سنسور PIR تشخیص حرکت HC SR501

سنسور PIR تشخیص حرکت HC SR501 چیست؟

ماژول تشخیص حرکت PIR با استفاده از سنسور HC-SR501 که یک سنسور PIR است. در فاصله مجاز و تعریف شده اش، حرکت را تشخیص می‌دهد. یکی از ابزارهای اینترنت اشیاء IOT سنسورهای تشخیص هستند. ماژول تشخیص حرکت PIR به کمک یک کلاهک نیم کره ای، کلیه نورهای دریافتی در محدوده 120 درجه را روی سنسور متمرکز می‌کند. 

سنسور PIR که مخفف شده عبارت Passive Infra Red به معنی تاثیر پذیر از نور مادون قرمز می باشد. به عبارتی اساس کار این سنسور بر اساس تشخیص نور مادون قرمز است. در اثر حرارت بدن این نور توسط سنسور PIR قابل تشخیص می باشد. از این رو در سیستم های حفاظتی و امنیتی از سنسورهای PIR جهت تشخیص حرکت استفاده می کنند.

در ماژول PIR دو عدد پتانسیومتر وجود دارد که توسط یکی میزان فاصله برای تشخیص را تنطیم می کنیم و توسط دیگری زمان برای تشخیص بعدی، یعنی اگر الان سنسور یک حرکت را تشخیص داد و فرمان دیجیتالی آن را ارسال کرد، تا چه زمانی مجددا برای تشخیص آماده شود. که از 0.3 تا 18 ثانیه قابل تنظیم است.

تشخیص دهنده های حرکتی دارای یک چشم الکترونیک کوچک در ساختار خود هستند که اشعه اینفرارد را تشخیص میدهند یا به عبارتی امواج گرمایی که از اشیا تابش میکند را دریافت می‌کند. هدف اصلی سنسورهای تشخیص حرکت، ارسال فرمان است حال این فرمان میتواند چراغ باشد، زنگ آلارم و … در برخی از سیستم های امنتی در صورت فعال بودن سنسورهای حرکتی امکان ثبت و ضبط وقایع فراهم است. سنسورهای حرکتی حالت Stand Guard هستند و در مقابل حضور انسان، باز شدن درب و حتی پنجره ها واکنش نشان می‌دهند.

البته در این مورد میتوان بر اساس زاویه دید هر سنسور، جهت استفاده در مکان های مختلف انتخاب دقیق تری داشت. به عنوان مثال می‌توانید سنسور حرکتی را در ورودی درب قرار داده و پس از تشخیص فرد در محل از طریق ایمیل، تلگرام و حتی اسمس به شما اطلاع دهد. یکی از مهم ترین دلیل استفاده از سنسورهای حرکتی صرفه جویی در مصرف انرژی است و تنها در زمانی که نیاز به آن داریم، فعال است.

سنسورهای مادون قرمز جهت تشخیص امواج مادون قرمز ساطع شده از اجسام طراحی شده است و از دو قسمت Pyroelectric Sensor و Fresnel lens تشکیل شده است. پایروالکترونیک در از دو مستطیل در ساختارش ساخته شده که به امواج مادون قرمز اجازه ورود می‌دهد و در پشت آن دو الکترود حسگر مادون قرمز قرار دارد. سنسور تشخیص حرکت HR501 دارای مصرف انرژی بسیار کم، قیمت مناسب و زاویه دید پهن است. 

سنسور تشخیص حرکت PIR (Passive Infrared Sensor) یا HCSR501، یک سنسور حرکت برای کاربردهای مختلف است که برای تشخیص حرکت اشیاء در محیط استفاده می‌شود. این سنسور با استفاده از فرستنده‌ی مادون قرمز و تشخیص تغییرات در میدان تابش مادون قرمز، تشخیص حرکت اشیاء را در محیط مورد نظر انجام می‌دهد. این سنسور به دلیل سادگی و دقت بالای خود، در بسیاری از کاربردهای مختلف مانند سیستم های امنیتی، سیستم های خودکار کنترل نور و سیستم های خودکار کنترل تهویه هوا استفاده می‌شود.

