Уровень pir на фотоловушке что значит
Подробно о PIR-датчиках движения
Как автоматически определить наличие человека в комнате? Для этого нужен PIR датчик движения. Он способен уловить тепловые волны, исходящие от человека. Эти пассивные инфракрасные детекторы могут зафиксировать малейшее движение в помещении. Где применяются и как устроены — об этом речь пойдет в этой статье.
Как выглядит и где используется
Рабочая пластина датчика состоит из кристаллических веществ, которые имеют свойство при попадании света на них поляризоваться. И от того насколько изменится интенсивность излучения зависит изменение и поляризации, а как следствие это вызывает изменение напряжения в электрическом поле кристаллического элемента. Следовательно, если измерить разность потенциалов на разных точках кристаллической пластины можно узнать и величину излучения.
Это основной физический принцип, по которому работают датчики присутствия, с центральным пироэлектрическим элементом. Он помещается в герметичный или пластиковый корпус.
Такие детекторы движения с успехом применяются:
Прибор может зафиксировать движение — электрическая цепь замкнется и включится освещение. Также он сработает и в обратную сторону — если людей в помещении уже нет, то нет и движения, соответственно цепь размыкается и свет гаснет.
Как срабатывает устройство и принцип его действия
Конструктивно ИК-датчик состоит из пироприемников, которые фиксируют наличие инфракрасного излучения, и мильтилинзы.
Внутри корпуса прибора расположены пироприемники, а сверху они накрыты из пластиковым колпаком состоящего из множества мелких линз.
Принцип работы ДД
Чтобы разобраться, как этот элемент работает, нам поможет схема ИК детектора:
В работе устройства, которое фиксирует движение человека, принимают участие три элемента:
Оптическая мультилинза
Мультлинза выполнена из пластика в форме полусферы, на которой расположено множество мини-линз. Они фокусируют ИК излучение от объекта и направляют его на пироприёмник.
Чтобы зафиксировать движение также применяется линза Френеля.
Она разбита на несколько фокусирующих участков. Таким образом, сплошной тепловой фон от объекта раскалывается на активные и пассивные зоны в шахматном порядке. Датчик «видит» человека в целом, но разбитым на такие зоны.
При перемещении изображения из одной зоны в другую, детектор движения срабатывает.
Радиус действия, в котором эффективно работает PIR датчик небольшой, около 6–7 метров.
Особо точные ИК детекторы работают в паре с устройством компенсации слепых пятен. Так устроены ИК-датчики, что они не могут видеть происходящего прямо под ними (особенно это относится к настенным ПИР датчикам).
В таких случаях в конструкцию прибора включается специальное зеркало, направленное таким образом, что данные из слепой зоны перенаправляются на линзы детектора.
Пироприёмник
Задача пироприемника уловить изменение фокусировки и передать сигнал в блок обработки.
Блок обработки сигналов
Сигнал с пироприемника поступает в блок обработки, где и происходит анализ поступивших данных с датчика. После обработки сигнала выдается импульс о наличии движения.
Также с его помощью выставляются более точные настройки прибора, для включения другого подключенного оборудования (сигнализация, управление светом и прочее).
Типы PIR датчиков
Детекторы движения бывают активного и пассивного типа.
Активные датчики
Работают в паре — передатчик и приемник сигнала.
Ультразвуковой извещатель посылает направленные сигналы (ультразвуковые волны), которые после сканирования объекта в зоне покрытия прибора, возвращаются обратно.
Обычно такой тип детекторов находит применение для охранных целей. Сильная сторона приборов такого типа — они улавливают перемещение объектов из любого материала и температуры.
Но есть и свои минусы:
Пассивные датчики движения
Самый универсальный тип детекторов. Именно они прекрасно подходят для автоматизации освещения.
В их конструкции есть только приемник, который успешно различает тепловые зоны тех объектов, которые его окружают. Понятно, что раз девайс работает с разницами в температурных показателях, то такие устройства гораздо успешнее будут функционировать в прохладной обстановке. В этом пространстве различия между теплом от человека и окружающего воздуха проявляются более четче. В этих случаях вероятность ложного срабатывания прибора резко снижается — движущийся объект на общем фоне будет более различимым.
