Cảnh báo cảm biến chuyển động PIR là một thiết bị phát hiện bức xạ hồng ngoại từ cơ thể người đang chuyển động và kích hoạt một cảnh báo âm thanh.
Bài viết thảo luận về 4 mạch dò chuyển động đơn giản sử dụng op amp và transistor. Chúng tôi cũng thảo luận về chi tiết sơ đồ chân của cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) tiêu chuẩn RE200B.
Chúng tôi sẽ học:
- Cách sử dụng thiết bị cảm biến PIR để phát hiện cơ thể người bằng tia hồng ngoại.
- Cách sử dụng mô-đun PIR làm Mạch báo động chống trộm an ninh
- Cách sử dụng PIR để BẬT đèn khi phát hiện có người.
- Cách áp dụng PIR để phát hiện một đối tượng trong các ứng dụng công nghiệp
Mạch đầu tiên sử dụng một amp op, trong khi thiết kế thứ hai hoạt động với một bóng bán dẫn và rơ le duy nhất để phát hiện bức xạ IR từ cơ thể người đang chuyển động và kích hoạt cảnh báo kích hoạt rơ le.
PIR là gì
PIR là từ viết tắt của Passive Infra Red. Thuật ngữ 'thụ động' chỉ ra rằng cảm biến không chủ động tham gia vào quá trình, có nghĩa là bản thân nó không phát ra các tín hiệu hồng ngoại được đề cập, mà là phát hiện thụ động các bức xạ hồng ngoại phát ra từ động vật máu nóng ở xung quanh.
Các bức xạ phát hiện được chuyển đổi thành điện tích tỷ lệ với mức bức xạ phát hiện được. Sau đó, phí này được tăng cường thêm bởi FET tích hợp và được đưa vào chân đầu ra của thiết bị, chân này có thể áp dụng cho mạch bên ngoài để khuếch đại thêm và cho kích hoạt các giai đoạn báo động .
Chi tiết sơ bộ PIR
Hình ảnh cho thấy sơ đồ sơ đồ chân của cảm biến PIR điển hình. Nó khá đơn giản để hiểu sơ đồ chân và người ta có thể dễ dàng cấu hình chúng thành một mạch hoạt động với sự trợ giúp của các điểm sau:
Như được chỉ ra trong sơ đồ sau, PIN # 3 của cảm biến phải được kết nối với đất hoặc đường ray âm của nguồn cung cấp.
Chân số 1 tương ứng với đầu cuối 'cống' của thiết bị phải được kết nối với nguồn dương, lý tưởng nhất phải là nguồn 5V DC.
Và chân số 2 tương ứng với dây dẫn 'nguồn' của cảm biến phải được nối đất thông qua điện trở 47K hoặc 100K. Chân này cũng trở thành chân ra của thiết bị và tín hiệu hồng ngoại được phát hiện được chuyển tiếp đến bộ khuếch đại từ chân số 2 của cảm biến.
1) Mạch phát hiện chuyển động của con người PIR sử dụng Op Amp
Trong phần trên, chúng ta đã học biểu dữ liệu và sơ đồ chân của cảm biến PIR tiêu chuẩn bây giờ chúng ta hãy tiếp tục và nghiên cứu một ứng dụng đơn giản cho giống nhau:
Sơ đồ mạch PIR đầu tiên để cảm nhận con người đang di chuyển được hiển thị ở trên. Bạn có thể chứng kiến việc triển khai thực tế các chi tiết chốt ra được giải thích tại đây.
Khi có bức xạ IR của con người, cảm biến sẽ phát hiện các bức xạ và ngay lập tức chuyển nó thành các xung điện nhỏ, đủ để kích hoạt bóng bán dẫn thành dẫn điện, làm cho bộ thu của nó thấp đi.
Các IC 741 đã được thiết lập như một bộ so sánh trong đó chân số 3 của nó được chỉ định làm đầu vào tham chiếu trong khi chân số 2 làm đầu vào cảm biến.
Thời điểm bộ thu của bóng bán dẫn xuống thấp, điện thế ở chân số 2 của vi mạch 741 trở nên thấp hơn điện thế ở chân số 3. Điều này ngay lập tức làm cho đầu ra của vi mạch cao, kích hoạt giai đoạn trình điều khiển rơle bao gồm Bóng bán dẫn BC547 và một rơ le .
