Příspěvek vysvětluje metodu, kterou lze pravděpodobně použít ke zvýšení schopnosti pasivního infračerveného senzoru detekovat i statickou nebo stacionární přítomnost člověka. U běžných snímačů PIR není tato funkce obvykle možná.

Jak PIR detekuje přítomnost člověka

Na tomto webu jsem již diskutoval o mnoha aplikacích detektorů pohybu založených na PIR, avšak všechny tyto aplikace vyžadují, aby byla přítomnost člověka neustále v pohybu, aby PIR detekoval jejich přítomnost, což se jeví jako velká nevýhoda, která těmto jednotkám brání ve snímání stálé nebo stacionární obsazení člověkem.

Výše uvedená nevýhoda má však důvod. Konvenční senzory PIR pracují snímáním infračervených signálů z lidského těla prostřednictvím několika paralelních slotů na jejich přední čočce a jeho vnitřní obvody se aktivují pouze tehdy, když infračervené signály procházejí mezi těmito snímacími sloty („vize“).

Křížení infračervených signálů přes snímací sloty umožňuje obvodu PIR přeložit informace na dva odpovídající střídavé impulsy, které se zase napraví, aby generovalo spouštěcí napětí na výstupním kolíku PIR.

PIR nemůže detekovat papírenský cíl

To znamená, že pokud je infračervený zdroj nehybný, nebude vyzývat modul PIR k produkci jakékoli spouště přes jeho výstupní kolík. To také znamená, že IR signál ze zdroje by měl nějakým způsobem procházet přes dané sloty detekce PIR, aby mu umožnil cítit danou lidskou bytost v zóně.

Zdá se, že na to neexistuje žádný přímý nebo jednoduchý lék, protože moduly PIR pro to nelze interně upravit, což ochromuje jednotku od detekce stacionární lidské přítomnosti.

Logické dodržování nám však říká, že pokud se jedná o měnící se zdroj infračerveného záření, který může být vyžadován k udržení PIR modulu aktivovaného, tak proč nevynutit samotný PIR, aby byl v neustálém pohybu místo subjektu.

Koncept lze vizualizovat z následující simulace GIF, která ukazuje oscilační PIR modul a statickou lidskou bytost v detekční zóně.

Zde vidíme, jak se oscilační PIR přizpůsobuje danému problému a transformuje se, což umožňuje detekci i statických IR předmětů.

To je možné, protože PIR modul svým pohybem transformuje stacionární infračervený zdroj na nepřetržitě se měnící IR zobrazování napříč svými dvěma přijímacími sloty.

“obrázky z převodníku digitálního na analogový ”

Ačkoli tato myšlenka vypadá komplexně, ve skutečnosti ji lze jednoduše vyřešit pomocí pomalého oscilačního obvodu motoru řízeného PwM.

Celý mechanismus a podrobnosti obvodu se naučíme v následujících částech.

Jak jsme již diskutovali, konvenční PIR moduly jsou schopné detekovat pouze pohybující se živé objekty a nemohou identifikovat stacionární cíl, který omezuje jeho použití pouze jako detektor pohybu člověka.

Pro aplikace, kde je v takových scénářích nutná detekce lidské obsazenosti bezmotorových motorů, může být konvenční PIR zbytečný a může vyžadovat nějaké externí uspořádání pro vlastní upgrade.

Návrh PIR pro detekci nehybných cílů

Ve výše uvedené části jsme se dozvěděli, že místo toho, aby bylo nutné, aby byl cíl v pohybu, lze samotný PIR modul přesouvat po daném poloměru pro implementaci požadované detekce statického cíle.

V následujících částech se učíme o jednoduchém mechanismu obvodu, který lze použít pro PIR namontovaný přes malý stejnosměrný motor pro navrhované oscilace.

Ovladač motoru PWM / Flip Flop

Systém v zásadě vyžaduje stanovení rychlosti řízené PWM a přepínání klopného obvodu pro motor. Následující diagram ukazuje, jak lze tyto funkce přiřadit motoru PIR pomocí jednoduchého obvodu:

Zobrazený obvod využívá jeden IC IC HEF40106 s hex invertující Schmittovou bránou IC, který obsahuje 6 střídačů NE.