Кроме того, извещатели такого типа успешно применяются в охранных комплексах и системах наблюдения. Номенклатура изделий такого типа очень широка. Практически для любых задач можно подобрать свой детектор движения по мощности и дальности действия.
Есть и переносные ДД автономного типа. Охранную систему можно развернуть буквально в пустом поле для наблюдения за периметром кемпингов к примеру. Если охранную зону пересекут дикие животные, датчики зафиксируют движение и подадут людям сигнал опасности.
Разновидности
Приборов автоматического определения присутствия существует достаточно много, и разделяются они по таким признакам как:
Если возникла необходимость установки ДД, главное условие — зоны действия датчиков должны быть расположены таким образом, чтобы перекрывать всю охраняемую площадь, избегая «мертвых» зон.
Напомним, временные задержки детектора можно настроить таким образом, чтобы не было как пропусков, так и ложных срабатываний.
Использование
Основные направления, где используются ДД:
Защита от проникновения
В любое время суток детекторы эффективно фиксируют незаконное проникновение на частную территорию. В темных местах и с наступлением сумерек датчики автоматически включат свет, если увидят передвижение людей. Могут работать в паре с видеорегистратором.
Автоматизация света
Зачем гореть лампочке, если людей в помещении нет? Детектор движения поможет автоматически включать/выключать свет именно тогда когда в комнате находятся люди. Так можно достигнуть существенной экономии электричества.
Автоматизация климата
Очень удобно управлять температурным режимом в домах и квартирах с помощью извещателей движения. Они могут подавать команды на блок управления кондиционера, если зафиксировано присутствие/отсутствие людей в подконтрольной зоне.
Как успешно разместить PIR датчики
Пироэлектрический датчик поможет не только автоматизировать освещение, но и обеспечивать разнообразную освещенность в разных рабочих зонах с учетом яркости естественного освещения. Зачем нужен свет в пустующем месте? Его можно автоматически отключить с помощью таких датчиков.
Поэтому для всякого рабочего пространства нужна индивидуальная схема подчинения света:
Достоинства и недостатки PIR датчика
Чем хорош PIR датчик, так это:
Технические характеристики классического PIR Sensor HC-SR501
В приборе PIR Sensor HC-SR501 размещен как сам датчик, так и логика его работы.
Его технические характеристики:
Настройка работы
Перед использованием PIR датчика, его, как всякий прибор, необходимо настроить. Для этого он обладает тремя опциями настроек:
Освещённость
Для того чтобы прибор не включал свет днём, поздним утром и с началом сумерек, можно выполнить более тонкую регулировку по параметру «LUX».
Теперь прибор будет включаться именно в тот момент, когда свет в помещении будет более востребован.
Чувствительность
Регулировка чувствительности исключает реакцию датчика на появление в поле его «зрения» мелких домашних животных.
Настройка прибора выполняется винтом «Sens» опытным путем:
Правильная регулировка состоит в том, чтобы датчик зафиксировал движение человека на границе приемлемой освещенности.
Время задержки
Время задержки — параметр, по которому видно, какое время после срабатывания датчик «увидит», что движения больше нет. Временной интервал регулируется в границах от 5 секунд до 10 минут.
Регулировка выполняется регулятором с надписью «Time»:
Что дает временная задержка?
Представьте, что человек поднялся на пятый этаж: ему нужно отдышаться, найти ключи, открыть дверь. И свет должен гореть. То есть параметр задержки должен быть максимальным.
Другое дело если датчик установлен в квартирном коридоре. Тут можно выставить минимальную задержку порядка 3–5 секунд.
Вообще индикаторы движения могут быть установлены в различных местах. Наиболее актуальны эти приборы в местах где часто собираются люди. Например, в офисах и конторах такая задержка по времени включения/выключения должна быть максимально допустимой. И наоборот в малопосещаемых местах задержку включения можно установить на самый минимум.
Особенности монтажа
Датчики движения очень полезны и набирают популярность в различных сферах нашей жизни. Поэтому будет полезным знать о специфике установки этих устройств:
Вариант PIR датчика с GSM-модулем
Зачастую именно ПИР датчик — это та последняя преграда, которую злоумышленник обойти не может. Если проводные системы еще легко заметны, то беспроводные комплексы повышают уровень охранных систем за счет своей автономности, тем самым снижая ее уязвимость. Датчик движения с GSM модулем, безусловно, простое, но эффективное средство защиты своего имущества.
