Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
3/ Cảm biến chuyển động PIR HC-SR501

3/ Cảm biến chuyển động PIR HC-SR501

Tải bản đầy đủ - 0trang

Pir là viết tắt trong tiếng anh của từ Passive InfraRed sensor (PIR sensor), là một

loại cảm biến thụ động dùng nguồn kích là tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại (IR) này

chính là các tia phát ra từ các vật và từ cơ thể thân nhiệt (con người, động vật). Cảm

biến này là loại cảm biến thụ đợng vì nó khơng thể dùng nguồn nhiệt tự phát (làm

nguồn tích cực, nguồn chủ động) mà phải phụ thuộc vào các nguồn nhiệt ở các vật

nóng khác như nguồn nhiệt từ: con người, con vật,…



Hình 2.3.1a: Cảm biến chuyển đợng HC-SR501

PIR HC-SR501 là cảm biến chuyển động điều chỉnh được độ nhạy bao gồm 2 biến

trở: 1 biến trở điều chỉnh độ nhạy của cảm biến (Sx), 1 cảm biến điều chỉnh thời gian

đóng của cảm biến (Tx).

* Các điều chỉnh (vặn) biến trở để chỉnh độ nhạy cảm biến: vặn về bên phải sẽ làm

tăng giá trị, vặn về bên trái sẽ làm giảm giá trị.

HC-SR 501 đặc biệt ở chỗ nó có khả năng điều chỉnh được đợ nhạy (khơng có tác

dụng khi có con vật đi ngang qua cảm biến). Với cảm biến PIR khơng có biến trở điều

chỉnh được đợ nhạy cảm biến thì khi có người và con vật hay bất kỳ vật có chuyện

đợng nhiệt xuất hiện ngang qua cảm biến thì sẽ vẫn có tác dụng cảm biến và làm vảm

biến đóng. Hoặc nhất là khi chớng trợm mà trong nhà chúng ta có ni con vật sẽ làm

báo đợng giả, gây phiền tối cho chúng ta.

Về cảm biến PR HC-SR501, nhà sản xuất đã sử dụng IC cảm biến mới nhất có tên

mã: BISS0001 A1326311.1 làm tăng khả năng chuyển đợng.



19



Hình 2.3.1b: Giới thiệu cảm biến chuyển động HC-SR501

2.3.2/ Đặc điểm kỹ thuật

- Phạm vi điện áp hoạt đợng: 4.5 - 20 (V)

- Dòng hoạt đợng ở trạng thái nghỉ: 5V và 50µA

- Dòng hoạt đợng ở trạng thái hoạt đợng: 5V và 300µA

- Chân ra OUT khi kích hoạt ở mức 3.3V (HIGH) và khơng bị kích hoạt ở mức 0V

(LOW)

- Nhiệt đợ hoạt đợng: -150 đến 700

- Khoảng cách cảm biến: góc đo mở rộng đến 1200 và tầm xa lên đến 7m

- Thời gian báo: 30(s) hoặc có thể điều chỉnh bằng biến trở

- Thời gian giữ mức cao: 0.5 – 200(s) (được điều chỉnh bằng biến trở Tx)

- Kích thước cảm biến: 32 x 24 x 24 (mm)

2.3.3/ Sơ đồ chân

- Chân VCC: nối với nguồn 5V hoặc 3.3V

- Chân GND: nới với đất

- Chân OUT: là chân tín hiệu nối với vi điều khiển (trong đề tài này chân OUT sẽ

được nối với chân digital của Arduino UNO)



20



2.3.4/ Nguyên lý làm việc của đầu dò PIR

Các nguồn nhiệt (đới với người và con vật hoặc các vật phát ra nhiệt đều là nguồn

thân nhiệt) đều phát ra tia hồng ngoại, qua kính Fresnel, qua kính lọc lấy tia hồng

ngoại, nó được tiêu tụ trên 2 cảm biến hồng ngoại gắn trong đầu dò và tạo ra 2 điện áp

được khuếch đại với transistor FET. Khi có vật thể nóng đi ngang qua, từ 2 cảm biến

này sẽ cho xuất hiện 2 tín hiệu và chính tín hiệu này sẽ được khuếch đại để có biến đợ

đủ cao và đưa vào mạch so áp đề tác động vào thiết bị điều khiển hay thiết bị báo động

tùy vào trường hợp mà ta cần.



