Пассивный инфракрасный (PIR) датчик движения.
Модуль датчика движения (или присутствия) HC-SR501 на основе пироэлектрического эффекта состоит из PIR датчика 500BP с дополнительной электрической развязкой на микросхеме BISS0001 и линзы Френеля, которая используется для увеличения радиуса обзора и усиления инфракрасного сигнала.
Модуль используется для обнаружения движения объектов, излучающих инфракрасное излучение, в системах безопасности, автоматических выключателях света, механизмах открывания гаражных ворот и аналогичных применениях, где работа какого-либо электрического устройства необходима только в присутствии людей.
HC-SR501 пассивный инфракрасный (PIR) датчик движения
Технические характеристики HC-SR501
· Напряжение питания: 4,5-20 В
· Потребляемый ток: 50 мА
· Напряжение на выходе: TTL уровни 3,3 В
· Расстояние обнаружения: 3-7 м
· Длительность задержки после срабатывания: 5 – 300 сек
· Угол наблюдения: до 120°
· Время блокировки до следующего замера: 2,5 сек.
· Режимы работы: L — одиночное срабатывание, H — срабатывание при каждом событии
· Рабочая температура от -20°C до +80°C
· Размеры: 32 x 24 x 18 мм
Как работает PIR датчик движения?
Если вы не знали, все объекты с температурой выше абсолютного нуля (0 Кельвинов / -273,15°C), включая человеческие тела, испускают тепловую энергию в виде инфракрасного излучения. Чем горячее объект, тем большее излучение он излучает.
PIR датчик разработан специально для обнаружения таких уровней инфракрасного излучения. В основном он состоит из двух основных составляющих: пироэлектрического датчика и специальной линзы, называемой линзой Френеля, которая фокусирует инфракрасные сигналы на пироэлектрический датчик.
Рисунок 2 – PIR датчик, пироэлектрический датчик, два слота обнаружения
Пироэлектрический датчик на самом деле имеет две прямоугольные прорези, выполненные из материала, который пропускает инфракрасное излучение. За ними находятся два отдельных инфракрасных сенсорных электрода: один из которых отвечает за создание положительного выходного сигнала, а другой – отрицательного. Причина такого решения заключается в том, что мы ищем изменение инфракрасных уровней, а не сами окружающие инфракрасные уровни. Два электрода подключены так, чтобы они подавляли друг друга. Если одна половина видит больше или меньше инфракрасного излучения, чем другая, выходной сигнал будет высоким или низким.
Когда датчик находится в режиме ожидания (то есть вокруг датчика нет движения), оба слота обнаруживают одинаковое количество инфракрасного излучения, что приводит к нулевому выходному сигналу.
Но когда мимо проходит теплый объект, подобный человеку или животному; сначала он перекрывает одну половину PIR датчика, что вызывает появление положительного дифференциального изменения между двумя половинами. Когда теплый объект покидает чувствительную область, происходит обратное, в результате чего датчик генерирует отрицательное дифференциальное изменение. Соответствующий импульс сигналов приводит к тому, что датчик устанавливает на выходном выводе высокий логический уровень.
Рисунок 3 – Принцип действия PIR датчика
PIR датчик HC-SR501 имеет три вывода: питание VCC, выход и земля (показано на рисунке ниже). Он имеет встроенный стабилизатор напряжения, поэтому он может питаться от любого постоянного напряжения от 4,5 до 12 вольт, обычно используется 5В. Кроме этого, у него есть несколько настроек.
Рисунок 4 – Распиновка PIR датчика. Расположение компонентов на плате.