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arduino驅(qū)動(dòng)人體紅外傳感器(PIR)模塊HC-SR501詳解

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ID:280354 發(fā)表于 2018-1-28 11:11 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
人體紅外傳感器(PIR)模塊HC-SR501
工作原理:
  人體都有恒定的體溫,一般在37度,所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10UM左右的紅外線,被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10UM左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10UM左右的紅外線通過(guò)菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件,這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡,向外釋放電荷,后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
熱釋電效應(yīng):
  當(dāng)一些晶體受熱時(shí),在晶體兩端將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷。這種由于熱變化而產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象稱(chēng)為熱釋電效應(yīng)。
菲涅耳透鏡:
  根據(jù)菲涅耳原理制成,菲涅耳透鏡分為折射式和反射式兩種形式,其作用一是聚焦作用,將熱釋的紅外信號(hào)折射(反射)在PIR上;二是將檢測(cè)區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入檢測(cè)區(qū)的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào),這樣PIR就能產(chǎn)生變化電信號(hào)。使熱釋電人體紅外傳感器(PIR)靈敏度大大增加。
圖片4.png 圖片3.png 圖片6.png
模塊參數(shù):
  1.工作電壓:DC5V至20V
  2.靜態(tài)功耗:65微安
  3.電平輸出:高3.3V,低0V
  4.延時(shí)時(shí)間:可調(diào)(0.3秒~18秒)
  5.封鎖時(shí)間:0.2秒
  6.觸發(fā)方式:L不可重復(fù),H可重復(fù),默認(rèn)值為H(跳帽選擇)
  7.感應(yīng)范圍:小于120度錐角,7米以?xún)?nèi)
  8.工作溫度:-15~+70度
模塊特性:
  1、這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。所以熱釋電元件對(duì)波長(zhǎng)為10UM左右的紅外輻射必須非常敏感。
  2、為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感,在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片,使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。
  3、被動(dòng)紅外探頭,其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反,環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用,使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消,于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。
  4、一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi),人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦,并被熱釋電元接收,但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同,熱釋電也不同,不能抵消,經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。
  5、菲泥爾濾光片根據(jù)性能要求不同,具有不同的焦距(感應(yīng)距離),從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場(chǎng),視場(chǎng)越多,控制越嚴(yán)密。
觸發(fā)方式:
  L不可重復(fù),H可重復(fù)。可跳線選擇,默認(rèn)為H。  
  A.不可重復(fù)觸發(fā)方式:即感應(yīng)輸出高電平后,延時(shí)時(shí)間一結(jié)束,輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖健?nbsp;  
  B.可重復(fù)觸發(fā)方式: 即感應(yīng)輸出高電平后,在延時(shí)時(shí)間段內(nèi),如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動(dòng),其輸出將一直保持高電平,直到人離開(kāi)后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖?感應(yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段,并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))。

可調(diào)封鎖時(shí)間及檢測(cè)距離調(diào)節(jié):
  1、封鎖時(shí)間:感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?,可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間,在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號(hào)。此功能可以實(shí)現(xiàn)(感應(yīng)輸出時(shí)間和封鎖時(shí)間)兩者的間隔工作,可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品;同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。(默認(rèn)封鎖時(shí)間2.5S)
  2、調(diào)節(jié)檢測(cè)距離







關(guān)于調(diào)節(jié)靈敏度及延時(shí)時(shí)間:


圖示方向?yàn)橛|發(fā)后延時(shí)時(shí)間最短,旋轉(zhuǎn)到最右為延時(shí)最長(zhǎng)。
延時(shí)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易造成蜂鳴器一直響不停,觸發(fā)一次需要5分鐘左右才能恢復(fù)低電平。

模塊優(yōu)缺點(diǎn):
  優(yōu)點(diǎn):
  本身不發(fā)任何類(lèi)型的輻射,器件功耗很小,隱蔽性好。價(jià)格低廉。
  缺點(diǎn):
容易受各種熱源、光源干擾
被動(dòng)紅外穿透力差,人體的紅外輻射容易被遮擋,不易被探頭接收。
易受射頻輻射的干擾。
環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí),探測(cè)和靈敏度明顯下降,有時(shí)造成短時(shí)失靈。
模塊抗干擾:
1、防小動(dòng)物干擾
2、防電磁干擾
3、防強(qiáng)燈光干擾
安裝:
  紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內(nèi),其誤報(bào)率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系,正確的安裝應(yīng)滿足下列條件:
  1.紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面2.0-2.2米。
  2.紅外線熱釋電傳感器遠(yuǎn)離空調(diào), 冰箱,火爐等空氣溫度變化敏感的地方。
  3.紅外線熱釋電傳感器探測(cè)范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。
  4.紅外線熱釋電傳感器不要直對(duì)窗口,否則窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì)引起誤報(bào),有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方。
  紅外線熱釋電傳感器對(duì)人體的敏感程度還和人的運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系很大。熱釋電紅外傳感器對(duì)于徑向移動(dòng)反應(yīng)最不敏感, 而對(duì)于橫切方向 (即與半徑垂直的方向)移動(dòng)則最為敏感. 在現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報(bào)、求得最佳檢測(cè)靈敏度極為重要的一環(huán)。



arduino驅(qū)動(dòng)示例:
  1. int Sensor= 2;
  2. void setup() {
  3.    Serial.begin(9600);
  4.    pinMode(Sensor, INPUT);
  5. }
  6. void loop() {
  7.    int SensorState = digitalRead(Sensor);
  8.    Serial.println(SensorState);
  9.    delay(100);      
  10. }
復(fù)制代碼


打開(kāi)串口顯示

當(dāng)有檢測(cè)到人體運(yùn)動(dòng),輸出1,否則輸出0.






  1. /*
  2. 功能:利用人體紅外模塊檢測(cè)一定范圍內(nèi)的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài),如果檢測(cè)到有輸出則發(fā)出
  3. 警報(bào)。
  4. */
  5. int Sensor_pin = 2;
  6. int Buzzerpin = 3;
  7. void Alarm() //蜂鳴器發(fā)出警報(bào)
  8. {
  9. for(int i=0;i<100;i++){
  10. digitalWrite(Buzzerpin,HIGH); //發(fā)聲音
  11. delay(2);
  12. digitalWrite(Buzzerpin,LOW); //不發(fā)聲音
  13. delay(2); //修改延時(shí)時(shí)間,改變發(fā)聲頻率
  14. }
  15. }
  16. void setup()
  17. {
  18. pinMode(Sensor_pin,INPUT); //設(shè)置人體紅外接口為輸入狀態(tài)
  19. pinMode(Buzzerpin,OUTPUT); //設(shè)置蜂鳴器接口為輸出狀態(tài)
  20. }
  21. void loop()
  22. {
  23. int val=digitalRead(Sensor_pin); //定義參數(shù)存儲(chǔ)人體紅外傳感器讀到的狀態(tài)
  24. if(val == 1) //如果檢測(cè)到有動(dòng)物運(yùn)動(dòng)(在檢測(cè)范圍內(nèi)),蜂鳴器發(fā)出警報(bào)
  25. {
  26. Alarm();
  27. }
  28. else
  29. {
  30. return;
  31. }
  32. delay(100); //延時(shí)100毫秒
  33. }
復(fù)制代碼


實(shí)物接線圖

圖片1.jpg
圖片2.png
圖片5.png

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