Hướng dẫn Mô-đun Cảm biến Chuyển động Mini PIR

0
96

Gần đây, tôi đã cạn kiệt kho mô-đun cảm biến chuyển động hồng ngoại thụ động (PIR) phổ biến và đang tìm kiếm một mô-đun mới để chơi cùng. Tôi đã tìm kiếm trên web một loại nhỏ với các thiết bị điện tử khép kín. Nó chỉ có trước kỷ nguyên COVID-19 nhưng thứ duy nhất tôi thấy trong rừng là mô-đun cảm biến chuyển động Grove-mini PIR (v1.0).

Tôi không thể tìm thấy một bài đánh giá thực tế nào về cảm biến chuyển động hồng ngoại thụ động kỹ thuật số cực nhỏ ở bất kỳ đâu nhưng Seeed Studio (và một số đại lý bán lẻ) đã liệt kê các thông số kỹ thuật chính của nó trông đầy hứa hẹn. May mắn thay, tôi đã nhận được mô-đun cảm biến chuyển động Grove-mini PIR từ một người bán Ấn Độ chỉ sau ba ngày mua trực tuyến và tôi quyết định bắt đầu đánh giá nhanh mô-đun cảm biến chuyển động.

Giới thiệu nhanh

Theo Seeed studio, cảm biến chuyển động Grove-mini PIR là một cảm biến chuyển động hồng ngoại thụ động sử dụng đơn giản với giao diện tương thích với Grove, cho phép bạn cảm nhận chuyển động, thường là chuyển động của con người trong phạm vi của nó. Mô-đun cảm biến sẽ xuất ra mức CAO trên chân REL của nó khi có bất kỳ ai di chuyển trong tầm nhìn của nó.

Đặc trưng

  • Sự tiêu thụ ít điện năng.
  • Xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP)
  • Bộ lọc tích hợp, khả năng miễn nhiễm cao với RFI

Thông số kỹ thuật

  • Điện áp làm việc (VCC): 5VDC
  • Đầu ra REL (mức CAO): 3VDC
  • Đầu ra REL (thời gian BẬT): 5 giây appx
  • Độ nhạy: 120-530 μV
  • Phạm vi phát hiện tối đa: 2m (25 ° C)

Về thiết bị điện tử bên trong của nó

Như đã đề cập, mô-đun độc lập có chip điều chỉnh điện áp 3V thấp (LDO) trên bo mạch, dường như được thiết kế cho đầu vào 5V (điển hình) và 6V (tối đa). Thấu kính nhựa (thấu kính Fresnel) ở trên cùng có thể dễ dàng được tháo ra để lộ cảm biến PIR thực. Thông qua tìm kiếm nhanh trên web, tôi thấy rằng đó là chip cảm biến hồng ngoại nhiệt điện kỹ thuật số mini S16-L221D do NANYANG SENBA OPTICAL AND ELECTRONIC CO., LTD đưa vào (www.nysenba.com). Có vẻ như tất cả các xử lý tín hiệu phức tạp đều được thực hiện trong chip cảm biến kỹ thuật số thông minh được thiết kế để chạy ở 3VDC và nó có đầu ra Schmitt REL công suất rất thấp.

Theo biểu dữ liệu này, S16-L221D là cảm biến PIR thông minh kỹ thuật số 6 chân. Tất cả quá trình xử lý tín hiệu được thực hiện bằng kỹ thuật số.

S16-L221D giao tiếp trực tiếp với tối đa hai cảm biến PIR thông thường thông qua đầu vào khác biệt trở kháng cao. Tín hiệu PIR được chuyển đổi thành giá trị kỹ thuật số 15 bit trên chip. Các vần đề học điện tử thông số về độ nhạy và thời gian được thiết lập bằng cách kết nối các đầu vào tương ứng với điện áp DC. Các mức điện áp trên đầu vào được chuyển đổi thành giá trị kỹ thuật số với độ phân giải 7-bit. S16-L221D là một gói SMD, bao gồm các cài đặt về thời gian, độ nhạy và mức độ ánh sáng xung quanh.

Bây giờ đến sơ đồ hoàn chỉnh của mô-đun cảm biến chuyển động Grove-mini PIR (v1.0) do Seeed Studio xuất bản (do tôi cải tiến một chút):

Như có thể thấy trong giản đồ, một bộ chia tiềm năng (R2-R3) được sử dụng để đặt thời gian ‘bật’ và một bộ chia tiềm năng khác (R1-R6) được nối dây để đặt độ nhạy. Để điều chỉnh độ nhạy giãn nở, người dùng có thể thêm một trimpot (và một tụ điện) vào mạch điện hiện có thông qua các miếng hàn đặt sang một bên (xem bên dưới). Đáng buồn thay, tôi không thể tìm thấy hướng dẫn thêm ở bất cứ đâu và trên của tôi, tôi không thấy bất kỳ truyền thuyết nào cả!