Rơ le kích hoạt và chuyển BẬT thiết bị báo động được kết nối.
Tụ điện 100 uF / 25 V đảm bảo rằng rơ le vẫn BẬT ngay cả sau khi PIR ngừng hoạt động có thể do nguồn bức xạ thoát ra.
Thiết bị PIR được thảo luận ở trên thực sự là một cảm biến lõi và có thể cực kỳ nhạy cảm và khó tối ưu hóa. Để ổn định độ nhạy, cảm biến phải được bao bọc phù hợp bên trong nắp ống kính Fresnel, điều này cũng sẽ nâng cao phạm vi phát hiện xuyên tâm.
Nếu bạn không chắc chắn về việc sử dụng thiết bị PIR không được che đậy, bạn có thể chỉ cần tìm mô-đun PIR chế tạo sẵn với ống kính và các cải tiến khác, như được mô tả bên dưới.
2) Máy dò chuyển động PIR và mạch cảnh báo an ninh
Có thể dễ dàng chế tạo mạch cảm biến chuyển động PIR sau đây bằng cách thiết lập và áp dụng cơ bản sau mạch báo động chống trộm.
Như hình cho thấy, PIR chỉ yêu cầu một điện trở 1K, bóng bán dẫn và rơ le được cấu hình bên ngoài. Còi báo động có thể là xây dựng tại nhà hoặc mua sẵn làm.
Nguồn cung cấp 12v có thể là từ bất kỳ thông thường Mạch 12V 1 amp SMP.
Video Demo
3) Một mạch báo động dựa trên PIR đơn giản khác
Ý tưởng thứ ba dưới đây giải thích một PIR đơn giản mạch báo động máy dò chuyển động có thể được sử dụng để kích hoạt đèn hoặc tín hiệu báo động, chỉ khi có người hoặc kẻ đột nhập.
Làm thế nào nó hoạt động
Đây là một mạch đơn giản kích hoạt cảnh báo rơ le khi phát hiện có sinh vật (con người) bằng cảm biến PIR. Ở đây PIR là viết tắt của cảm biến hồng ngoại thụ động. Nó không tạo ra bất kỳ bức xạ hồng ngoại nào để phát hiện sự hiện diện của một sinh vật sống nhưng mặt khác nó phát hiện các bức xạ hồng ngoại do chúng phát ra.
Mạch này sử dụng một IC HC-SR501 là trái tim của mạch. Ban đầu khi đối tượng chuyển động được cảm biến phát hiện, nó tạo ra một điện áp tín hiệu nhỏ (thường là 3,3 vôn ) được đưa vào đế của bóng bán dẫn BC547 thông qua một điện trở điều khiển dòng điện và do đó, đầu ra của nó tăng cao và nó bật rơ le.
Sơ đồ Toàn diện hơn có thể được Hình dung bên dưới:
Dây chuyển tiếp
Rơ le này có thể được cấu hình để sử dụng với bóng điện hoặc bóng đèn, đèn ngủ hoặc bất kỳ thứ gì khác hoạt động trên 220VAC.
Mạch này chủ yếu được sử dụng trong các khu vườn, vì vậy vào ban đêm, khi chúng ta đi dạo trong vườn, mạch sẽ tự động bật đèn và nó vẫn sáng cho đến khi chúng ta ở gần cảm biến và nó sẽ tắt khi chúng ta di chuyển ra xa từ đó giảm chi phí điện năng.
Đây là hình ảnh mặt sau của cảm biến HC-SR501…
Sơ đồ chân HC-SR501
Mặt trước của cảm biến PIR:
Cảm biến bao gồm hai điện trở đặt trước có thể được sử dụng để kiểm soát thời gian trễ và phạm vi phát hiện.
Sự trì hoãn chiết áp có thể được điều chỉnh để quyết định thời gian mà đèn vẫn sáng.
Cảm biến khi được mua, nó đi kèm với chế độ mặc định 'H' có nghĩa là mạch bật đèn khi có người di chuyển trong vùng và nó vẫn bật trong thời gian đặt trước và sau khi thời gian đặt trước trôi đi, nếu cảm biến vẫn có thể phát hiện chuyển động , nó không tắt đèn khi không có mục tiêu di chuyển, nó sẽ tắt đèn.
