4 دوائر بسيطة للكشف عن الحركة باستخدام PIR

جهاز إنذار حساس الحركة PIR هو جهاز يكتشف الأشعة تحت الحمراء من جسم الإنسان المتحرك ويطلق إنذارًا مسموعًا.

المنشور يكتشف 4 دوائر بسيطة لكاشف الحركة باستخدام المرجع أمبير والترانزستور. نناقش أيضًا تفاصيل pinout لمستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبية (PIR) RE200B.

سنتعلم:

1. كيفية استخدام جهاز استشعار PIR للكشف عن الأشعة تحت الحمراء لجسم الإنسان.
2. كيفية استخدام وحدة PIR كملف دائرة إنذار ضد السرقة الأمنية
3. كيفية استخدام PIR لتشغيل الأضواء عند اكتشاف وجود بشري.
4. كيفية تطبيق PIR للكشف عن كائن في التطبيقات الصناعية

تستخدم الدائرة الأولى جهاز أمبير ، بينما يعمل التصميم الثاني مع ترانزستور واحد ومرحل لاكتشاف الأشعة تحت الحمراء من جسم الإنسان المتحرك وتنشيط إنذار التتابع.

ما هو PIR

PIR هو اختصار لـ Passive Infra Red. يشير المصطلح 'سلبي' إلى أن المستشعر لا يشارك بنشاط في العملية ، مما يعني أنه لا يرسل إشارات الأشعة تحت الحمراء المشار إليها ، بل يكتشف بشكل سلبي إشعاعات الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الحيوانات ذات الدم الدافئ في المنطقة المجاورة.

يتم تحويل الإشعاعات المكتشفة إلى شحنة كهربائية تتناسب مع مستوى الإشعاع المكتشف. يتم بعد ذلك تعزيز هذه الشحنة من خلال FET المدمج وتغذيتها إلى طرف خرج الجهاز الذي يصبح قابلاً للتطبيق على دائرة خارجية لمزيد من التضخيم ولأجل إطلاق مراحل الإنذار .

تفاصيل PIR Pinout

تُظهر الصورة مخطط دبوس نموذجي لمستشعر PIR. من السهل جدًا فهم pinouts ويمكن للمرء بسهولة تكوينها في دائرة عمل بمساعدة النقاط التالية:

كما هو موضح في الرسم البياني التالي ، يجب توصيل رقم التعريف الشخصي رقم 3 الخاص بالمستشعر بالأرض أو السكة السالبة للإمداد.

يجب توصيل الدبوس رقم 1 الذي يتوافق مع طرف 'التصريف' الخاص بـ dvice بالإمداد الإيجابي ، والذي يجب أن يكون مثاليًا بجهد 5 فولت.

ويجب توصيل الدبوس رقم 2 الذي يتوافق مع مصدر 'المصدر' للمستشعر بالأرض عبر المقاوم 47K أو 100K. يصبح هذا الدبوس أيضًا هو دبوس الإخراج من الجهاز ويتم نقل إشارة الأشعة تحت الحمراء المكتشفة إلى مكبر للصوت من الدبوس رقم 2 في المستشعر.

1) دائرة كاشف الحركة البشرية PIR باستخدام Op Amp

في القسم أعلاه تعلمنا ورقة البيانات و pinouts لمستشعر PIR القياسي الآن دعنا ننتقل ودراسة تطبيق بسيط لنفسه:

تم عرض أول مخطط لدائرة PIR لاستشعار حركة البشر أعلاه. يمكن مشاهدة التنفيذ العملي لتفاصيل التثبيت الموضحة هنا.

في وجود إشعاع بشري بالأشعة تحت الحمراء ، يكتشف المستشعر الإشعاعات ويحولها على الفور إلى نبضات كهربائية دقيقة ، بما يكفي لتحريك الترانزستور إلى التوصيل ، مما يجعل جامعه ينخفض.

ال تم إعداد IC 741 كمقارن حيث يتم تعيين الدبوس رقم 3 كمدخل مرجعي بينما الدبوس رقم 2 كمدخل الاستشعار.

في اللحظة التي ينخفض ​​فيها مجمع الترانزستور ، تصبح الإمكانات عند الطرف رقم 2 في 741 IC أقل من الإمكانات عند الطرف رقم 3. يؤدي هذا على الفور إلى ارتفاع ناتج IC ، مما يؤدي إلى تشغيل مرحلة سائق الترحيل المكونة من الأخرى BC547 الترانزستور والتتابع .