Работа данного прибора аналогична типичным ПИР датчикам. Но в данном случае при обнаружении в охраняемой зоне какого-либо движения девайс отправляет СМС-сообщение по заданному владельцем номеру и параллельно включает встроенный микрофон, чтобы была возможность прослушать, что происходит в помещении в данный момент.
Включить/выключить девайс можно удаленно отправив SMS-команду на сим-карту датчика.
Автономность устройства обеспечивается за счет встроенного пятивольтового аккумулятора, которого хватает на 15–20 дней автономной работы. Встроенный микрофон улавливает звук на расстоянии до 10 метров.
Зона видимости ДД — 5–8 метров при угле обзора в 90°.
Место размещения полноразмерной SIM-карты:
Есть собственный USB-разъем типа UC-E6, который служит для подключения внешнего источника питания на 5 вольт.
Чтобы сохранить номер хозяина датчика в его памяти, достаточно позвонить на номер сим-карты устройства. Всё! Только один номер в памяти и никаких белых или черных списков. Может ли злоумышленник позвонить на этот номер и снять датчик охраны? Да, конечно может. Но тогда это должен быть очень близкий и хорошо знакомый хозяину датчика человек.
Для постановки в режим охраны посылается СМС — сообщение с текстом: «1111».
Для снятия с режима охраны отправляется сообщение с текстом: «0000».
Дополнительных настроек у девайса нет.
Зона сработки датчика небольшая и вероятное место установки ПИР датчика прямо напротив входной двери на расстоянии не больше трех метров.
Можно применить этот датчик непосредственно в автомобиле. Таким образом, появляется возможность отследить местонахождение машины в данный момент времени, если подключить услугу «Местонахождение абонента».
Такой беспроводной сенсор с GSM можно применять как дополнение к уже существующим охранным системам, которые уже есть на объекте и как самостоятельное средство защиты.
Основное преимущество девайса — его автономность. Это обстоятельство дает возможность поставить на охрану те объекты, на которых может отключаться электричество:
Стоимость
Понятно, что на стоимость ПИР датчика влияют его технические характеристики, возможность подстроек, наличие дополнительных функций. Особенность использованного материала и изготовитель тоже сказывается на цене устройства.
Наиболее доступные по цене модели в ценовом диапазоне от 100 до 200 рублей.
В частности, такие как:
Заключение
Кроме бытовых целей ПИР датчики движения используются в АСУ. Более привычные нам цели — это охрана различных объектов, автоматизация конструкций освещения и PIR датчики в системах сигнализации.
Видео по теме
Пироэлектрический инфракрасный (PIR) датчик движения и Arduino
PIR (пассивные инфракрасные датчики) сенсоры позволяют улавливать движение.
Очень часто используются в системах сигнализации. Эти датчики малые по габаритам, недорогие, потребляют мало энергии, легки в эксплуатации, практически не подвержены износу. Кроме PIR, подобные датчики называют пироэлектрическими и инфракрасными датчиками движения.
ПИР датчики движения по сути состоят из пироэлектрического чувствительного элемента (цилиндрическая деталь с прямоугольным кристаллом в центре), который улавливает уровень инфракрасного излучения. Все вокруг излучает небольшой уровень радиации. Чем больше температура, тем выше уровень излучения. Датчик фактически разделен на две части. Это обусловлено тем, что нам важен не уровень излучения, а непосредственно наличие движение в пределах его зоны чувствительности. Две части датчика установлены таким образом, что если одна половина улавливает больший уровень излучения, чем другая, выходной сигнал будет генерировать значение high или low.
Сам модуль, на котором установлен датчик движения, состоит также из дополнительной электрической обвязки: предохранители, резисторы и конденсаторы. В большинстве недорогих пир-датчиков используются недорогие чипы BISS0001 («Micro Power PIR Motion Detector IC»). Этот чип воспринимает внешний источник излучения и проводит минимальную обработку сигнала для его преобразования из аналогового в цифровой вид.
