PIR érzékelő adatlapja, Pinout specifikációk, Munka

Ebben a bejegyzésben a PIR vagy a piroelektromos infravörös sugárérzékelő HC-SR501 adatlapját vizsgáljuk. Megértjük, hogy milyen célra használják a PIR érzékelőt? Alapvető kiváltó műveletei, a csatlakozás részletei, a műszaki specifikációk és végül néhány valós alkalmazást megvizsgálunk.

Kezdjük azzal, hogy megértsük a tényleges PIR érzékelő egységet, amely beépítve van standard PIR modulok és megtanulják a belső jellemzőit, a kitűzött részleteket és a belső munka részleteit.

Mi az a PIR érzékelő?

A PIR jelentése piroelektromos infravörös sugárérzékelő vagy passzív infravörös érzékelő. A PIR egy elektronikus érzékelő, amely érzékeli az infravörös fény változását egy bizonyos távolságon keresztül, és a kimenetén elektromos jelet ad ki az érzékelt IR jelre válaszul. Bármely infravörös sugárzó objektumot, például embert vagy állatot felismerhet, ha az érzékelő hatósugarán belül van, vagy eltávolodik a tartománytól, vagy az érzékelő hatótávolságán belül mozog.
A PIR érzékelő modul két részre osztható egy infravörös érzékeny kristályra és a feldolgozó áramkörre.

PIR-érzékeny kristály illusztrációja:

A fém sötét része, ahol az IR-érzékeny kristály található, az érzékeny kristály képes érzékelni az infravörös szintjét a környezetben. Valójában két piroelektromos érzékelő található benne mozgó tárgyak észlelésére. Ha az egyik érzékeny kristály érzékeli az infravörös változását (növekmény vagy csökkenés), mint a másik érzékeny kristály, akkor a kimenet aktiválódik.

Ennek az érzékeny kristálynak általában kupola alakú műanyag szerkezetet helyeznek el, amely lencseként működik, hogy az infravörös fényt az érzékelőkre fókuszálja.

Hogyan működik a PIR

A piroelektromos infravörös érzékelő érzékelési működése azon a tulajdonságon vagy tulajdonságon alapul, amely az anyag polarizációjának megváltoztatásáért felelőssé válik a hőmérséklet változására reagálva.

Ezek az érzékelők kettős vagy pár érzékelő elemet alkalmaznak az infravörös jelek két lépésben történő érzékeléséhez, ami biztosítja a bolondbiztos detektálást a nem kívánt hőmérsékleti ingadozások törlésével a meglévő EMI szakaszban. Ez a kétlépcsős érzékelési folyamat javítja az érzékelő általános stabilitását, és csak az emberi jelenlétből származó IR-jelek felismerését segíti elő.

Amikor egy ember vagy egy releváns infravörös forrás elmegy egy PIR-érzékelő mellett, a sugárzás váltakozva átvág az érzékelő elemek párjába, és a kimenetet egy ON / OFF vagy magas és alacsony impulzus generálásához indítja el, amint az a a következő hullámformát:

A következő durva Gif-szimuláció megmutatja, hogyan reagál egy PIR-érzékelő egy mozgó emberre, és kimeneti vezetékein keresztül kifejleszt pár rövid éles impulzust a szükséges feldolgozáshoz vagy egy megfelelően konfigurált relé szakasz kiváltásához.

PIR belső elrendezése

A következő ábra a belső PIR érzékelő belső elrendezését vagy konfigurációját mutatja.

A bal oldalon egy sor infravörös érzékelő elemet láthatunk. Ennek a sorozatnak a felső vége egy beépített FET kapujához kapcsolódik, amely kicsi infravörös jelerősítőként működik. Az Rg lehúzható ellenállás biztosítja a szükséges készenléti nulla logikát a FET számára annak biztosítására, hogy IR-jel hiányában teljesen kikapcsolt állapotban maradjon.