ينشط المرحل ويتحول إلى جهاز الإنذار المتصل.

يتأكد المكثف 100 uF / 25 V من بقاء المرحل قيد التشغيل حتى بعد إلغاء تنشيط PIR ربما بسبب خروج مصدر الإشعاع.

جهاز PIR الذي تمت مناقشته أعلاه هو في الواقع مستشعر أساسي ويمكن أن يكون حساسًا للغاية ويصعب تحسينه. من أجل تثبيت حساسيته ، يجب أن يكون المستشعر محاطًا بشكل مناسب بغطاء عدسة فريسنل ، وهذا سيعزز بشكل إضافي النطاق الشعاعي للكشف.

إذا لم تكن متأكدًا من استخدام جهاز PIR غير مغطى ، فيمكنك ببساطة اختيار ملف وحدة PIR الجاهزة باستخدام عدسة وتحسينات أخرى ، كما هو موضح أدناه.

2) كاشف الحركة PIR ودائرة إنذار الأمن

يمكن إنشاء دائرة مستشعر حركة PIR التالية بسهولة باستخدام الإعداد الأساسي التالي وتطبيقه على شكل a دائرة إنذار ضد السرقة.

كما يوضح الشكل ، لا يتطلب PIR سوى مقاوم واحد 1K وترانزستور ومرحل خارجيًا. يمكن أن تكون صفارات الإنذار إما بنيت في المنزل أو شرائها جاهزة الصنع.

يمكن أن يكون العرض 12 فولت من أي جهاز عادي دائرة SMP 12 فولت 1 أمبير.

فيديو تجريبي

3) دائرة إنذار بسيطة أخرى تعتمد على PIR

تشرح الفكرة الثالثة أدناه عملية PIR بسيطة دائرة إنذار كاشف الحركة والتي يمكن استخدامها لتفعيل الأضواء أو إشارة الإنذار ، فقط في وجود شخص أو دخيل.

كيف تعمل

فيما يلي دائرة بسيطة تقوم بتنشيط إنذار الترحيل عندما يتم اكتشاف كائن حي (إنسان) بواسطة مستشعر PIR. هنا يرمز PIR إلى مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبية. لا تنتج أي إشعاعات بالأشعة تحت الحمراء الكشف عن وجود كائن حي لكنه من ناحية أخرى يكتشف إشعاعات الأشعة تحت الحمراء الصادرة عنهم.

تستخدم هذه الدائرة HC-SR501 IC الذي يمثل قلب الدائرة. في البداية عندما يكتشف المستشعر الجسم المتحرك ، فإنه ينتج جهد إشارة صغير (عادةً 3.3 فولت ) الذي يتم تغذيته لقاعدة الترانزستور BC547 من خلال مقاومة تحكم في التيار ، وبالتالي يرتفع ناتجها ويقوم بتشغيل التتابع.

يمكن تصور رسم تخطيطي أكثر شمولاً أدناه:

تتابع الأسلاك

يمكن تكوين هذا المرحل ليتم استخدامه مع لمبة كهربائية أو أنبوب أو مصباح ليلي أو أي شيء آخر يعمل على 220 فولت تيار متردد.

تستخدم هذه الدائرة في الغالب في الحدائق ، لذلك في الليل ، عندما نذهب في نزهة في الحديقة ، تضيء الدائرة الضوء تلقائيًا وتبقى مضاءة حتى نكون في محيط المستشعر ويتم إيقاف تشغيلها عندما نبتعد من ذلك المكان وبالتالي تقليل تكاليف الكهرباء.

هذه صورة خلفية لجهاز الاستشعار HC-SR501 ...

HC-SR501 Pinouts

منظر أمامي لحساس PIR:

يتكون المستشعر من مقاومين محددين مسبقًا يمكن استخدامهما للتحكم في وقت التأخير ونطاق الاستشعار.

التأخير مقياس فرق الجهد يمكن تعديله لتحديد الوقت الذي يظل فيه الضوء مضاءً.

المستشعر عند شرائه ، يأتي مع الوضع الافتراضي 'H' مما يعني أن الدائرة تضيء الضوء عندما يتحرك شخص ما داخل المنطقة وتبقى قيد التشغيل لوقت محدد مسبقًا وبعد انقضاء الوقت المحدد مسبقًا ، إذا كان المستشعر لا يزال قادرًا على اكتشاف الحركة ، لا يطفئ الضوء في حالة عدم وجود هدف متحرك ، بل يطفئ الضوء.

