Czujnik ruchu PIR HC-SR501 – zielony – szczegóły na temat produktu i przykłady zastosowań

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Czas czytania: 3 min.

Czujniki ruchu są jednymi z często używanych elementów w aplikacjach takich jak systemy alarmowe czy szeroko rozumiana automatyka budynkowa i instalacje inteligentne. Szczególnym rodzajem czujników wykrywających ruch są czujniki ruchu na podczerwień typu PIR (ang. Passive Infra Red). 

Za pomocą czujników ruchu na podczerwień możesz zrealizować wyzwalanie alarmu w przypadku wykrycia ruchu podmiotu niepowołanego na Twoim terenie, a także zbudować system automatycznego włączania oświetlenia nocnego w mieszkaniu lub przed posesją w momencie, kiedy zbliżasz się do drzwi wejściowych domu.

Czujnik ruchu na podczerwień – zasada działania

Każdy obiekt, którego temperatura wynosi powyżej zera absolutnego (0K = -273,15°C), emituje energię cieplną w postaci promieniowania podczerwonego, co dotyczy także ludzi i zwierząt. Im wyższa temperatura obiektu, tym wyższa wartość emisji promieniowania. Specjalnie zaprojektowana konstrukcja pasywnych czujników PIR umożliwia wykrywanie promieniowania podczerwieni na poziomach oscylujących wokół tych emitowanych przez organizmy żywe. Podstawowa konstrukcja takiego czujnika składa się z dwóch elementów, tj., czujnika piroelektrycznego i soczewki Fresnela, która skupia promieniowanie podczerwone tak, aby ułatwić czujnikowi wychwycenie tego promieniowania z jak największą dokładnością. Czujnik piroelektryczny na zewnętrznej stronie obudowy ma przesłonę rozdzielającą padającą falę promieniowania na dwie części. Przesłona rozdzielająca jest wykonana z materiału przepuszczającego promieniowanie podczerwone. Po przejściu przez przesłonę promieniowanie jest przekazywane na dwie elektrody spolaryzowane przeciwnie względem siebie. Taka konstrukcja ma za zadanie wykrywać zmiany w poziomach promieniowania IR. Między elektrodami umieszczony jest kryształ piroelektryczny z warstwą termoabsorbującą. 

Pod wpływem promieniowania podczerwonego powierzchnia i struktura wewnętrzna kryształu ogrzewa się, nadając atomom i elektronom moment dipolowy. W rezultacie powstaje ładunek elektryczny i różnica potencjałów między elektrodami czujnika. Powstałe w ten sposób napięcie jest przekazywane do wzmacniacza, a następnie do urządzenia pomiarowego, które odbiera sygnał i podejmuje dalsze decyzje, dotyczące np. wyzwolenia alarmu lub włączenia oświetlenia. W stanie spoczynku, kiedy w pobliżu czujnika nie ma poruszających się obiektów, które emitują promieniowanie podczerwieni, do obu szczelin czujnika rozdzielonych przesłoną wpada taka sama ilość promieniowania, w wyniku czego nie powstaje różnica potencjałów, a układ sterowania wykrywa brak czynności ruchowych na obszarze monitorowanym przez czujnik.

Czujnik ruchu PIR HC-SR501 - zielony - charakterystyka techniczna

Wykorzystując takie platformy jak Arduino, możemy zrealizować także aplikacje mające za zadanie wykryć wejście na obiekt lub jego opuszczenie przez osoby fizyczne. W takim projekcie znakomicie sprawdzi się czujnik HC-SR501. Niski pobór energii, przystępna cena, konstrukcja dostosowana do pracy w różnych warunkach środowiskowych, szeroki zakres pola widzenia oraz proste podłączenie i uruchomienie to najważniejsze zalety tego czujnika. 