Dưới đây là chi tiết kỹ thuật của cảm biến HC-SR501
- Dải điện áp làm việc: 4.5VDC đến 12VDC.
- Dòng chảy hiện tại:<60uA
- Điện áp đầu ra: 3.3V TTL
- Khoảng cách phát hiện: 3 đến 7 mét (có thể được điều chỉnh)
- Thời gian trễ: 5 đến 200 giây (có thể được điều chỉnh)
Một trong những nhược điểm của cảm biến PIR là đầu ra của nó tăng cao ngay cả khi chuột hoặc chó hoặc một số động vật khác di chuyển trước mặt nó và nó bật sáng không cần thiết.
Ở các nước lạnh, phạm vi phát hiện của cảm biến tăng lên. Do nhiệt độ thấp, bức xạ hồng ngoại do con người phát ra sẽ đi xa hơn và do đó gây ra việc chuyển đổi đèn không cần thiết.
Nếu được lắp đặt ở sân sau, sẽ có khả năng kích hoạt ánh sáng khi xe chạy ngang qua vì bức xạ phát ra từ động cơ nóng của ô tô đánh lừa cảm biến.
DANH SÁCH CÁC BỘ PHẬN:
- D1, D2 - 1N4007,
- C1- 1000uf, 25V,
- Q1 - BC547,
- R1 - 10K,
- R2 - 1K,
- L1 - LED (xanh lục)
- RY1 - Rơ le 12V
- T1 - Máy biến áp 0-12V.
Sau khi hoàn thành việc xây dựng mạch, hãy bọc nó trong một vỏ bọc phù hợp và sử dụng vỏ bọc riêng cho cảm biến và kết nối cảm biến với mạch bằng dây dài để bạn có thể đặt cảm biến ở nơi bạn muốn như trong vườn và mạch sẽ được bên trong để mạch được bảo vệ khỏi thời tiết.
Và hãy nhớ sử dụng PCB riêng cho rơ le.
Ngoài ra, đừng quên sử dụng rơ le phù hợp với định mức dòng điện và điện áp chính xác. Bạn có thể sử dụng khối đầu cuối kết nối với các tiếp điểm chuyển mạch của rơle và sắp xếp nó như thể hiện trong hình ảnh để bạn có thể thay đổi thiết bị điện được kết nối với các tiếp điểm rơle một cách dễ dàng.
Việc sử dụng cảm biến này giúp tiết kiệm điện ở mức độ lớn. Nó cũng có thể làm giảm hóa đơn tiền điện của bạn!
“HÃY TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO GIỜ TIẾP THEO!”
Nếu thiết kế đầu báo di động PIR ở trên được thiết kế để sử dụng với báo động và đèn để cả tải hoạt động vào ban đêm nhưng chỉ báo động vào ban ngày, thì sơ đồ có thể được sửa đổi theo cách sau. Ý tưởng do ông Manjunath gợi ý
4) Ứng dụng công nghiệp
Bài đăng minh họa một mạch cảm biến chuyển động công nghiệp sử dụng một vài LDR, một IC và một vài thành phần thụ động khác. Mạch cảm nhận chuyển động của một hình trụ chiếu sáng các đèn LED thích hợp để phát hiện cần thiết. Ý tưởng do Mr.Hasnain yêu cầu.
Thông số kỹ thuật
Tôi đã gửi yêu cầu cho bạn trên tài khoản Google, tôi không chắc rằng bạn có nhận được tin nhắn của tôi hay không, vì vậy tôi đang gửi lại cho bạn vấn đề của tôi ở đây, hãy giúp tôi. Tôi rất biết ơn bạn, tôi hy vọng bạn sẽ hiểu vấn đề của tôi và giải quyết nó ...
thưa ông, nó liên quan đến cảm biến chuyển động, và tôi không có kiến thức về cảm biến, tôi nên sử dụng loại nào..vấn đề: có hai mức, (mức nghĩa là chiều cao), mức A và mức B. Chiều cao A> chiều cao Bi muốn để sử dụng cảm biến ở các mức này, vì vậy từ bây giờ tôi sẽ nói cảm biến A và cảm biến B.
tôi có hai đèn báo màu ĐỎ và XANH có một hình trụ di chuyển từ trên xuống rồi xuống dưới và tiếp tục như vậy..đầu tiên nó sẽ di chuyển từ trên xuống và sẽ đến trước cảm biến A.
