البرنامج التعليمي لمستشعر PIR - مع أردوينو أو بدونه: 8 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

قبل إنشاء البرنامج التعليمي لمشاريعي التالية ، والذي سيستخدم مستشعر PIR ، اعتقدت أنني قد أقوم بإنشاء برنامج تعليمي منفصل يشرح عمل مستشعر PIR. من خلال القيام بذلك ، سأكون قادرًا على إبقاء البرنامج التعليمي الآخر قصيرًا وفي صلب الموضوع. لذلك ، دون إضاعة الوقت ، دعونا نناقش ما هو مستشعر PIR وكيف يمكننا استخدامه في مشروعنا.

الخطوة 1: أساسي

ما هو مستشعر PIR؟

مستشعر PIR أو مستشعر "الأشعة تحت الحمراء السلبية" هو "مستشعر الأشعة تحت الحمراء الحرارية" الذي يولد الطاقة عند تعرضه للحرارة. ينبعث كل شيء من مستوى منخفض من الإشعاع ، فكلما كان الجسم أكثر سخونة ، ينبعث المزيد من الإشعاع. عندما يقترب إنسان أو حيوان (بطول موجة إشعاع IR يبلغ 9.4 ميكرومتر) من نطاق المستشعرات ، يكتشف المستشعر الحرارة على شكل أشعة تحت الحمراء. يكتشف المستشعر الطاقة المنبعثة من الأشياء الأخرى فقط ولا ينتج أي شيء ، ولهذا يُطلق على المستشعر اسم مستشعر PIR أو مستشعر "الأشعة تحت الحمراء السلبية". هذه المستشعرات صغيرة ورخيصة ومتينة ومنخفضة الطاقة وسهلة الاستخدام للغاية.

الخطوة 2: الأجهزة

في هذا البرنامج التعليمي نحتاج إلى:

1 × اللوح

1 × اردوينو نانو / أونو (كل ما هو سهل)

1 × مستشعر PIR

1 × LED ومقاوم الحد الحالي 220 أوم لاختبار الاتصال

كبلات توصيل قليلة

كبل USB لتحميل الكود على Arduino

& معدات اللحام العامة

الخطوة الثالثة: الهندسة المعمارية

كما نرى المستشعر له جانبان:

1. الجزء العلوي أو جانب المستشعر

2. الجزء السفلي أو جانب المكونات

يتكون الجزء العلوي من غطاء مصمم خصيصًا "بوليثين عالي الكثافة" يسمى "عدسة فريسنل". تركز هذه العدسة الأشعة تحت الحمراء على "المستشعر الكهروحراري" الأساسي. يمكن لأشعة تحت الحمراء قياس 9.4 ميتر أن تمر بسهولة عبر غطاء البولي إيثيلين. تتراوح حساسية المستشعرات بين 6 إلى 7 أمتار (20 قدمًا) وزاوية الكشف 110 درجة × 70 درجة. المستشعر الفعلي داخل علبة معدنية محكمة الغلق. العلبة تحمي المستشعر بشكل أساسي من الضوضاء ودرجة الحرارة والرطوبة. هناك نافذة صغيرة مصنوعة من مادة الأشعة تحت الحمراء للسماح لإشارات الأشعة تحت الحمراء بالوصول إلى المستشعر. خلف هذه النافذة يوجد مستشعران متوازنان لتقنية PIR. في حالة الخمول ، يكتشف كلا المستشعرين نفس كمية إشعاع الأشعة تحت الحمراء. عندما يمر جسم دافئ ، فإنه يعترض أولاً أحد المستشعرين ، مما يتسبب في تغيير تفاضلي إيجابي بين النصفين. وبعد ذلك ، عندما يغادر منطقة الاستشعار ، يحدث العكس ، ويولد المستشعر تغيرًا تفاضليًا سلبيًا. عندما يتغير النبض أو بمعنى آخر يكتشف مستشعر PIR الحركة ، يتغير دبوس الإخراج إلى "رقمي مرتفع" أو 3.3 فولت.

يتكون الجزء السفلي من مجموعة من الدوائر. القليل منهم من مصلحتنا.

- تحتوي معظم مستشعرات PIR على 3 دبابيس VCC و GND و OUT. يعمل كل من VCC و GND على تشغيل الوحدة (جهد التشغيل: تيار مستمر 5 فولت إلى 20 فولت). دبوس الإخراج هو الذي يتصل بوحدة التحكم الدقيقة عن طريق إرسال نبضة رقمية عالية (3.3 فولت) عند اكتشاف حركة وانخفاض رقمي (0 فولت) عند عدم اكتشاف أي حركة. قد تختلف المسامير بين الوحدات النمطية ، لذا تحقق دائمًا من الفتحات ثلاث مرات.

- يحصل BISS0001 أو "Micro Power PIR Motion Detector IC" على الإخراج من المستشعر وبعد إجراء بعض المعالجات البسيطة ، فإنه ينتج الإخراج الرقمي.

- تحتوي الوحدة على مقياسين للجهد أحدهما لضبط الحساسية (التي تصل إلى 7 أمتار) والآخر لضبط الوقت الذي يجب أن تظل فيه إشارة الخرج عالية عند اكتشاف جسم ما (يتراوح من 0.3 إلى 5 دقائق).