Hình 2.3.4: Ngun lý hoạt đợng của đầu dò PIR

2.3.5/ Nguyên lý phát hiện chuyển động ngang của các nguồn thân nhiệt

Khi có vật thể nóng đi ngang qua, trên thân vật đó sẽ ln phát ra tia nhiệt, nó được

tiêu thụ mạnh với kính Fresnel và rồi tiêu tụ trên PIR là cảm biến hồng ngoại. Vậy khi

con vật đi ngang, sẽ xuất hiện mợt tín hiệu và tín hiệu này sẽ được cho vào mạch xử lý

để tạo tác dụng điều khiển hay báo động.

2.3.6/ Ứng dụng

Trong c̣c sớng hàng ngày của chúng ta có rất nhiều các thiết bị hoạt đợng bằng

thủ cơng thì module cảm biến PIR là một thiết bị kết hợp với các thiết bị như relay,

transistor, vi điều khiển và nó có rất nhiều ứng dụng như:

- Hệ thớng chiếu sáng tự động

21



- Hệ thống điều khiển quạt tự động

- Hệ thống camera quan sát tự động

- Hệ thống chống trộm đơn giản

2.4/ Arduino

2.4.1/ Giới thiệu

Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với các

thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác. Đặc điểm nổi bật

của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với mợt ngơn ngữ

lập trình có thể học mợt cách nhanh chóng ngay cả với người ít am hiểu về điện tử và

lập trình. Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là mức giá rất thấp và tính chất

nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm.

Arduino có thể tương tác với mơi trường xung quanh, nó có thể kết nới với:

- Hệ thớng cảm biến đa dạng về chủng loại: cảm biến nhiệt độ, gia tốc, vận tốc,

cường độ ánh sáng, màu sắc vật thể, lưu lượng nước, phát hiện chuyển động, phát hiện

kim loại,…

- Các thiết bị hiển thị: màn hình LCD, đèn Led,…

- Các module chức năng (shield) hỗ trợ kết nới có dây với các thiết bị khác hặc các

kết nối không dây thông dụng như: 3G, GPRS, Wifi, Bluetooth, 315/433MHz,

2.4GHz,…

- Định vị GPS, GSM Module Sim900, nhắn tin SMS,…

Trong đề tài này, em sẽ dùng vi điều khiển Arduino UNO R3 – mợt loại Arduino

rất quen tḥc mà ai cũng có thể làm được, đặc biệt là đối với những người mới bắt

đầu làm quen với mơi trường Arduino.



Hình 2.4.1: Mợt số board Arduino

22



2.4.2/ Vi điều khiển trên board Arduino

Arduino UNO R3 có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8,

ATmega168, ATmega328. Bợ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều

khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo

nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,…

Trên board Arduino UNO R3 sử dụng vi điều khiển Atmega328. ATmega328 có tên

đầy đủ là ATmega328P-PU. ATmega328 được xem là linh hồn, sức mạnh về phần

cứng của board Arduino UNO. Nếu hạn chế về mặt kinh tế, chúng ta không cần phải

mua một board Arduino mà chỉ với một VĐK Atmega328 và những linh kiện nhỏ khác

thì chúng ta đã có mợt mạch tương tự như một board Arduino.

