Hoe PIR-sensor werkt en hoe deze te gebruiken met Arduino

In deze Arduino-zelfstudie leren we hoe een PIR-sensor werkt en hoe deze te gebruiken met het Arduino-bord voor het detecteren van beweging. Je kunt de volgende video bekijken of de schriftelijke tutorial hieronder lezen.

Hoe het werkt

Laten we eerst het werkingsprincipe uitleggen. De module bestaat eigenlijk uit een pyro-elektrische sensor die energie opwekt bij blootstelling aan hitte.

Dat betekent dat wanneer een menselijk of dierlijk lichaam binnen het bereik van de sensor komt, het een beweging zal detecteren omdat het menselijk of dierlijk lichaam warmte-energie afgeeft in de vorm van infraroodstraling. Daar komt de naam van de sensor vandaan, een passieve infraroodsensor. En de term 'passief' betekent dat de sensor geen energie gebruikt voor detectiedoeleinden, maar alleen werkt door de energie te detecteren die door de andere objecten wordt afgegeven.

De module bestaat ook uit een speciaal ontworpen afdekking met de naam Fresnel-lens, die de infraroodsignalen op de pyro-elektrische sensor focust.

De HC-SR501 PIR-sensormodule

De module heeft slechts drie pinnen, een aarde en een VCC voor het voeden van de module en een uitgangspin die een hoog logisch niveau geeft als een object wordt gedetecteerd. Ook heeft het twee potentiometers. Eén voor het aanpassen van de gevoeligheid van de sensor en de andere voor het aanpassen van de tijd dat het uitgangssignaal hoog blijft wanneer een object wordt gedetecteerd. Deze tijd kan worden aangepast van 0,3 seconden tot 5 minuten.

De module heeft nog drie pinnen met een jumper ertussen. Deze pinnen zijn voor het selecteren van de trigger-modi. De eerste wordt "niet-herhaalbare trigger" genoemd en werkt als volgt:wanneer de sensoruitgang hoog is en de vertragingstijd voorbij is, verandert de uitgang automatisch van hoog naar laag niveau. De andere modus genaamd "herhaalbare trigger" houdt de output altijd hoog totdat het gedetecteerde object zich in het bereik van de sensor bevindt.

Benodigde componenten voor deze tutorial

U kunt de componenten van een van de onderstaande sites downloaden:

• HC-SR501 PIR-sensormodule……..
• 5V relaismodule………………………….
• Arduino-bord …………………………
• Broodplank en springdraden ……… 
• Kabel, stekker, stopcontact

Circuitschema

Als voorbeeld voor deze tutorial zal ik een circuit maken dat een hoogspanningslamp aanzet wanneer de sensor een object detecteert. Hier zijn de circuitschema's. De uitgangspin van de sensor wordt verbonden met pin nummer 8 op het Arduino-bord en wanneer een object wordt gedetecteerd, activeert pin nummer 7 de relaismodule en gaat de hoogspanningslamp aan.

Voor meer details over hoe de relaismodule werkt, kun je mijn Arduino Relay Tutorial raadplegen. (Houd er rekening mee dat we in het voorbeeld hoogspanning gebruiken, dus je moet heel voorzichtig zijn, want ik neem geen enkele verantwoordelijkheid voor je acties)

Broncode

Hier is de Arduino-code voor dit voorbeeld. Het is vrij eenvoudig. We hoeven alleen de PIR-sensorpin als invoer en de relaispin als uitvoer te definiëren. Met behulp van de functie digitalRead() lezen we de output van de sensor en als deze hoog is of als er een object wordt gedetecteerd, wordt het relais geactiveerd. Voor het activeren van de relaismodule sturen we een logisch laag omdat de relaisingangspin omgekeerd werkt.

/*     Arduini PIR Motion Sensor Tutorial
 *      
 *  by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com
 *  
 */
int pirSensor = 8;
int relayInput = 7;

void setup() {
  pinMode(pirSensor, INPUT);
  pinMode(relayInput, OUTPUT);  
}

void loop() {
  int sensorValue = digitalRead(pirSensor);

  if (sensorValue == 1) {
    digitalWrite(relayInput, LOW); // The Relay Input works Inversly
  }
}Code language: Arduino (arduino)

De demonstratie van het voorbeeld is te zien aan het einde van de video die hierboven is bijgevoegd. Merk op dat na het voeden van de sensormodule deze ongeveer 20 – 60 seconden nodig heeft om op te warmen om goed te kunnen functioneren. Wanneer u nu uw hand voor de sensor houdt, activeert het relais de lamp. Maar houd er rekening mee dat zelfs als u uw hand constant beweegt, de lamp uitgaat nadat de ingestelde vertragingstijd voorbij is, omdat de PIR-sensor zich in de modus "niet-herhaalbare trigger" bevindt. Als je de sensor met de jumper naar de "repeatable trigger"-modus verandert en je de hand constant beweegt, zal de lamp ook constant branden en zal deze uitgaan nadat de beweging is verdwenen en de ingestelde vertragingstijd voorbij is.