaju dodatnu filtraciju procesu kako bi se proizveo čisti set impulsa na naznačenom izlaznom pinu PIR-a.

Postavljanje ispitivanja za PIR senzor

Sljedeća slika prikazuje postavljeno standardno ispitivanje PIR osjetnika. Izlazni i Vss-pinovi (negativni pin) PIR-a povezani su s vanjskim otpornikom na dolje, Vdd-pin isporučen je s napajanjem od 5V.

Dopisničko crno tijelo generira potrebno ekvivalentno infracrveno zračenje za PIR senzor mehanizmom sjeckalice. Sjeckalica naizmjence presijeca IR signale oponašajući pokretnu IR metu.

Ovaj usitnjeni IR signal pogađa PIR osjetnik generirajući određene impulse preko njegovog izlaznog pina, koji se prikladno pojačava opampom za analizu na opsegu.

Idealni uvjeti ispitivanja za gore postavljene postavke mogu se vidjeti u nastavku:

Balansiranje izlaza osjetnog elementa

Budući da se u PIR-ovima koristi dvostruki senzorski mehanizam, postaje neophodno osigurati pravilno obrađivanje kroz par leća.

Osjetni elementi se ispituju i prikladno konfiguriraju procjenom odgovarajućeg izlaznog napona pojedinačnog signala (SSOV) kroz sljedeću formulu:

Vaga: | Va - Vb | / (Va + Vb) x 100%
Gdje je, Va = osjetljivost stranice A (mV od vrha do vrha)
Vb = strana osjetljivosti B (mV od vrha do vrha)

Glavne specifikacije

Glavne tehničke specifikacije i parametri dimenzija PIR osjetnika mogu se naučiti iz sljedećih detalja:

Korištenje PIR unutarnjih modula

Danas ćete naći PIR module s PIR senzorom integriranim sa specijaliziranim procesnim krugom i lećom. To poboljšava performanse PIR nabora i omogućuje krajnjem korisniku da dobro definirani optimizirani, pojačani izlaz iz modula.

Ovaj izlaz sada treba konfigurirati samo s stupnjem releja za potrebno UKLJUČENO / ISKLJUČENO opterećenje kao odgovor na ljudsku prisutnost u predviđenoj zoni.

Krug unutar standardnih modula sastoji se od IC BISS0001 koji je posebno dizajniran za primjene detekcije pokreta. Predviđena su dva gumba, jedan za podešavanje osjetljivosti modula, a drugi za podešavanje vremenske duljine koliko dugo izlaz treba ostati VISOK nakon pokretanja modula.

Istražimo sada tehničke detalje PIR senzora HC-SR501.

Radni napon:

HC-SR501 je od 5 V do 20 V, što stvara veliku fleksibilnost za dizajnere sklopova.

Trenutna potrošnja:

HC-SR501 je uređaj prilagođen baterijama čija trenutna potrošnja iznosi 65 mA kad otkrije bilo kakvu promjenu u IR svjetlu.

Izlazni napon:

Kada modul detektira gibanje infracrvene svjetlosti, izlaz postaje VISOK pri 3,3 V, ako modul ne detektira gibanje, NISKO ili 0 V postaje nakon određenog razdoblja.

Vrijeme odgode:

Predviđen je gumb za podešavanje vremena da izlaz ostane VISOK nakon otkrivanja IR-a. Ovo se vremensko razdoblje može prilagoditi od 5 sekundi do 5 minuta.

Raspon osjetljivosti:

Kut područja otkrivanja je oko 110 stupnjeva konusa. Daje se gumb za podešavanje osjetljivosti koji možemo varirati od 3 metra do 7 metara okomito na senzor. Osjetljivost se smanjuje pomicanjem obje strane senzora.

Radna temperatura:

HC-SR501 ima impresivnu radnu temperaturu u rasponu od -15 do +70 Celzijevih stupnjeva.

Struja mirovanja:

Struja mirovanja je struja potrošena iz napajanja, kada senzor ne prepoznaje nikakvo kretanje ili kada je u praznom hodu. Troši manje od 50 uA, što bateriju senzora čini prihvatljivom.

PIR pinouts i modusi okidača

Načini okidača:

PIR modul ima dva načina okidača: pojedinačni okidač / način ponavljanja i okidač ponavljanja. Ova dva načina rada mogu se pristupiti promjenom položaja kratkospojnika navedenog u modulu.

Način pojedinačnog okidača / način ponavljanja:

Kada je PIR senzor postavljen u način rada s jednim okidačem (a vrijeme i gumb vremena odgode postavljen je na 5 sekundi (recimo)), kada se otkrije čovjek, izlaz se okreće VISOKO na 5 sekundi i prelazi u NISKO.

Način ponavljanja okidača:

Kad je PIR senzor postavljen u način ponavljanja okidača, kada se otkrije čovjek, izlaz se okreće VISOKO, tajmer se broji 5 sekundi, ali kada se otkrije drugi čovjek, u tih 5 sekundi timer se resetira na nulu i broji još 5 sekundi nakon 2. otkrije se čovjek.

Vrijeme blokade:

Vrijeme blokade je vremenski interval u kojem je senzor onemogućen ili neće otkriti kretanje. Vrijeme bloka za HC-

SR501 je prema zadanim postavkama 3 sekunde.

To se događa nakon vremena odgode (koje je bilo postavljeno gumbom tajmera), izlaz se NISKA 3 sekunde, tijekom tog intervala neće se detektirati pokret. Nakon 3 sekunde (LOW) senzor će biti spreman ponovno otkriti kretanje.
Drugim riječima, kada senzor detektira kretanje, izlaz ide VISOKO, izlaz ostaje VISOK prema gumbu za odbrojavanje (recimo 5 sekundi), nakon 5 sekundi PIR senzor ide NISKO, LOW signal će ostati 3 sekunde bez obzira na novi prijedlog ako postoji.

Dimenzije modula:

Senzor je dovoljno kompaktan da se sakrije od pogleda ljudi tako da neće utjecati na ukrase itd. Dimenzije su 32 mm x 24 mm.

Veličina leće:

Bijela kupolasta struktura koja zatvara piroelektrični senzor naziva se Fresnelovim lećama, koje povećavaju domet detekcije i izgleda neprozirno. Promjer mu je 23 mm.

Prijave:

• Sigurnosni sustavi.
• Automatska svjetla.
• Upravljanje industrijskim automatom.
• Automatska vrata.

Na ovom mjestu možete pronaći neke od projekata koji koriste PIR senzor.

Tipični sklop PIR modula

Za entuzijaste koji namjeravaju izraditi cjeloviti PIR modul zajedno sa senzorom i punopravnim pojačalom, sljedeća se standardna shema može koristiti i koristiti za bilo koje relevantno pokretanje aplikacije temeljene na PIR senzoru.

Imate li dodatnih dvojbi ili pitanja? Slobodno ih iznesite kroz dolje navedeni okvir za komentare