Hơn nữa, cảm biến S16-L221D cho phép bạn thêm một điện trở phụ thuộc ánh sáng (LDR). Nó không thực tế lắm trong mô-đun cảm biến chuyển động Grove-mini PIR này, đặc biệt là do tác phẩm nghệ thuật PCB ‘chặt chẽ’. Bản thân PCB cũng khá mỏng manh. Hơn nữa, tôi không muốn hy sinh một mô-đun cảm biến đang hoạt động vào thời điểm này, nhưng tôi sẽ cố gắng cung cấp một số ý tưởng về điều này sau thông qua một dự án tự thực hiện dựa trên cùng một cảm biến / mô-đun S16-L221D.

Đồ gá kiểm tra thô của tôi và kiểm tra nhanh

Cho đến nay, tôi chỉ cấp nguồn cho nó và chỉ với một đèn LED màu hổ phách được gắn vào chân đầu ra (REL), nhưng trong một bài kiểm tra nhanh, nó dường như hoạt động như lời hứa của nhà sản xuất.

?????????????

Lưu ý rằng không cần một điện trở nối tiếp cho đèn LED thử nghiệm vì có một điện trở 4,7KΩ trên bo mạch trong đường REL. Dưới đây, bạn có thể thấy những bức ảnh chụp bình thường từ băng ghế thử nghiệm của tôi. Rõ ràng, đó là một đồ gá kiểm tra thô, nhưng một mô-đun được lắp đặt và căn chỉnh đúng cách sẽ hoạt động tốt hơn.

Như được tìm thấy trong tài liệu Seeed Studio, nếu bạn cho rằng độ nhạy không chính xác, hãy thử mô-đun theo hướng được khuyến nghị để có độ chính xác hơn.

Tôi vẫn chưa thử cách này. Đôi khi hướng của cảm biến có thể ảnh hưởng đến độ nhạy của nó. Có lẽ quang học nhựa nhỏ là phụ tối ưu. Tôi sẽ làm thêm các xét nghiệm sau nếu có thể.

Hơn nữa từ ấn tượng đầu tiên

Các thử nghiệm ban đầu của tôi (sử dụng nguồn điện 5VDC được quy định) cho thấy nó hoạt động đủ tốt cho nhu cầu của tôi. Theo ước tính nhanh của tôi, mô-đun cảm biến chuyển động Grove-mini PIR (v1.0) là một mô-đun cảm biến chuyển động hồng ngoại thụ động nhỏ gọn và hiệu quả về chi phí, thích hợp cho các ứng dụng nhất định với yêu cầu khoảng cách phát hiện tương đối ít. Mô-đun cho thấy khả năng miễn nhiễm thụ động cao đối với các nhiễu và ít bị kích hoạt sai hơn!

Lưu ý rằng 2 mét là khoảng cách phát hiện tốt nhất mà tôi đề xuất và 25 ℃ là nhiệt độ phù hợp nhất. Như đã chỉ ra trước đó, độ nhạy có thể điều chỉnh được, có một vị trí dành riêng ở mặt sau của PCB để bạn có thể hàn một trimpot SMD để điều chỉnh độ nhạy. Bên cạnh đó, lưu ý rằng việc kéo ống kính Fresnel lên một chút sẽ giúp tăng cường độ nhạy.

Tôi đã đưa ra quyết định giao diện mô-đun với một bộ vi điều khiển, tôi nghĩ đó là một lời kêu gọi tốt. Trong lần thử đầu tiên, tôi đã kết nối mô-đun của mình với một bảng phát triển Digispark Attiny85 đang nằm xung quanh và tôi khá hài lòng với nó. Xuống kinh doanh.

?????????????

Đây thực tế là một ví dụ ứng dụng đơn giản của việc cảm nhận chuyển động. Khi ai đó di chuyển trong tầm nhìn của cảm biến, đèn LED trên bo mạch Digispark sẽ bật trong một khoảng thời gian hữu hạn. Bạn có thể sửa đổi thiết lập này để điều khiển thiết bị / thiết bị phát âm thanh / hình ảnh bên ngoài như mong muốn. Sau đây là Bản phác thảo Arduino, được thiết kế riêng cho bảng Phát triển Digispark Attiny85!