Одна из базовых моделей пироэлектрических датчиков подобного класса выглядит так:
Более новые модели PIR-датчиков имеют дополнительные выходы для дополнительной настройки и установленные коннекторы для сигнала, питания и земли:
ПИР датчики отлично подходят для проектов, в которых необходимо определять наличие или отсутствие человека в пределах определенного рабочего пространства. Помимо перечисленных выше достоинство подобных датчиков, они имеют большую зону чувствительности. Однако учтите, что пироэлектрические датчики не предоставят вам информации о том, сколько человек вокруг и насколько близко они находятся к датчику. Кроме того, сработать они могут и на домашних питомцев.
Общая техническая информация
Эти технические характеристики относятся к PIR датчикам, которые продаются в магазине Adafruit. Принцип работы аналогичных датчиков похожий, хотя технические характеристики могут отличаться. Так что прежде чем работать с ПИР-датчиком, ознакомьтесь с его даташитом.
Ссылки для заказа оборудования, которое используется в статье в дальнейшем из Китая
>Для заказа с Aliexpress:
Принцип работы пироэлектрических (PIR) датчиков движения
Пироэлектрический датчик движения состоит из двух основных частей. Каждая из частей включает в себя специальный материал, чувствительный к инфракрасному излучению. В данном случае линзы особо не влияют на работу датчика, так что мы видим два участка чувствительности всего модуля. Когда датчик находится в состоянии покоя, оба сенсора определяют одинаковое количество излучения. Например, это может быть излучение помещения или окружающей среды на улице. Когда теплокровный объект (человек или животное), проходит мимо, он пересекает зону чувствительности первого сенсора, в результате чего на модуле ПИР датчика генерируются два различных значения излучения. Когда человек покидает зону чувствительности первого сенсора, значения выравниваются. Именно изменения в показаниях двух датчиков регистрируются и генерируют импульсы HIGH или LOW на выходе.
Конструкция PIR датчика
Чувствительные элементы ПИР датчика устанавливается в металлический герметический корпус, который защищает от внешних шумов, перепадов температур и влажности. Прямоугольник в центре сделан из материала, который пропускает инфракрасное излучение (обычно это материал на основе силикона). За этой пластиной устанавливаются два чувствительных элемента.
Рисунок из даташита Murata:
Рисунок из даташита RE200B:
На рисунке из даташита RE200B видно два чувствительных элемента:
На рисунке выше приведена внутренняя схема подключения.
Линзы
На рисунке выше приведен пример линзы из пластика. Это значит, что диапазон чувствительности датчика представляет из себя два прямоугольника. Но, как правило, нам нужно обеспечить большие углы обзора. Для этого можно использовать линзы, подобные тем, которые используются в фотоаппаратах. При этом линза для датчика движения должна быть маленькая, тонкая и изготавливаться из пластика, хотя он и добавляет шумы в измерения. Поэтому в большинстве PIR датчиков используются линзы Френеля (рисунок из Sensors Magazine):
Линзы Френеля концентрируют излучение, значительно расширяя диапазон чувствительности пиродатчиков (рисунок с BHlens.com)
Рисунок из Cypress appnote 2105:
Теперь у нас есть значительно больший диапазон чувствительности. При этом мы помним, что у нас два чувствительных элемента и нам нужны не столько два больших прямоугольника, сколько большое количество маленьких зон чувствительности. Для этого линза разделяется на несколько секций, каждая из которых представляет из себя отдельную линзу Френеля.
На этом макроснимке обратите внимание, что фактура отдельных линз отличается:
В результате формируется целый набор чувствительных участков, которые взаимодействуют между собой.
Рисунки из даташита NL11NH:
Ниже еще один рисунко. Более яркий, но менее информативный. Кроме того, обратите внимание, что у большинства датчиков угол обзора составляет 110 градусов, а не 90.
Подключение PIR датчика движения
Для прототипа вашего устройства с использованием инфракрасного датчика движения, удобно использовать монтажную плату, так как большинство данных модулей имеют три коннектора, расстояние между которыми рассчитано именно под отверстия макетки.
Тестирование PIR датчика движения
Соберите схему в соответсвии с рисунком выше. В результате, когда PIR датчик обнаружит движение, на выходе сгенерируется сигнал HIGH, который соответсвует 3.3 В и светодиод загорится.