- يوجد 3 دبابيس أخرى في هذه الوحدة مع وصلة مرور بينها لتحديد أوضاع التشغيل.

الأول يسمى "الزناد غير القابل للتكرار" - هذا المشغل ينخفض بمجرد انتهاء وقت التأخير.

الثاني يسمى "الزناد القابل للتكرار" - يظل مرتفعًا طالما أن الكائن على مقربة منه وسوف ينطفئ بمجرد اختفاء الكائن وانتهاء التأخير. سأستخدم هذا الوضع لهذا المشروع.

إذا كنت تريد إجراء اختبار سريع قبل المضي قدمًا في هذا البرنامج التعليمي ، فيرجى اتباع الخطوات أدناه.

يعد الاختبار أيضًا فكرة جيدة لاختبار نطاق ومدة الاستشعار.

الخطوة 4: التوصيل بدون Arduino

- قم بتوصيل VCC بقضيب + 5 فولت للوح التجارب

- قم بتوصيل GND بالسكة الحديدية

- قم بتوصيل مؤشر LED مع المقاوم 220 أوم بدبوس OUT الخاص بجهاز الاستشعار

الآن ، عندما يكتشف المستشعر حركة ، سيرتفع دبوس الإخراج ويضيء مؤشر LED. تحرك للخلف وللأمام لمعرفة نطاق الاستشعار. ثم لاختبار المدة ، امشي أمام المستشعر ثم ابتعد واستخدم ساعة توقيت لمعرفة المدة التي ظل فيها مؤشر LED مضاءً. يمكنك ضبط الوقت أو الحساسية عن طريق ضبط الأواني على السبورة.

الخطوة 5: الاتصال بـ Arduino

الآن ، لفعل الشيء نفسه مع Arduino ، قم بتوصيل VCC لمستشعر PIR بدبوس 5 فولت في Arduino.

ثم قم بتوصيل دبوس الإخراج بـ D13 و GND بالدبوس الأرضي في Arduino. الآن ، قم بتوصيل LED مع المقاوم 220 أوم إلى دبوس D2 من Arduino. هذا كل شيء ، الآن تحتاج فقط إلى تحميل الكود واختبار ما إذا كان كل شيء يعمل بالطريقة التي ينبغي أن يعمل بها. يمكنك استبدال مؤشر LED بجرس (لإصدار إنذار عند اكتشاف جسم ما) أو مرحل لقيادة دائرة جهد عالي.

لمعرفة المزيد حول المرحلات ، يرجى إلقاء نظرة على البرنامج التعليمي الخاص بي رقم 4 - "قيادة مرحل باستخدام Arduino".

www.instructables.com/id/Driving-a-Relay-W…

الخطوة 6: الكود

الكود بسيط جدا

* ابدأ بتحديد رقم التعريف الشخصي 2 و 13 كدبوس LED ودبوس PIR على التوالي

* ثم نحتاج إلى تحديد أوضاع الدبوس. دبوس LED ليكون دبوس الإخراج ودبوس PIR ليكون دبوس INPUT

* بعد ذلك نحتاج إلى قراءة قيمة دبوس PIR ومعرفة ما إذا كانت عالية

* إذا كانت القيمة عالية ، فقم بتشغيل مؤشر LED وإلا قم بإيقاف تشغيله

الخطوة 7: مجالات تطبيق مجسات PIR

يمكن استخدام مستشعرات PIR من أجل:

* أتمتة فتح وإغلاق الأبواب

* أتمتة جميع الأضواء الخارجية

* أتمتة أضواء الطابق السفلي أو الحديقة أو مواقف السيارات المغطاة

* أتمتة لوبي الرفع أو أضواء السلالم المشتركة

* كشف وجود الإنسان ورفع إنذار

* إنشاء نظام أمان وأتمتة للمنزل الذكي ، وغير ذلك الكثير….

الخطوة 8: العرض

إذن ، هذا هو الإعداد الخاص بي لاختبار مستشعر PIR. يتم توصيل المستشعر بلوح التجارب ويجلس على الطاولة. بما أنني أمام المستشعر ، فإن مؤشر LED مضاء.

الآن ، لنقم باختبار سريع. حاليًا ، يكون المستشعر في حالة الخمول. سوف أمشي أمامه لتنشيط المستشعر. تادا ، تم تشغيل LED للتو بعد اكتشاف وجودي. يبقى الضوء مضاءً طالما أنا بالقرب من المستشعرات. حسنًا ، دعنا نبتعد ونبدأ ساعة التوقف الخاصة بي لمعرفة ما إذا كانت ستتوقف بعد 5 ثوانٍ. النجاح ، كل شيء سار بالطريقة التي أردتها.

شكرا مرة أخرى لمشاهدة هذا الفيديو! وآمل أن يساعد أنت. إذا كنت تريد دعمي ، يمكنك الاشتراك في قناتي ومشاهدة مقاطع الفيديو الأخرى الخاصة بي. شكرا مرة أخرى في الفيديو التالي الخاص بي.