/*

 * Grove-mini PIR Motion Sensor Module (v1.0)

 * Quick Test Sketch / Digispark Attiny85 Dev. Board

 * Author: T.K.Hareendran / 2020

 * Publisher: www.electroschematics.com

 */


#define Grove_mPIR 0// REL output to P0 of Digispark#define Grove_mPIR 0// REL output to P0 of Digispark

#define sysLED 1 // Use onboard LED wired to P1 as system status indicator#define sysLED 1 // Use onboard LED wired to P1 as system status indicator


/* Use appropriate external circuitry to drive powerful audio/visual indicators through P1 *//* Use appropriate external circuitry to drive powerful audio/visual indicators through P1 */


void setup()void setup()

{

pinsInit();();

}


void loop()void loop()

{{

if(isMotiondetected())if(isMotiondetected())

turnOnsysLED();();

elseelse

turnOffsysLED();();

}}


void pinsInit()void pinsInit()

{{

pinMode(Grove_mPIR, INPUT);(Grove_mPIR, INPUT);

pinMode(sysLED,OUTPUT);(sysLED,OUTPUT);

}}


void turnOnsysLED()void turnOnsysLED()

{{

digitalWrite(sysLED,HIGH);(sysLED,HIGH);

}}

void turnOffsysLED()void turnOffsysLED()

{{

digitalWrite(sysLED,LOW);(sysLED,LOW);

}}


boolean isMotiondetected()boolean isMotiondetected()

{{

int sensorValue = digitalRead(Grove_mPIR);int sensorValue = digitalRead(Grove_mPIR);

if(sensorValue == HIGH)if(sensorValue == HIGH)

{{

return true;return true;

}}

elseelse

{{

return false;return false;

}}

}}

Đây là sơ đồ nối dây phần cứng được khuyến nghị. Hãy nhớ cấp nguồn cho toàn bộ thiết lập bằng nguồn điện 5VDC được điều chỉnh tốt. Thiết lập hiển thị ở đây không được bảo vệ khỏi bất kỳ đầu vào nguồn điện áp ngược ngẫu nhiên nào và có thể bị phá hủy nếu điều đó xảy ra!

Dưới đây là ảnh chụp thử nghiệm từ bàn làm việc của tôi:

Sau đây là sơ đồ thiết lập phần cứng sửa đổi cho hoạt động 9V đến 12V DC. Bản sửa đổi này cho phép bạn cung cấp năng lượng cho phần cứng của mình thông qua pin 6F22 9V tiêu chuẩn hoặc loại tương tự. Điều này rất thuận tiện để thực hiện một số thử nghiệm trong đời thực!

Bây giờ đến lượt bạn!

Bây giờ bạn có tất cả thông tin cần thiết để chơi với mô-đun cảm biến chuyển động Grove-mini PIR (v1.0). Bạn có thể cần nhiều phần hơn để hoàn thành (các) dự án của mình, nhưng bạn đã có một khởi đầu!

Mô-đun cảm biến nhỏ này rất khác biệt do hình dạng của nó và có kích thước khoảng 20mm x 20mm. Tùy thuộc vào cách hack mà bạn dự định; bạn sẽ nhận được khoảng cách phủ sóng từ vài mm đến vài mét. Khi nói đến kích hoạt sai thường xuyên, mô-đun của tôi ổn định một cách đáng ngạc nhiên.

Khi nói đến việc mua các mô-đun của mình, bạn có thể tìm thấy một nguồn địa phương hoặc bạn có thể đặt hàng chúng trực tiếp từ Seeed Studio. Tôi thích lựa chọn thứ hai hơn, vì bạn thường sẽ nhận được giá tốt hơn khi đến thẳng nguồn hàng, ngay cả khi thanh toán cho vận chuyển quốc tế. Nếu bạn chọn tùy chọn đầu tiên, hãy cố gắng hết sức để đảm bảo rằng nhà cung cấp của bạn bán các mô-đun chính hãng chứ không phải hàng nhái rẻ tiền. Lưu ý nhỏ: Tôi không liên kết với các công ty / người bán sản xuất / bán bảng và mô-đun – chỉ muốn giúp bạn dễ dàng tìm thấy các bộ phận phù hợp.

Tôi sẽ nghiên cứu thêm một chút về các mô-đun này, tôi nghĩ chúng cho thấy sự hứa hẹn và sẽ cho phép tôi tạo ra các dự án tốt hơn. Hãy cho tôi biết những gì bạn nghĩ và cảm ơn bạn!

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here