Podatkovni list senzorja PIR, specifikacije Pinout, Delo

V tem prispevku bomo raziskali podatkovni list PIR ali piroelektričnega infrardečega radialnega senzorja HC-SR501. Razumeli bomo, za kakšen namen se uporablja senzor PIR? Njegove osnovne sprožilne operacije, podrobnosti o povezavi z zatiči, tehnične specifikacije in končno bomo preučili nekaj resničnih aplikacij.

Začeli bomo z razumevanjem dejanske enote PIR senzorja, ki je nameščena znotraj standardni PIR moduli in se naučite njegovih notranjih značilnosti, podrobnosti o pinout-u in notranjih delovnih podrobnosti.

Kaj je PIR senzor?

PIR pomeni piroelektrični infrardeči radialni senzor ali pasivni infrardeči senzor. PIR je elektronski senzor, ki zazna spremembe v infrardeči svetlobi na določeni razdalji in na njegov izhod odda električni signal kot odziv na zaznani IR signal. Zazna lahko kateri koli predmet, ki oddaja infrardečo svetlobo, kot so ljudje ali živali, če je to doseg senzorja ali če se odmakne od dosega ali se giblje znotraj dosega senzorja.
Modul senzorja PIR lahko razdelimo na dva dela, infrardeče občutljiv kristal in procesno vezje.

Prikaz kristala, občutljivega na PIR:

Temni del kovine, v katerem je nameščen IR občutljiv kristal, lahko občutljiv kristal zazna nivo infrardeče svetlobe v okolici. Pravzaprav ima dva piroelektrična senzorja za zaznavanje premikajočih se predmetov. Če eden od občutljivih kristalov zazna spremembo infrardečega (prirast ali zmanjšanje) kot drugi občutljivi kristal, se sproži izhod.

Nad tem občutljivim kristalom je običajno nameščena plastična struktura v obliki kupole, ki deluje kot leča za usmerjanje infrardeče svetlobe na senzorje.

Kako deluje PIR

Delovanje zaznavanja piroelektričnega infrardečega senzorja temelji na lastnosti ali lastnosti, ki postane odgovorna za spreminjanje polarizacije materiala kot odziv na temperaturne spremembe.

Ti senzorji uporabljajo dvojni ali par senzorskih elementov za zaznavanje IR signalov v dveh korakih, kar zagotavlja neprekinjeno zaznavanje z odpravo neželenih temperaturnih sprememb v obstoječi stopnji EMI. Ta dvostopenjski postopek zaznavanja izboljša splošno stabilnost senzorja in pomaga zaznati IR signale samo iz človeške prisotnosti.

Ko se človek ali ustrezen IR vir premakne mimo senzorja PIR, sevanje izmenično zareže v par senzorskih elementov in sproži izhod, da ustvari par ON / OFF ali visokih in nizkih impulzov, kot je prikazano v naslednjo valovno obliko:

Naslednja groba simulacija Gif prikazuje, kako se PIR senzor odziva na premikajočega se človeka in razvije nekaj kratkih ostrih impulzov na svojih izhodnih vodih za zahtevano obdelavo ali sprožitev ustrezno konfigurirane relejne stopnje

Notranja postavitev PIR

Naslednja slika prikazuje notranjo postavitev ali konfiguracijo znotraj standardnega PIR senzorja.

Na levi vidimo par zaporedno povezanih IR senzorskih elementov. Zgornji konec te serije je povezan z vrati vgrajenega FET, ki deluje kot majhen ojačevalnik IR signala. Spustni upor Rg zagotavlja zahtevano logiko nič v stanju pripravljenosti za FET, da se prepriča, da ostane brez izklopa IR signala popolnoma izklopljen.

Ko par senzorskih elementov zazna premikajoči se IR signal, generira ustrezen par hi in nizko logičnih signalov, kot je razloženo zgoraj:

Te impulze FET ustrezno ojači in na izhodnem zatiču ponovi za nadaljnjo obdelavo s priloženim vezjem.

S tem povezane stopnje EMI skupaj s kondenzatorjem zagotavljajo dodatno filtracijo postopka, da se na navedenem izhodnem zatiču PIR ustvari čisti sklop impulzov.

Nastavitev preskusa za senzor PIR

Naslednja slika prikazuje standardni test PIR senzorja. Izhodni in Vss zatiči (negativni zatič) PIR-ja so povezani z zunanjim uporom navzdol, zatič Vdd je dobavljen z napajalnikom 5V.

Pisalno črno ohišje ustvarja zahtevano enakovredno infrardeče sevanje za PIR senzor s pomočjo sekalnega mehanizma. Sekalna plošča izmenično prereže IR signale, ki posnemajo premikajoči se IR cilj.

Ta sesekljan IR signal zadene senzor PIR, ki generira določene impulze preko njegovega izhodnega zatiča, ki je primerno ojačan z opampom za analizo na merilniku.

Idealni preskusni pogoji za zgornjo nastavitev si lahko ogledate spodaj:

Uravnavanje izhoda zaznavnega elementa

Ker je v PIR-jih uporabljen dvojni zaznavalni mehanizem, je treba zagotoviti pravilno uravnoteženo obdelavo skozi par leč.