فيما يلي التفاصيل الفنية لجهاز الاستشعار HC-SR501

1. نطاق جهد العمل: 4.5VDC إلى 12VDC.
2. استنزاف الحالي:<60uA
3. خرج الجهد: 3.3 فولت TTL
4. مسافة الكشف: من 3 إلى 7 أمتار (يمكن تعديلها)
5. وقت التأخير: من 5 إلى 200 ثانية (يمكن تعديلها)

تتمثل إحدى عيوب مستشعرات PIR في ارتفاع ناتجها حتى عندما يتحرك فأر أو كلب أو حيوان آخر أمامه ويقوم بتشغيل الضوء دون داع.

في البلدان الباردة ، يزداد نطاق الاستشعار. بسبب انخفاض درجة الحرارة ، تنتقل إشعاعات الأشعة تحت الحمراء التي يطلقها البشر لمسافات أكبر ، وبالتالي تتسبب في تبديل الأضواء غير الضروري.

إذا تم تركيبه في الساحات الخلفية ، فهناك فرص لتفعيل الضوء عندما تمر السيارة لأن الإشعاعات المنبعثة من محرك السيارة الساخن تخدع المستشعر.

قائمة الاجزاء:

• D1 ، D2 - 1N4007 ،
• C1 - 1000 فائق التوهج ، 25 فولت ،
• Q1 - BC547,
• R1 - 10 كيلو ،
• R2 - 1 ك ،
• L1 - LED (أخضر)
• RY1 - مرحل 12 فولت
• T1 - محول 0-12 فولت.

بعد الانتهاء من بناء الدائرة ، ضعها في غلاف مناسب واستخدم غلافًا منفصلاً للمستشعر وقم بتوصيل المستشعر بالدائرة باستخدام أسلاك طويلة بحيث يمكنك وضع المستشعر في المكان الذي تريده في الحديقة وستكون الدائرة الكهربائية في الداخل بحيث تكون الدائرة محمية من الطقس.

وتذكر استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور منفصل للتتابع.

أيضًا ، لا تنس استخدام مرحل مناسب مع تصنيف التيار والجهد الصحيح. يمكنك استخدام كتلة طرفية تتصل بجهات اتصال تبديل الترحيل ، وترتيبها كما هو موضح في الصورة بحيث يمكنك تغيير الجهاز الكهربائي المتصل بجهات اتصال الترحيل بسهولة.

يوفر استخدام هذه المستشعرات الكهرباء إلى درجات كبيرة. يمكن أن يقلل من فواتير الكهرباء أيضًا!

'الرجاء توفير الطاقة للساعة القادمة!'

إذا كان تصميم الكاشف البشري المتحرك PIR أعلاه مخصصًا للاستخدام مع إنذار ومصباح بحيث تعمل كلتا الأحمال أثناء الليل ولكن التنبيه أثناء النهار فقط ، فيمكن تعديل المخطط بالطريقة التالية. اقترح الفكرة السيد مانجوناث

4) التطبيق الصناعي

يوضح المنشور دائرة مستشعر حركة صناعية تستخدم زوجًا من LDRs و IC وبعض المكونات السلبية الأخرى. تستشعر الدائرة حركة أسطوانة تضيء مصابيح LED المناسبة للكشف المطلوب. الفكرة طلبها السيد حسنين.

المواصفات الفنية

لقد أرسلت لك طلبًا على حساب Google ، لست متأكدًا من تلقيك رسائلي أم لا ، لذلك أرسل لك مشكلتي هنا مرة أخرى ، من فضلك ساعدني سأكون ممتنًا جدًا لك ، أتمنى أن تتفهم مشكلتي وحلها ...

يا سيدي ، إنه مرتبط باستشعار الحركة ، وليس لدي أي معرفة بالمستشعرات ، أي النوع الذي يجب أن أستخدمه .. المشكلة: هناك مستويان ، (المستوى يعني الارتفاع) ، المستوى أ ، والمستوى ب. لاستخدام المستشعرات على هذه المستويات ، لذلك من الآن سأقول المستشعر A والمستشعر B ..

لديّ مصباحان للإشارة باللونين الأحمر والأخضر ، وهناك أسطوانة تتحرك من أعلى إلى أسفل ثم إلى أعلى وهكذا .. أولاً ، ستنتقل من أعلى إلى أسفل وستأتي أمام المستشعر أ.

(في هذا الوقت ، يجب أن يضيء المصباح الأحمر وينطفئ اللون الأخضر) وستأتي الأسطوانة المتحركة لأسفل أمام المستشعر B.

