Tutorial do sensor PIR - com ou sem Arduino: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Antes de criar meu próximo tutorial de projetos, que usará um sensor PIR, pensei em criar um tutorial separado explicando o funcionamento de um sensor PIR. Fazendo isso, serei capaz de manter meu outro tutorial curto e direto ao ponto. Então, sem perder tempo, vamos discutir o que é um sensor PIR e como podemos usá-lo em nosso projeto.

Etapa 1: básico

O que é um sensor PIR?

O sensor PIR ou "infravermelho passivo" é um "sensor infravermelho piroelétrico" que gera energia quando exposto ao calor. Tudo emite um baixo nível de radiação, quanto mais quente o objeto, mais radiação é emitida. Quando um humano ou animal (com comprimento de onda de radiação IV de 9,4 µM) se aproxima do alcance do sensor, o sensor detecta o calor na forma de radiação infravermelha. O sensor detecta apenas a energia emitida por outros objetos e não a produz, por isso o sensor é denominado sensor PIR ou “Infra-Vermelho Passivo”. Esses sensores são pequenos, baratos, robustos, de baixo consumo de energia e muito fáceis de usar.

Etapa 2: Hardware

Para este tutorial, precisamos:

1 x tábua de pão

1 x Arduino Nano / UNO (o que for útil)

1 x sensor PIR

1 x LED e um resistor limitador de corrente de 220 ohms para testar a conectividade

Poucos cabos de conexão

Um cabo USB para fazer upload do código para o Arduino

Equipamentos de solda e gerais

Etapa 3: Arquitetura

Como podemos ver, o sensor tem dois lados:

1. Parte superior ou lateral do sensor

2. Parte inferior ou lateral dos componentes

O Top consiste em uma capa de 'Polietileno de Alta Densidade' especialmente projetada chamada "Lente de Fresnel". Esta lente focaliza os raios infravermelhos para o 'Sensor Piroelétrico' subjacente. Raios infravermelhos de 9,4 µM podem passar facilmente pela tampa de polietileno. A sensibilidade dos sensores varia de 6 a 7 metros (20 pés) e o ângulo de detecção é de 110 graus x 70 graus. O sensor real está dentro de uma lata de metal lacrada. A lata basicamente protege o sensor de ruído, temperatura e umidade. Há uma pequena janela feita de material transmissivo de infravermelho para permitir que os sinais de infravermelho cheguem ao sensor. Atrás desta janela estão 'dois' sensores PIR balanceados. No estado inativo, os dois sensores detectam a mesma quantidade de radiação IV. Quando um corpo quente passa, ele primeiro intercepta um dos dois sensores, causando uma mudança diferencial positiva entre as duas metades. E então, quando ele sai da área de detecção, o inverso acontece e o sensor gera uma mudança diferencial negativa. Quando o pulso muda ou, em outras palavras, o sensor PIR detecta movimento, o pino de saída muda para "digital alto" ou 3,3V.

A parte inferior consiste em um monte de circuitos. Poucos deles são de nosso interesse.

- A maioria dos sensores PIR tem 3 pinos VCC, GND e OUT. VCC e GND são para alimentar o módulo (Tensão de operação: DC 5V a 20V). O pino OUTPUT é aquele que se comunica com o microcontrolador enviando pulso digital alto (3.3v) quando um movimento é detectado e baixo digital (0v) quando nenhum movimento é detectado. As pinagens podem variar entre os módulos, portanto, sempre verifique três vezes as pinagens.

- O BISS0001 ou o "Micro Power PIR Motion Detector IC" obtém a saída do sensor e, após fazer alguns pequenos processamentos, produz a saída digital.

- O módulo possui dois potenciômetros um para ajustar a sensibilidade (que é de até 7m) e outro para ajustar o tempo que o sinal de saída deve permanecer alto quando um objeto é detectado (varia de 0,3s a 5 minutos).

- Existem mais 3 pinos neste módulo com um jumper entre eles para selecionar os modos de disparo.

O primeiro é chamado de "trigger não repetível" - este vai para baixo assim que o tempo de atraso termina.

O segundo é chamado de "gatilho repetível" - ele permanece alto enquanto o objeto estiver nas proximidades e desligará assim que o objeto se for e o atraso terminar. Usarei este modo para este projeto.

Se você quiser fazer um teste rápido antes de prosseguir com este tutorial, siga as etapas abaixo.

Um teste também é uma boa ideia para testar o alcance e a duração da detecção.

Etapa 4: Conectando sem Arduino

- Conecte o VCC ao trilho + 5v da placa de ensaio

- Conecte o GND ao trilho -ve

- Conecte o LED junto com um resistor de 220 ohm ao pino OUT do sensor

Agora, quando o sensor detectar um movimento, o pino de saída ficará "alto" e o LED acenderá. Mova para trás e para frente para descobrir a detecção do alcance. Em seguida, para testar a duração, caminhe na frente do sensor e, em seguida, saia e use um cronômetro para descobrir quanto tempo o LED permaneceu aceso. Você pode ajustar o tempo ou a sensibilidade ajustando os POTs no quadro.

Etapa 5: Conectando-se ao Arduino

Agora, para fazer o mesmo com o Arduino, conecte o VCC do sensor PIR ao pino 5v do Arduino.

Em seguida, conecte o pino OUTput a D13 e GND ao pino Ground do Arduino. Agora, conecte o LED junto com um resistor de 220 ohms ao pino D2 do Arduino. É isso, agora você só precisa fazer o upload do código e testar se tudo funciona como deveria. Você pode substituir o LED por um Buzzer (para disparar um alarme quando um objeto é detectado) ou um Relé para acionar um circuito de alta tensão.

Para aprender mais sobre relés, dê uma olhada em meu tutorial Número 4 - "Conduzindo um Relé com um Arduino".

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

Etapa 6: Código

O código é muito simples

* Comece definindo o pino número 2 e 13 como pino de LED e pino PIR respectivamente

* Em seguida, precisamos definir os modos de pino. Pino do LED para ser o pino de SAÍDA e o pino PIR para ser o pino de ENTRADA

* Em seguida, precisamos ler o valor do pino PIR e ver se ele está ALTO

* Se o valor for HIGH, ligue o LED, caso contrário desligue-o

Etapa 7: Áreas de aplicação dos sensores PIR

Os sensores PIR podem ser usados para:

* Automatizar abertura e fechamento de portas

* Automatize todas as luzes externas

* Automatizar luzes de subsolo, jardim ou áreas de estacionamento cobertas

* Automatizar as luzes do saguão do elevador ou das escadas comuns

* Detectar a presença de humanos e disparar um alarme

* Crie um sistema de automação e segurança residencial inteligente e muito mais….

Etapa 8: demonstração

Portanto, esta é minha configuração para o teste do sensor PIR. O sensor é conectado à placa de ensaio e colocado na mesa. Como estou em frente ao sensor, o LED está aceso.

Agora, vamos fazer um teste rápido. Atualmente, o sensor está em seu estado ocioso. Vou andar na frente dele para ativar o sensor. Tada, o LED acabou de ligar depois de detectar minha presença. A luz permanece acesa enquanto eu estiver nas proximidades dos sensores. OK, vamos sair e ligar meu cronômetro para ver se ele desliga após 5 segundos. Sucesso, tudo funcionou do jeito que eu queria.

Obrigado novamente por assistir este vídeo! Espero que ajude você. Se você quiser me apoiar, você pode se inscrever no meu canal e assistir meus outros vídeos. Obrigado, ca novamente no meu próximo vídeo.