При этом учтите, что пироэлектрический датчик должен ‘стабилизироваться’. Установите батарейки и подождите 30-60 секунд. На протяжении этого времени светодиод может мигать. Подождите, пока мигание закончится и можно начинать махать руками и ходить вокруг датчика, наблюдая за тем, как светодиод зажигается!
Настройка перезапуска датчика
У пироэлектрического датчика движения есть несколько настоек. Первой мы рассмотрим ‘перезапуск’.
После подключения, посмотрите на заднюю поверхность модуля. Коннекторы должны быть установлены в левом верхнем углу L, как это показано на рисунке ниже.
Обратите внимание, что при таком варианте подключения, светодиод не горит постоянно, а включается-выключается, когда вы двигаетесь возле него. Это опция ‘без перезапуска’ (non-retriggering).
Теперь установите коннектор в позицию H. После тестирования окажется, что светодиод горит постоянно, если кто-то движется в пределах зоны чувствительности датчика. Это режим ‘перезапуск’.
Рисунок ниже из даташита датчика BISS0001:
Для большинства случаев режим ‘перезапуск’ (коннектор в позиции H кк это показано на рисунке ниже) лучше.
Настраиваем чувствительность
На многих инфракрасных датчиках движения, в том числе и у компании Adafruit, установлен небольшой потенциометр для настройки чувствительности. Вращение потентенциометра по часовой стрелке добавляет чувствительность датчику.
Изменение времени импульса и времени между импульсами
Давайте взглянем на даташит BISS:
На датчиках от Adafruit есть потенциометр, отмеченный как TIME. Это переменный резистор с сопротивлением 1 мегаом, который добавлен к резисторам на 10 килоом. Конденсатор C6 имеет емкость 0.01 микрофарат, так что:
Tx = 24576 x (10 кОм + Rtime) x 0.01 мкФ
Tx = 24576 x (10 кОм) x 0.01 мкФ = 2.5 секунды (примерно)Когда потенциометр Rtime полностью повернут по часовой стрелке (1мегаом):
Tx = 24576 x (1010 кОм) x 0.01 мкФ = 250 секунд (примерно)
В средней позиции RTime время будет составлять около 120 секунд (две минуты). То есть, если вы хотите отслеживать движение объекта с частотой раз в минуту, поверните потенциометр на 1/4 поворота.
Для более старых/других моделей PIR датчиков
Если на вашем датчике нет потенциометров, можно провести настройку с помощью резисторов.
Tx is = 24576 * R10 * C6 =
R10 = 4.7K и C6 = 10 нанофарад
R9 = 470K и C7 = 0.1 микрофарад
Вы можете изменить время задержки установив различные резисторы и конденсаторы.
Подключение PIR датчика движения к Arduino
При этом не забудьте установить коннектор в позицию H!
Подайте питание 5 вольт на датчик. Землю соежинети с землей. После этого соедините пин сигнала с датчика с цифровым пином на Arduino. В данном примере использован пин 2.
Программа простая. По сути она отслеживает состояние пина 2. А именно: какой на нем сигнал: LOW или HIGH. Кроме того, віводится сообщение, когда состояние пина меняется: есть движение или движения нет.
* проверка PIR датчика движения
int ledPin = 13; // инициализируем пин для светодиода
int inputPin = 2; // инициализируем пин для получения сигнала от пироэлектрического датчика движения
int pirState = LOW; // начинаем работу программы, предполагая, что движения нет
int val = 0; // переменная для чтения состояния пина
pinMode(ledPin, OUTPUT); // объявляем светодиод в качестве OUTPUT
pinMode(inputPin, INPUT); // объявляем датчик в качестве INPUT
val = digitalRead(inputPin); // считываем значение с датчика
digitalWrite(ledPin, HIGH); // включаем светодиод
// мы только что включили
// мы выводим на серийный монитор изменение, а не состояние
digitalWrite(ledPin, LOW); // выключаем светодиод
// мы только что его выключили
// мы выводим на серийный монитор изменение, а не состояние
Не забудьте, что для работы с пироэлектрическим датчиком не всегда нужен микроконтроллер. Порой можно обойтись и простым реле.