Zaznavni elementi se preskusijo in ustrezno konfigurirajo z vrednotenjem ustrezne izhodne napetosti enojnega signala (SSOV) po naslednji formuli:

Tehtnica: | Va - Vb | / (Va + Vb) x 100%
Kje, Va = Občutljivost strani A (mV od vrha do vrha)
Vb = stran občutljivosti B (mV od vrha do vrha)

Glavne specifikacije

Glavne tehnične specifikacije in dimenzijske parametre PIR senzorja lahko izveste iz naslednjih podrobnosti:

Uporaba modulov PIR znotraj

Danes boste našli PIR module s PIR senzorjem, integriranim s specializiranim procesnim vezjem in lečo. To povečuje zmogljivost PIR-krat in omogoča končnemu uporabniku, da dobi natančno definiran optimiziran, ojačan izhod iz modula.

Ta izhod je zdaj treba konfigurirati le s stopnjo releja za zahtevano vklop / izklop preklapljanja bremena kot odziv na človeško prisotnost v določenem območju.

Vezje znotraj standardnih modulov je sestavljeno iz IC BISS0001, ki je posebej zasnovan za aplikacije za zaznavanje gibanja. Na voljo sta dva gumba, eden za nastavitev občutljivosti modula in drugi za nastavitev časovne dolžine, koliko časa mora izhod ostati VISOK po sprožitvi modula.

Zdaj pa raziščimo tehnične podrobnosti PIR senzorja HC-SR501.

Delovna napetost:

HC-SR501 je od 5 V do 20 V, kar omogoča veliko prilagodljivost za oblikovalce vezij.

Trenutna poraba:

HC-SR501 je bateriji prijazna naprava, trenutna poraba pa znaša 65 mA, ko zazna kakršno koli spremembo IR svetlobe.

Izhodna napetost:

Ko modul zazna gibanje infrardeče povezave, izhod postane VISOK pri 3,3 V, če modul ne zazna gibanja, po določenem obdobju preide NIZKO ali 0 V.

Čas zakasnitve:

Na voljo je gumb za nastavitev časa, da izhod ostane VISOK po zaznavanju IR. To časovno obdobje lahko prilagodite od 5 sekund do 5 minut.

Občutljivost:

Kot območja zaznavanja je okoli 110 stopinj stožca. Za nastavitev občutljivosti je na voljo gumb, ki ga lahko spreminjamo od 3 do 7 metrov pravokotno na senzor. Ob premikanju obeh strani senzorja se občutljivost zmanjša.

Delovna temperatura:

HC-SR501 ima impresivno delovno temperaturo od -15 do +70 stopinj Celzija.

Mirovalni tok:

Mirovalni tok je tok, porabljen iz napajalnika, ko senzor ne zazna gibanja ali ko je v prostem teku. Porabi manj kot 50 uA, zaradi česar je senzorska baterija prijazna.

PIR izvlečki in načini sprožilca

Sprožilni načini:

Modul PIR ima dva načina sprožilca: način enojnega sprožilca / neponovitve in ponovni sprožilec. Do teh dveh načinov lahko dostopate s spreminjanjem položaja mostička, navedenega v modulu.

Način enojnega sprožilca / način brez ponavljanja:

Ko je senzor PIR nastavljen v načinu enojnega sprožilca (in časovnik gumba / čas zakasnitve je nastavljen na 5 sekund (recimo)), ko zazna človeka, se izhod za 5 sekund obrne VISOKO in NIZKO.

Način ponovitve sprožilca:

Ko je senzor PIR nastavljen v načinu ponovitve sprožilca, ko zazna človeka, se izhod obrne VISOKO, časovnik šteje 5 sekund, ko pa zazna drugega človeka, v teh 5 sekundah se časovnik ponastavi na nič in šteje še 5 sekund po drugem človeka.

Čas blokade:

Čas blokade je časovni interval, ko je senzor onemogočen ali ne zazna gibanja. Blok čas za HC-

SR501 je privzeto 3 sekunde.

To se zgodi po času zakasnitve (ki je bil nastavljen s pomočjo gumba časovnika), ko izhod v tem intervalu za 3 sekunde NISO zaznan noben gib. Po treh sekundah (LOW) bo senzor spet pripravljen zaznati gibanje.
Z drugimi besedami, ko senzor zazna gibanje, gre izhod v VISOK, izhod ostane VISOK glede na gumb časovnika (recimo 5 sekund), po 5 sekundah PIR senzor preide v LOW, signal LOW ostane 3 sekunde, ne glede na novo gibanje, če obstaja.

Mere modula:

Senzor je dovolj kompakten, da se lahko skrije pred pogledom ljudi, tako da ne vpliva na okraske itd. Dimenzije so 32 mm x 24 mm.

Velikost leče:

Struktura bele kupole, ki zapira piroelektrični senzor, se imenuje Fresnelove leče, ki povečajo domet zaznavanja in je videti neprozorna. V premeru meri 23 mm.

Aplikacije:

• Varnostni sistemi.
• Samodejne luči.
• Industrijski avtomatski nadzor.
• Avtomatska vrata.

Na tej strani lahko najdete nekaj projektov s pomočjo PIR senzorja.

Tipično vezje modula PIR

Za navdušence, ki nameravajo zgraditi celoten PIR modul skupaj s senzorjem in polnim ojačevalnikom, je mogoče uporabiti naslednjo standardno shemo in jo uporabiti za kakršno koli sprožitev ustrezne aplikacije na osnovi senzorja PIR.

Imate nadaljnje dvome ali vprašanja? Prosimo, da jih objavite v spodnjem polju za komentarje