(lúc này đèn ĐỎ sẽ BẬT và XANH LÁ TẮT) và hình trụ di chuyển xuống sẽ đến trước cảm biến B.
(điều này không có gì khác biệt, i, e RED nên vẫn BẬT, và XANH nên vẫn TẮT).
sau đó hình trụ sẽ bắt đầu di chuyển lên trên, đầu tiên nó sẽ di chuyển ra khỏi cảm biến B.
(lúc này MÀU ĐỎ sẽ TẮT và XANH LÊN BẬT), khi đó hình trụ di chuyển lên trên sẽ di chuyển khỏi cảm biến A,
(điều này sẽ không có gì khác biệt. i, e ĐỎ nên vẫn TẮT và XANH nên vẫn BẬT) .. sau đó lặp lại một lần nữa.
Mạch Của ign
Ý tưởng được đề xuất khá đơn giản và có thể được hiểu như sau:
Khi nguồn được BẬT, IC được đặt lại thông qua tụ điện 0,1uF đảm bảo đèn LED màu xanh lá cây sáng trước.
Tại vị trí này, cả cảm biến sensorA (LDR1) và sensorB (LDR2) đều có thể nhận ánh sáng từ các chùm tia laze có liên quan tập trung vào chúng.LDR1 BẬT bóng bán dẫn BC547 trong khi LDR2 làm tương tự đối với BC557 và giữ cho nó được kích hoạt.
Do các hành động trên, transistor BC557 chuyển điện áp cung cấp đến chân số 14 của IC. Tuy nhiên, vì quảng cáo LDR1 BC547 cũng đang tiến hành nên tiềm năng này được xác định là có cơ sở và tiềm năng ròng tại chân số 14 vẫn ở mức logic thấp hoặc bằng không.
Bây giờ khi xi lanh hạ thấp và đi trước LDR1, nó chặn chùm tia làm cho điện trở LDR1 cao, tắt BC547.
Điều này cho phép điện áp từ BC557 chạm vào chân số 14 tạo ra một chuỗi thuận ở đầu ra của IC, dẫn đến sáng đèn LED màu đỏ và tắt đèn LED màu xanh lá cây.
Hình trụ tiếp tục chuyển động đi xuống và đến trước LDR2 chặn chùm tia của nó và giảm điện trở của nó, điều này ngăn bóng bán dẫn dẫn điện sao cho điện thế ở chân số 14 của IC một lần nữa được chuyển về 0, tuy nhiên hành động này không có tác dụng IC vì nó được chỉ định để chỉ phản ứng với các xung tích cực.
Tiếp theo, các xi lanh trở lại và bắt đầu di chuyển lên trên và trong quá trình mở khóa chùm LDR2 cho phép BC557 dẫn, và một lần nữa xung dương từ bóng bán dẫn lại được phép đánh vào chân IC số 14 dẫn đến khôi phục tình trạng trước đó tức là bây giờ đèn LED màu xanh lá cây sáng và đèn ĐỎ tắt. Khi hình trụ di chuyển qua LDR1, BC547 cũng BẬT, nhưng không tạo ra hiệu ứng do các lý do tương tự như đã giải thích ở trên.
Chu kỳ phát hiện chuyển động trên tiếp tục lặp lại để đáp ứng với chuyển động của xi lanh được chỉ định.
Sơ đồ mạch
PIR Security Alarm with Delay Effect
Khi PIR được kích hoạt, BC547 sẽ BẬT, lần lượt sẽ nhắc TIP127 BẬT. Tuy nhiên, do sự hiện diện của tụ điện 220uF, điện áp phát cơ bản của bóng bán dẫn PNP này không thể nhanh chóng đạt được 0,7V yêu cầu và đèn LED không sáng cho đến khi 220uF được sạc đầy.
Khi PIR được TẮT, 220uF có thể nhanh chóng phóng điện qua điện trở 56K, làm cho mạch nhanh chóng ở vị trí chờ. Diode 1N4148 đảm bảo rằng mạch chỉ hoạt động như một mạch PIR BẬT trễ chứ không phải TẮT trễ.
Trước: Ổn áp tự động 5 KVA đến 10 KVA - 220 Volts, 120 Volts Tiếp theo: Cách hoạt động của rơ le - Cách kết nối các chân N / O, N / C