Czujnik piroelektryczny HC-SR501 ma trzy wyprowadzenia:

  • “VCC” – port zasilania. Czujnik HC-SR501 można zasilać napięciem stałym z przedziału 4,5 V – 20,0 V, dzięki czemu możemy podłączyć zasilanie bezpośrednio z pinu “5 V” na płytce Arduino, a także z zewnętrznego zasilacza sieciowego 12VDC. Wbudowany regulator napięcia dopasowywuje zasilanie w sposób automatyczny, gwarantując stabilne funkcjonowanie czujnika.
  • “OUT” – wyjście sygnału informującego o stwierdzeniu (lub braku) ruchu obiektu w pobliżu czujnika. Stan wysoki (poziom TTL) jest równoznaczny z wykryciem ruchu w obrębie czujnika, a stan niski – z brakiem ruchu. Sygnał z wyjścia czujnika należy podłączyć do pinu cyfrowego w Arduino ustawionego w tryb wejścia.
  • “GND” – masa zasilania. Aby czujnik funkcjonował prawidłowo, należy pin “GND” połączyć z masą w Arduino (pin GND).

Na płytce PCB czujnika HC-SR501 umieszczono także dwa potencjometry regulacyjne:

  • “T1” – regulacja czułości. Za pomocą tego potencjometru ustawiamy maksymalny zasięg roboczy czujnika. Zasięg czujnika wynosi od 3 m do 7 m, przy czym rozkład obiektów w pomieszczeniu (np. meble, sztuczne źródła ciepła) może wpływać na zasięg czujnika.
  • “T2” – regulacja czasu trwania stanu wysokiego na wyjściu “OUT”. Wartość nastawy zawiera się w przedziale 3 – 300 s.

Za pomocą zworki umieszczonej na płytce możemy wybrać jeden z dwóch trybów pracy czujnika:

  • “H” – wyjście “OUT” jest w stanie wysokim przez cały czas wykrywania ruchu
  • “L” – wyjście “OUT” jest w stanie wysokim po wykryciu ruchu obiektu w czasie ustalonym przez ustawienie potencjometru T2.

Czujnik ruchu PIR HC-SR501 – zielony – opcje rozszerzeniowe

Podstawowe możliwości czujnika można łatwo rozszerzyć, wykorzystując dwa dodatkowe wyprowadzenia umieszczone na drugiej stronie płytki PCB, na której jest zamontowana soczewka:

  • “RT” – złącze dla termistora lub rezystancyjnego czujnika temperatury. Dodając jeden z tych elementów, czujnik HC-SR501 zyskuje na dokładności pomiaru i może być używany na obiektach znajdujących się w obszarze o wysokiej temperaturze otoczenia.
  • “RL” – złącze dla fotorezystora. Dodanie tego elementu umożliwia pracę czujnika HC-SR501 w obszarze o niedostatecznym oświetleniu lub w ciemności. Jest to szczególnie przydatna opcja w układach automatycznego włączania oświetlenia na obiektach zamkniętych i otwartych.

Podziel się:

Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Grzegorz Galuba

Grzegorz Galuba

GG nie ma czasu na gadu-gadu - jest zawsze na bieżąco z nowościami z oferty, wybiera tylko najlepsze i dba, aby pojawiały się na czas. Jego rozległa wiedza o specyfikacjach technicznych produktów to nieocenione wsparcie dla całej ekipy. Do pracy przyjeżdża rowerem i już najwyższa pora, aby wszyscy zaczęli brać z niego przykład. Oaza spokoju.

Zobacz więcej:

Suszenie filamentu Sunlu
Druk 3D
Oskar Pacelt

System suszenia filamentu Sunlu

Suszenie włókien do druku 3D sprawia, że przy jednoczesnej właściwej kontroli temperatury nasz drukowany model staje się bardziej lśniący i gładki. Zobaczcie, jak robi to Filadryer Sunlu.

Ciekawostki
Oskar Pacelt

Roboty wśród nas, roboty w życiu codziennym

Daleko od przedstawienia jako uzbrojony agresor, niezdarny służący, męczący gadżet czy żałosny klaun, nowe roboty użytku codziennego pokazują zupełnie nieoczekiwany aspekt – zdolność do ułatwiania relacji międzyludzkich. A w czarnych wizjach futurystów miało przecież być odwrotnie. Gdzie jeszcze możemy je spotkać?

Dodaj komentarz