Amikor az érzékelő elemek párja mozgó IR jelet észlel, akkor megfelelő hi és alacsony logikai jelpárokat generál, a fentiek szerint:

Ezeket az impulzusokat a FET megfelelően felerősíti, és a kimeneti tüskén replikálja, hogy egy csatolt áramkör tovább feldolgozza őket.

A kapcsolódó EMI szakaszok a kondenzátorral együtt további szűrést biztosítanak a folyamat számára annak érdekében, hogy tiszta impulzuskészletet hozzanak létre a PIR jelzett kimeneti tüskéjén.

A PIR érzékelő beállításának tesztelése

Az alábbi kép egy standard PIR-érzékelő tesztet állít be. A PIR kimenetét és Vss-csapjait (negatív tűje) egy külső lehúzható ellenállással kell összekötni, a Vdd-csapot 5 V-os tápellátással látják el.

Az írószer fekete teste egy aprító mechanizmus révén generálja a szükséges egyenértékű infravörös sugárzást a PIR érzékelőhöz. A szaggatólemez felváltva vágja le az IR jeleket, amelyek utánozzák a mozgó IR célpontot.

Ez a felaprított IR jel eléri a PIR érzékelőt, és a megadott impulzusokat generálja a kimeneti csapon, amelyet egy opampon keresztül megfelelő módon felerősítenek a hatókör elemzéséhez.

A fenti beállítás ideális tesztfeltételei alább láthatók:

Az érzékelő elem kimenetének kiegyensúlyozása

Mivel a PIR-ekben kettős érzékelő mechanizmust alkalmaznak, szükségessé válik annak biztosítása, hogy a pár lencsén keresztül történő feldolgozás megfelelő egyensúlyban legyen.

Az érzékelő elemeket teszteljük és megfelelően konfiguráljuk az egyes jelek kimeneti feszültségének (SSOV) kiértékelésével a következő képlet segítségével:

Mérleg: | Va - Vb | / (Va + Vb) x 100%
Hol, Va = az A oldal érzékenysége (mV csúcs-csúcs)
Vb = B érzékenységi oldal (mV csúcs-csúcs)

Fő specifikációk

A PIR érzékelő fő műszaki specifikációi és méretparaméterei a következő részletekből tanulhatók:

PIR belső modulok használata

Ma olyan PIR modulokat talál, amelyek egy speciális feldolgozási áramkörrel és lencsével integrált PIR érzékelővel rendelkeznek. Ez sokszorosítja a PIR teljesítményét, és lehetővé teszi a végfelhasználó számára, hogy jól definiált, optimalizált, erősített kimenetet kapjon a modulból.

Ezt a kimenetet most csak egy relé fokozattal kell konfigurálni a terhelés szükséges BE / KI kapcsolásához az emberi jelenlétre adott válaszként a megadott zónán keresztül.

Az áramkör a standard modulokon belül IC BISS0001-ből áll, amelyet kifejezetten mozgásérzékelő alkalmazásokhoz terveztek. Két gomb található, az egyik a modul érzékenységének beállítására, a másik pedig az idő hosszának beállítására szolgál, hogy a kimenet HIGH maradjon, miután a modul beindult.

Most vizsgáljuk meg a HC-SR501 PIR érzékelő műszaki adatait.

Üzemi feszültség:

A HC-SR501 5 V és 20 V között van, ami nagy rugalmasságot biztosít az áramköri tervezők számára.

A jelenlegi felhasználás:

A HC-SR501 akkumulátorbarát eszköz, áramfogyasztása 65 mA, ha bármilyen változást észlel az IR fényben.

Kimeneti feszültség:

Amikor a modul infravörös mozgást észlel, a kimenet 3,3 V-on HIGH-ra megy, ha a modul nem érzékel mozgást, akkor egy meghatározott időtartam után LOW vagy 0 V-ra megy.