Sơ đồ chân vi điều khiển Atmega328



Hình 2.4.2a Sơ đồ chân Arduino UNO R3



Hình 2.4.2b: Sơ đồ các chân board Arduino UNO R3

2.4.3/ Đặc điểm kỹ thuật

23



Bảng 2.4.3: Bảng đặc điểm kỹ thuật của Arduino UNO R3

Vi điều khiển

Điện áp hoạt động

Tần số hoạt đợng

Dòng điện tiêu thụ

Điện áp khun dùng

Điện áp giới hạn

Sớ chân Digital I/O

Sớ chân Analog

Dòng tới đa trên mỗi chân I/O

Dòng ra tới đa (5V)

Dòng ra tới đa (3.3V)



Atmega328 (họ 8bit)

5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)

16MHz

30mA

7 – 12V DC

6 – 20V DC

14 (6 chân PWM)

6 (độ phân giải 10bit)

30mA

500mA

50mA

32 KB (Atmega328) với 0.5K dùng bởi

Bộ nhớ Flash

bootloader)

SRAM

2 KB (Atmega328)

EEPROM

1 KB (Atmega328)

Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu và 6 chân analog.

Có 2 mức điện áp là 3.3V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi

chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328

2.5/ GSM Module Sim900 và AT command

2.5.1/ Giới thệu GSM Module Sim900

Module Sim900 là một module GSM/GPRS nhỏ gọn, được thiết kế phù hợp với

tất cả thị trường trên toàn thế giới.

Module này được xem như là 1 điện thoại chỉ có chức năng gọi, nhắn tin; Sim900

hoạt động được ở 4 băng tần GSM 850MHz, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz và PCS

1900MHz như là một thiết bị đầu cuối với một chip xử lý đơn nhân rất mạnh dựa trên

nền tảng vi xử lý ARM926EJ-S, đáp ứng được những yêu cầu về không gian trong các

ứng dụng M2M.

M2M (machine – to – machine) là công nghệ cho phép các thiết bị có thể trao đổi

với nhau thơng qua mạng vơ tuyến hoặc hữu tuyến, nó được xem là một thành phần

của Internet. Một số ứng dụng của M2M:

- Enviromental monitoring (Giám sát môi trường)

- Sapply chain management (SCM) (Quản lý chuỗi xử lý)

- Energy and utility distribution industry (small grid) (Phân bổ năng lượng và chức

năng trong công nghiệp)

24



- Intelligent Transport Systems (ITSs) (Hệ thống truyền dẫn thơng minh)

- Healthcare (Chăm sóc sức khỏe)

- Automation of building (Tự đợng hóa các ngơi nhà)

- Militay applications (Ứng dụng trong quân sự)

- Agriculture (Nông nghiệp)



Hỗ trợ khá đầy đủ các ngõ ra như: RS232, Audio, ADC, VRTC, PWM, I2C,… Rất

dễ dàng kết nối với các vi điều khiển như: Arduino, PIC, AVR, ARM để điều khiển và

giám sát qua mơi trường mạng GSM, GPRS; lập trình cho Module Sim900 thông qua

tập lệnh AT COMMAND – một tập lệnh rất quen thuộc và thường dùng của các kỹ sư

khối ngành kỹ thuật, đặc biệt là chuyên ngành Cơ – điện tử.

Mợt sớ hình ảnh về Module sim900



Hình 2.5.1: Mợt sớ hình ảnh về Module Sim900

2.5.2/ Đặc điểm kỹ thuật GSM Module Sim900

- Module GSM/GPRS SIM900:

+ Điều khiển thông qua tập lệnh AT COMMAND

- Điện áp hoạt động:

+ Nguồn xung dùng IC LM2596 cho dòng tải 3A, tần sớ đáp ứng 150Khz

+ Điện áp ngõ vào: 4.2 - 4.8V DC. Nếu cấp nguồn 5V thì cần thơng qua Diode

1N4007 và mắc thêm tụ 2000µF song song với nguồn của sim900.

+ Dòng ở chế đợ chờ: 10mA.

25



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3/ Cảm biến chuyển động PIR HC-SR501

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×