(يجب ألا يحدث أي فرق ، يجب أن يظل i و e RED قيد التشغيل ، ويجب أن يظل GREEN في وضع إيقاف التشغيل).

ثم ستبدأ الأسطوانة في التحرك لأعلى ، وستبتعد أولاً عن المستشعر B.

(في هذا الوقت ، يجب إيقاف تشغيل RED وتشغيل الأخضر) ، ثم تتحرك الأسطوانة لأعلى بعيدًا عن المستشعر A ،

(لا ينبغي أن يحدث أي فرق. i ، e يجب أن يظل RED متوقفًا ويجب أن يظل الأخضر قيد التشغيل) .. ثم كرر مرة أخرى.

الدائرة ل إشعال

الفكرة المقترحة واضحة تمامًا ويمكن فهمها من خلال النقاط التالية:

عند تشغيل الطاقة ، تتم إعادة ضبط IC من خلال مكثف 0.1 فائق التوهج لضمان إضاءة مصباح LED الأخضر أولاً.

في هذا الموضع ، يستطيع كل من المستشعرات A (LDR1) و sensorB (LDR2) تلقي الأضواء من أشعة الليزر ذات الصلة المركزة عليها ، ويقوم LDR1 بتبديل ترانزستور ON BC547 بينما يقوم LDR2 بنفس الشيء مع BC557 ويحافظ على تشغيله.

بسبب الإجراءات المذكورة أعلاه ، يقوم الترانزستور BC557 بتمرير جهد الإمداد إلى الطرف رقم 14 من IC. ومع ذلك ، نظرًا لأن LDR1 إعلان BC547 يجري أيضًا تأريض هذه الإمكانات ، وتظل الإمكانات الصافية عند الطرف رقم 14 عند المنطق المنخفض أو الصفر.

الآن بما أن الأسطوانة تنخفض وتأتي أمام LDR1 ، فإنها تحجب الشعاع مما يجعل مقاومة LDR1 عالية ، وتغلق BC547.

يسمح هذا للجهد من BC557 بضرب الدبوس رقم 14 لإنتاج تسلسل أمامي عند خرج IC مما يؤدي إلى إضاءة مؤشر LED الأحمر وإيقاف تشغيل LED الأخضر.

تستمر الأسطوانة في حركتها الهبوطية وتأتي أمام LDR2 تسد شعاعها وتخفض مقاومتها ، وهذا يمنع الترانزستور من التوصيل بحيث يتم تبديل الإمكانات عند الدبوس رقم 14 من IC مرة أخرى إلى الصفر ، ولكن هذا الإجراء لا يؤثر IC لأنه محدد للاستجابة فقط للنبضات الإيجابية.

بعد ذلك ، تعود الأسطوانات وتبدأ في التحرك لأعلى وفي الدورة تفتح شعاع LDR2 مما يسمح لـ BC557 بالتصرف ، ومرة ​​أخرى يُسمح للنبض الموجب من الترانزستور بضرب دبوس IC رقم 14 مما يؤدي إلى استعادة الوضع السابق أي. الآن يضيء مؤشر LED الأخضر وينطفئ RED. عندما تتحرك الأسطوانة بعد LDR1 ، يتم أيضًا تشغيل BC547 ، ولكنها لا تنتج أي تأثير للأسباب نفسها الموضحة أعلاه.

تستمر دورة اكتشاف الحركة أعلاه في التكرار استجابة لحركة الأسطوانة المحددة.

مخطط الرسم البياني

إنذار أمان PIR مع تأثير التأخير

عندما يتم تشغيل PIR ، يتم تبديل BC547 والذي بدوره يطالب TIP127 بالتحول إلى وضع التشغيل. ومع ذلك ، نظرًا لوجود مكثف 220 فائق التوهج ، فإن جهد الباعث الأساسي لترانزستور PNP هذا غير قادر على الوصول إلى 0.7 فولت المطلوب بسرعة ، ولا يضيء مؤشر LED حتى يتم شحن 220 فائق التوهج بالكامل.

عند إيقاف تشغيل PIR ، يكون 220 فائق التوهج قادرًا على التفريغ بسرعة من خلال المقاوم 56K ، مما يجعل الدائرة في وضع الاستعداد بسرعة. يضمن الصمام الثنائي 1N4148 أن الدائرة تعمل فقط كدائرة تأخير ON PIR وليس كتأخير OFF.