Késési idő:

A gombbal állítható be az idő, ameddig a kimenet HIGH marad, miután az IR-t észlelte. Ez az időtartam 5 másodperctől 5 percig állítható.

Érzékenységi tartomány:

Az érzékelési terület szöge 110 fokos kúp körül van. Az érzékenység beállításához egy gombot adunk, amely 3 és 7 méter között változhat a szenorra merőlegesen. Az érzékenység csökken, amikor az érzékelő mindkét oldalát mozgatjuk.

Üzemi hőmérséklet:

A HC-SR501 lenyűgöző üzemi hőmérséklete -15 és +70 Celsius fok között mozog.

Nyugalmi áram:

A nyugalmi áram a tápegységből fogyasztott áram, amikor az érzékelő nem észlel semmilyen mozgást, vagy amikor alapjáraton van. 50 uA-nál kevesebbet fogyaszt, ami az érzékelő akkumulátorbaráttá teszi.

PIR pinouts és trigger módok

Aktiválási módok:

A PIR modulnak két trigger üzemmódja van: Single trigger / non-repeat mode és ismétlődő trigger. Ez a két mód hozzáférhető a modulban megadott jumper helyzet megváltoztatásával.

Single Trigger Mode / Nem ismétlődő mód:

Ha a PIR érzékelő egyetlen kiváltó üzemmódba van állítva (és az időzítő gomb / késleltetési idő 5 másodpercre van állítva (mondjuk)), amikor egy embert észlel, a kimenet 5 másodpercre HIGH-ra fordul és LOW-ra fordul.

Trigger mód ismétlése:

Ha a PIR érzékelőt ismételt aktiválási üzemmódba kapcsolja, amikor egy ember észlelhető, a kimenet HIGH-ra fordul, az időzítő 5 másodpercig számol, de amikor egy másik embert észlelnek ebben az 5 másodpercben, az időzítő nullára áll, és további 5 másodperccel számol 2. után embert észlelnek.

Blokkolás ideje:

A blokkidő az az időintervallum, amikor az érzékelő le van tiltva, vagy nem érzékeli a mozgást. A blokk ideje a HC-

Az SR501 alapértelmezés szerint 3 másodperc.

Ez a késleltetési idő után következik be (amelyet az időzítőgomb állított be), a kimenet 3 másodpercre LOW-ra megy, ebben az intervallumban nem érzékelhető mozgás. A 3 másodperc (LOW) elteltével az érzékelő készen áll a mozgás újra érzékelésére.
Más szavakkal, amikor az érzékelő mozgást észlel, a kimenet HIGH-ra megy, a kimenet HIGH marad az időzítő gombjának megfelelően (mondjuk 5 másodpercig), 5 másodperc elteltével a PIR érzékelő LOW-ra megy, a LOW jel 3 másodpercig marad, függetlenül az új mozgás, ha van ilyen.

A modul méretei:

Az érzékelő elég kompakt, hogy elrejtse az emberek elől, hogy ne befolyásolja a díszeket stb. Mérete 32 mm x 24 mm.

Lencse mérete:

A piroelektromos érzékelőt körülvevő fehér kupolaszerkezetet Fresnel-lencsének hívják, amely növeli az érzékelési tartományt és átlátszatlan. 23 mm átmérőjű.

Alkalmazások:

• Biztonsági rendszerek.
• Automatikus fények.
• Ipari automata vezérlés.
• Automatikus ajtók.

A PIR érzékelőt használó projektek közül néhány megtalálható ezen a webhelyen.

Tipikus PIR modul áramkör

Azoknak a rajongóknak, akik a teljes PIR modult az érzékelővel és a teljes értékű erősítővel együtt kívánják megépíteni, a következő szabványos vázlatot lehet használni és használni bármilyen releváns PIR érzékelő alapú alkalmazásindításhoz.

További kétségei vagy kérdései vannak? Kérjük, bátran tegye őket az alábbi megjegyzés mezőbe