Jak na pohybové čidlo s Arduino

V tomto článku se dozvíš co je pohybové PIR čidlo, k čemu slouží a jak se dá použít. Dozvíš se také jak takové čidlo provozovat s Arduinem.
848-3_arduino-mini-pir-detektor-pohybu-hc-sr505

Co je to pohybové čidlo PIR 

Pohybové čidlo, jinak taky detektor pohybu, je zařízení, které slouží, jak je již zřejmé z názvu, k rozpoznání nějakého pohybu v jeho zorném poli. Zkratka PIR vychází z anglického názvu Passive InfraRed, čili pasivní infračervené čidlo, někdy uváděné zkratkou PID – pasivní infračervený detektor. Na rozdíl od aktivních detektorů nevyzařuje žádnou energii, kterou po odrazu od objektů zpracovává. Je to vstupní prvek, který umí za definovaných parametrů zaznamenat nějakou změnu teploty okolních podmínek. Po vyhodnocení této změny v dalších částech zařízení, ve kterém je konkrétně zapojen, dojde k požadované akci – např. rozsvícení světel, spuštění alarmu, záznamu kamery, otevření vrat apod. Možností použití je skutečně mnoho a tato čidla jsou velmi rozšířena v oblasti úspory energie, bezpečnosti a zabezpečení čehokoliv. Zručný bastlíř jistě najde mnoho možností použití a vhodné PIR čidlo si vybere na našem e-shopu.

Jak funguje pohybové čidlo PIR 

Funguje celkem jednoduše, na principu pyroelektrického jevu, při kterém se pyroelektrické materiály, patřící do skupiny piezoelektrických materiálů, deformují při změně teploty.  Definice pyroelektrického jevu: Je to schopnost materiálu generovat dočasný elektrický potenciál při změně jeho teploty. Jinak řečeno – jako lze mechanickým tlakem deformovat krystalickou mřížku dielektrik, je možné deformaci vyvolat i změnou teploty. 

Blokové schéma pohybového čidla PIR 

Fresnelova čočka soustřeďuje infračervené záření, vyzařující z povrchu objektů, které se nacházejí v zorném úhlu, do PIR elementu. Tento je základním polovodičovým prvkem, citlivým na infračervené záření. Při změně hodnoty dopadajícího infračerveného světla se mění hodnota povrchového elektrického náboje. Tato změna je měřena tranzistorem typu FET (z angl. Field Effect Transistor – tranzistor řízený polem). 

Dopadající infračervené světlo má charakter analogového signálu, který je dále v zařízení zpracováván a vyhodnocován. Nevýhodou je možnost tzv. planých poplachů, ke kterým dochází prudkou změnou venkovní teploty, event. nevhodným umístěním čidla. Proto je používaná výhodnější digitalizace analogového signálu jeho vzorkováním a další úpravou. Odpadá možnost vzniku lineárních a nelineárních zkreslení a dalších deformací analogového průběhu signálu a v konečném důsledku lze eliminovat právě vznik nechtěných akcí. 

Nastavení pohybového čidla PIR 

Nastavení pohybového čidla PIR (myšleno zařízení, nikoliv jen prvku) je dáno jeho konstrukcí a je od různých výrobců rozlišné. Důležitá je možnost nastavení směru (zorného pole) ve všech osách a především citlivosti zařízení. Příliš velká sensitivita není vhodná, pokud se chceme vyvarovat poplachů již při pohybu objektů velikosti hlodavců. 

Při instalaci a umístění pohybového čidla PIR v prostoru je potřeba dbát několika zásad. Vybrat vhodný typ detektoru pohybu a při znalosti konkrétních parametrů zajistit, aby bylo čidlo umístěno na vhodném místě, mimo možnost vlivu prudkých teplotních změn počasí a nežádoucích zdrojů tepla (např. radiátory, komíny apod.)  Citlivost musí být nastavena na takovou úroveň, aby PID eliminoval možnost vzniku nechtěných poplachů. Objekt zájmu se musí pohybovat v jeho dosahu a zorném poli. 

Pohybová čidla PIR jsou nezbytnou součástí výbavy každého bastlíře a mají nepřeberné možnosti využití. Oblíbena jsou především pro jejich cenovou dostupnost, jednoduchost zapojení a spolehlivost. 

PIR čidlo a Arduino

Připojení a komunikace PIR čidla s Arduinem je velice jednoduchá. Jelikož má PIR čidlo pouze jeden výstupní pin, který nabývá jen dvou logických hodnot 0 – žádný pohyb a 1 – detekován pohyb, stačí teno pin připojit na kterýkoli digitální pin Arduina a v programu sledovat jeho stav.

Pro praktickou ukázku použijeme PIR čidlo HC-SR505. Jedná se o velmi malý modul s širokým rozsahem napájecího napětí a bez jakýchkoli nastavovacích prvků a proto je nejvíce vhodné pro začátečníky. My pro jednoduchost a správnou napěťovou úroveň výstupního pinu budeme čidlo napájet přímo z Arduina. Toto čidlo má velmi malý odběr proudu a tak nijak zásadně nezatíží stabilizátor osazený na Arduinu.

Schéma zapojení pohybového čidla s deskou Arduino UNO:

Ukázkový kód pro Arduino:

V tomto ukázkovém kódu budeme každou 1s zjišťovat stav digitálního pinu D6, na který máme připojen výstup z PIR čidla. Pokud je pin v logické úrovni 1 (je detekován pohyb) vypíšeme na sériovou konzoli hlášení o zaznamenaném pohybu.

void setup() {
  Serial.begin(9600);  // Nastaveni seriove konzole
  pinMode(6, INPUT);  // Nastaveni pinu D6 jako vstupni
  digitalWrite(6, LOW);  // Vychozi nastaveni pinu D6
}

void loop() {
  if(digitalRead(6) == HIGH) { // Precteme stav pinu D6 a pokud je jeho stav logicka 1
    Serial.println("Detekovan pohyb!");  // Vypiseme na konzoli hlaseni
  }
  delay(1000);  // Prodleva 1s pred dalsim merenim
}

Pohybové čidlo je díky logickému výstupu možné provozovat samostatně bez nutnosti připojení k jakémukoli mikrokontroleru. Lze tedy k tomuto čidlu připojit např. relé a pomocí něho automaticky spínat třeba nějaké osvětlení když někdo vstoupí do zorného pole čidla.

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest

Napsat komentář

Nejčtenější články

Akční nabídka

Arduino UNO R3

ATmega328P, Klon

160 Kč

RobotDyn 4×3

Maticová analogová klávesnice

91,10 Kč

Arduino Gamepad

Joystick Shield

146,90 Kč