در سیستم های امنیتی، این سنسور معمولاً برای تشخیص حرکت دزدان در داخل خانه، دفتر، اداره و غیره استفاده می‌شود. در سیستم های خودکار کنترل نور، این سنسور می‌تواند به عنوان ترکیبی از سیستم‌های سنسور نور و سنسور حرکت استفاده شود تا در صورت تشخیص حرکت، نور را روشن کند و پس از مدتی بدون حرکت، نور را خاموش کند. همچنین، در سیستم های خودکار کنترل تهویه هوا، سنسور تشخیص حرکت PIR می‌تواند برای روشن و خاموش کردن سیستم تهویه هوا و همچنین تنظیم دمای اتاق استفاده شود. به طور خلاصه، سنسور تشخیص حرکت PIR به دلیل دقت و سادگی کارکرد خود، در بسیاری از کاربردهای مختلف استفاده می‌شود.

مشخصه های فنی سنسور PIR SR501

سنسور PIR (تشخیص حرکت بر اساس تفاوت دما) یکی از محبوب ترین سنسورهای حسگر حرکت است و برای تشخیص حرکت اشیاء و افراد در محیط استفاده می‌شود. مشخصات فنی این سنسور ممکن است برای هر نوع سنسور PIR متفاوت باشد، اما برخی از ویژگی‌های عمومی آن به شرح زیر هستند. 

ولتاژ کاری: بیشتر سنسورهای PIR با ولتاژ کاری 3 تا 5 ولت کار می‌کنند.

جریان کاری: جریان کاری این سنسورها اغلب در حدود 50 میلی آمپر است.

زمان پاسخگویی: سرعت پاسخگویی سنسور PIR معمولا در حدود 0.3 تا 3 ثانیه است.

فاصله شناسایی: برخی از سنسورهای PIR می توانند اشیاء را تا فاصله 8 متری شناسایی کنند.

زاویه شناسایی: زاویه دید سنسور PIR معمولا در حدود 120 درجه است.

دمای کاری: دمای کاری این سنسورها ممکن است در بازه 0 تا 70 درجه سانتی گراد باشد.

لازم به ذکر است که این مشخصات فنی تنها برای مثال هستند و بسته به نوع و برند سنسور PIR ممکن است متفاوت باشند.

پایه های PinOut سنسور PIR تشخیص حرکت

ماژول PIR تشخیص حرکت PIR HCSR501 از سه پایه VCC, GND, SIGNAL تشکیل شده است. ولتاژ VCC سنسور بین 3.3 تا 5 ولت DC است.

• پایه VCC سنسور تشخیص حرکت PIR را به پایه 5 ولت DC اتصال دهید.
• پایه GND سنسور تشخیص حرکت PIR را به پایه GND اتصال دهید.
• پایه SIG OUT سنسور تشخیص حرکت PIR را به یکی از پایه های دیجیتال Arduino, ESP32, RP2040 اتصال دهید.

به همراه ماژول PIR SR501 چه اقلامی باید خریداری شود؟

ماژول PIR SR501، یک سنسور PIR با قابلیت تشخیص حرکت است که از آن برای تشخیص حرکت در پروژه های الکترونیکی استفاده می شود. برای استفاده از این ماژول، علاوه بر خود ماژول PIR، باید اقلام زیر را نیز خریداری کنید.

1- برد آردوینو یا هر میکروکنترلر دیگری که قابلیت کنترل و خواندن سیگنال های دیجیتالی را دارد.

2- باتری یا منبع تغذیه 5 ولت DC که با ولتاژ کاری ماژول PIR سازگار باشد.

3- کابل برای اتصال ماژول PIR به برد آردوینو یا میکروکنترلر دیگر

4- ترانزیستور BC547 برای راه اندازی سنسور PIR بدون میکروکنترلر

5- مقاومت 1K برای راه اندازی سنسور PIR بدون میکروکنترلر

6- ماژول رله برای کنترل دستگاه‌های خارجی مانند لامپ ها، یا سایر دستگاه های الکترونیکی که باید با تشخیص حرکت توسط سنسور PIR فعال شوند.