“metody řízení rychlosti střídavého motoru ”

Brány N1 a N2 jsou konfigurovány tak, aby produkovaly nastavitelný výstup PWM, který je přiváděn do bran N4, N5, N6 tvořících vyrovnávací paměti.

Společný výstup z těchto vyrovnávacích hradel je ukončen na bránu mosfetu budiče motoru.

Obsah PWM se nastavuje pomocí P1, který se nakonec aplikuje na připojený motor prostřednictvím sady kontaktů relé DPDT.

Tyto reléové kontakty určují směr pohybu motoru (ve směru nebo proti směru hodinových ručiček).

Tento klopný obvod DPDT reléových kontaktů je řízen astabilním časovačem konfigurovaným kolem hradla N3, přičemž kondenzátor C3 / R3 určuje, jakou rychlostí musí relé přepínat, aby motor mohl konzistentně měnit směr otáčení.

Výše uvedená konstrukce umožňuje motoru provádět požadovaný kmitavý pohyb tam a zpět přes danou radiální zónu.

C3 může být vybráno k zahájení přepínání po každých 5 až 6 sekundách a PWm lze upravit tak, aby umožňoval extrémně pomalý pohyb motoru, protože je třeba jen zajistit, aby sloty PIR procházely přes IR signály cíle v včas.

Jelikož je však provoz motoru pomalý, bude výstup z PIR muset být udržován prostřednictvím časovače zpoždění vypnutí, aby se připojená zátěž nevypínala a nezapínala, zatímco pohyb motoru střídavě prořízne infračervené linky od obsazení člověka.

Časovač zpoždění

Následující fáze obvodu časovače zpoždění lze použít, které zajistí, že pokaždé, když výstup PIR vytvoří snímaný puls, prodleva z časovače se prodlouží na 5 až 10 sekund a připojená zátěž se během procesu nikdy nepřeruší.

Ve výše uvedeném nastavení vidíme motor, který přijímá svůj elektrický pohon z fáze PWM / flip flop, jak je popsáno v předchozím odstavci.

Vřeteno motoru je vidět spojené s vodorovným hřídelem, přes který je PIR upnut, takže když se motor pohybuje, PIR prochází příslušně se měnícím radiálním pohybem sem a tam.

Zatímco je indukován výše uvedený PIR pohyb, jsou IR signály ze stacionárního cíle v zóně detekovány ve formě krátkých střídavých pulzů, které jsou generovány na výstupním pinu PIR indikovaného modrým vodičem.

Tyto impulsy jsou aplikovány na kondenzátor 1000uF, který se nabíjí každým pulzem a zajišťuje, že BC547 je udržován ve vodivém režimu bez přerušení během procesu.

Ovladač relé zahrnující stupeň BC557 reaguje na výše uvedený stabilní signál z kolektoru BC547 a zase udržuje relé zapnuté, pokud PIR stále detekuje přítomnost člověka.

Zátěž relé tak zůstane trvale aktivována kvůli přítomnosti stojícího člověka v oblasti.

Avšak v případě, že je obsazeno člověkem nebo když se cíl vzdaluje od zóny, stupeň zpožďovacího časovače udržuje relé a zátěž aktivované po stanovenou dobu 5 až 10 sekund, po které se trvale vypne, dokud není zóna znovu zachycena potenciálním zdrojem infračerveného záření.

Seznam dílů

R1, R4 = 10K
R2 = 47 OHMS
P1 = 100K POT
D1, D2 = 1N4148
D3 = MUR1560
C1, C2 = 0,1 uF / 100 V
Z1 = 15 V, 1/2 WATT
Q1 = IRF540
Q2 = BC547
N1 --- N6 = IC MM74C14
DPDT = SPÍNAČ DPST NEBO RELÉ DPDT
R3, C3 bude stanoveno nějakým pokusem a omylem

AKTUALIZACE:

Výše vysvětlený obvod PIR pro detekci statické přítomnosti člověka lze mnohem zjednodušit použitím obvodu střídače signálu, jak je znázorněno v následující simulaci GIF:

“automatický regulátor ventilátoru pomocí teplotního čidla ”

Pečlivá kontrola ukazuje, že oscilační pohyb ve skutečnosti jednoduše není vyžadován, motor a čepel sekačky by mohly být ponechány volně se otáčet udržováním rychlost motoru na nižší úrovni .

Tím by se také účinně dosáhlo zamýšlené statické operace snímání PIR.