لازم به ذکر است که لیست بالا تنها شامل اقلام اساسی است که برای استفاده از ماژول PIR SR501 لازم است و ممکن است برای پروژه های خاص، اقلام دیگری نیز مورد نیاز باشند.

راه اندازی سنسور PIR تشخیص حرکت HCSR501 با آردوینو

 جهت راه اندازی سنسور PIR HC-SR501 با برد آردوینو از نرم افزار آردوینو Arduino IDE استفاده می‌کنیم. جهت اتصال سنسور تشخیص حرکت به آردوینو پایه VCC سنسور را به پایه 5 ولت آردوینو و پایه GND را به GND آردوینو متصل کنید. سپس پایه دیجیتال را به یکی از پایه های دیجیتال آردوینو اتصال دهید. سپس کد زیر را کپی و در نرم افزار Arduino IDE اجرا کنید. 

// Define the pins for PIR sensor and buzzer
const int PIR_SENSOR_PIN = 2;
const int BUZZER_PIN = 3;

// Define the variable to store PIR sensor output
int pirOutput = 0;

void setup() {
  // Initialize the serial communication
  Serial.begin(9600);

  // Set the PIR sensor pin as input
  pinMode(PIR_SENSOR_PIN, INPUT);

  // Set the buzzer pin as output
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Read the PIR sensor output
  pirOutput = digitalRead(PIR_SENSOR_PIN);

  // If motion is detected, turn on the buzzer
  if (pirOutput == HIGH) {
    digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
    Serial.println("Motion Detected!");
  } else {
    digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);
    Serial.println("No Motion Detected.");
  }

  // Wait for 500 milliseconds before reading again
  delay(500);
}

راه اندازی ماژول PIR با میکروپایتون و ESP32

جهت راه اندازی سنسور تشخیص حرکت با میکروپایتون از برد ESP32 استفاده می‌کنیم. از یکی از پایه های دیجیتال D برد ESP32 برای راه اندازی سنسور استفاده می‌کنیم. کد زیر را کپی و در نرم افزار میکروپایتون Thonny IDE اجرا کنید.

# Import necessary libraries
import machine
import time

# Define the pins for PIR sensor and LED
PIR_SENSOR_PIN = machine.Pin(2, machine.Pin.IN)
LED_PIN = machine.Pin(4, machine.Pin.OUT)

# Define the variable to store PIR sensor output
pirOutput = 0

# Main loop
while True:
    # Read the PIR sensor output
    pirOutput = PIR_SENSOR_PIN.value()

    # If motion is detected, turn on the LED
    if pirOutput == 1:
        LED_PIN.on()
        print("Motion Detected!")
    else:
        LED_PIN.off()
        print("No Motion Detected.")

    # Wait for 500 milliseconds before reading again
    time.sleep_ms(500)

راه اندازی سنسور PIR 501 با میکروپایتون و PICO RP2040

رزبری پای پیکو از تراشه RP2040 استفاده می‌کند که این تراشه قابلیت کدنویسی با زبان برنامه نویسی میکروپایتون را دارد. برای برنامه نویسی از نرم افزار میکروپایتون Thonny IDE و MU Editor استفاده می‌کنیم. کد زیر را کپی و اجرا کنید.

# Import necessary libraries
import machine
import time

# Define the pins for PIR sensor and LED
PIR_SENSOR_PIN = machine.Pin(2, machine.Pin.IN)
LED_PIN = machine.Pin(4, machine.Pin.OUT)

# Define the variable to store PIR sensor output
pirOutput = 0

# Main loop
while True:
    # Read the PIR sensor output
    pirOutput = PIR_SENSOR_PIN.value()

    # If motion is detected, turn on the LED
    if pirOutput == 1:
        LED_PIN.on()
        print("Motion Detected!")
    else:
        LED_PIN.off()
        print("No Motion Detected.")

    # Wait for 500 milliseconds before reading again
    time.sleep_ms(500)