이 게시물에서는 PIR 또는 Pyroelectric Infrared Radial Sensor HC-SR501의 데이터 시트를 살펴 보겠습니다. PIR 센서가 어떤 용도로 사용되는지 이해할 수 있습니까? 기본 트리거 작동, 핀 연결 세부 정보, 기술 사양 및 마지막으로 실제 응용 프로그램을 살펴볼 것입니다.

내부에 설치된 실제 PIR 센서 유닛을 이해하는 것부터 시작하겠습니다. 표준 PIR 모듈 내부 특성, 핀아웃 세부 사항 및 내부 작업 세부 사항을 학습합니다.

PIR 센서 란?

PIR은 Pyroelectic Infrared Radial Sensor 또는 Passive Infrared Sensor를 나타냅니다. PIR은 특정 거리에서 적외선의 변화를 감지하고 감지 된 IR 신호에 응답하여 출력에서 전기 신호를내는 전자 센서입니다. 사람이나 동물과 같은 적외선 방출 물체가 센서의 범위 내에 있거나 범위에서 멀어 지거나 센서 범위 내로 이동하면 감지 할 수 있습니다.
PIR 센서 모듈은 적외선 감지 크리스탈과 처리 회로의 두 부분으로 나눌 수 있습니다.

PIR 민감 결정의 그림 :

IR에 민감한 크리스털이 들어있는 금속의 어두운 부분은 민감한 크리스털이 주변의 적외선 수준을 감지 할 수 있습니다. 실제로 움직이는 물체를 감지하기위한 두 개의 발열 센서가 있습니다. 민감한 크리스탈 중 하나가 다른 민감한 크리스탈보다 적외선의 변화 (증가 또는 감소)를 감지하면 출력이 트리거됩니다.

돔 모양의 플라스틱 구조는 일반적으로 센서에 적외선을 집중시키는 렌즈 역할을하는이 민감한 크리스탈 위에 배치됩니다.

PIR의 작동 원리

초 전형 적외선 센서의 감지 작동은 온도 변화에 따라 재료의 분극을 변경하는 특성이나 특성을 기반으로합니다.

이러한 센서는 두 단계로 IR 신호를 감지하기 위해 이중 또는 한 쌍의 감지 요소를 사용하므로 기존 EMI 단계 내에서 원치 않는 온도 변화를 제거하여 완벽한 감지를 보장합니다. 이 2 단계 감지 프로세스는 센서의 전반적인 안정성을 개선하고 사람이있을 때만 IR 신호를 감지하는 데 도움이됩니다.

인간 또는 관련 IR 소스가 PIR 센서를 지나갈 때 방사선은 한 쌍의 감지 요소로 번갈아 가며 출력을 트리거하여 한 쌍의 ON / OFF 또는 높고 낮은 펄스를 생성합니다. 다음 파형 :

“태양 추적 태양 전지 패널 프로젝트 ”

다음의 대략적인 Gif 시뮬레이션은 PIR 센서가 움직이는 사람에게 어떻게 반응하고 필요한 처리를 위해 출력 리드에 걸쳐 몇 개의 짧은 날카로운 펄스를 발생 시키거나 적절하게 구성된 릴레이 단계를 트리거하는 방법을 보여줍니다.

PIR의 내부 레이아웃

다음 그림은 표준 PIR 센서 내부의 구성 또는 내부 레이아웃을 보여줍니다.

왼쪽에서 직렬로 연결된 한 쌍의 IR 감지 요소를 볼 수 있습니다. 이 시리즈의 상단은 소형 IR 신호 증폭기 역할을하는 내장 FET의 게이트와 연결됩니다. Rg 풀다운 저항은 FET에 필요한 대기 제로 로직을 제공하여 IR 신호가 없을 때 완전히 꺼진 상태로 유지되도록합니다.

움직이는 IR 신호가 한 쌍의 감지 요소에 의해 감지되면 위에서 설명한대로 해당 쌍의 하이 및 로우 로직 신호를 생성합니다.

이러한 펄스는 FET에 의해 적절하게 증폭되고 연결된 회로에 의한 추가 처리를 위해 출력 핀에서 복제됩니다.

커패시터와 함께 연결된 EMI 스테이지는 PIR의 표시된 출력 핀에서 깨끗한 펄스 세트를 생성하기 위해 프로세스에 추가 여과를 제공합니다.

PIR 센서에 대한 테스트 설정

다음 이미지는 표준 PIR 센서 테스트 설정을 보여줍니다. PIR의 출력 및 Vss 핀 (네거티브 핀)은 외부 풀다운 저항에 연결되고 Vdd 핀에는 5V 전원이 공급됩니다.

편지지 블랙 바디는 초퍼 메커니즘을 통해 PIR 센서에 필요한 등가 적외선을 생성합니다. 초퍼 플레이트는 움직이는 IR 타겟을 모방하는 IR 신호를 교대로 절단합니다.

이 잘린 IR 신호는 PIR 센서에 도달하여 출력 핀에 지정된 펄스를 생성하며, 이는 스코프 분석을 위해 opamp를 통해 적절하게 증폭됩니다.

위 설정에 대한 이상적인 테스트 조건은 아래에서 볼 수 있습니다.

감지 요소 출력 균형 조정

이중 감지 메커니즘이 PIR에 사용되기 때문에 한 쌍의 렌즈를 통한 처리가 올바르게 균형을 이루는 지 확인하는 것이 필요합니다.

감지 요소는 다음 공식을 통해 각각의 단일 신호 출력 전압 (SSOV)을 평가하여 테스트되고 적절하게 구성됩니다.

천칭 자리 : | Va-Vb | / (Va + Vb) x 100 %
여기서 Va = 측면 A의 감도 (mV 피크 대 피크)
Vb = 감도 쪽 B (mV 피크 대 피크)

주요 사양

PIR 센서의 주요 기술 사양 및 치수 매개 변수는 다음 세부 정보에서 배울 수 있습니다.

모듈 내부에서 PIR 사용

오늘은 특수 처리 회로 및 렌즈와 통합 된 PIR 센서가있는 PIR 모듈을 찾을 수 있습니다. 이를 통해 PIR의 성능이 여러 배로 향상되고 최종 사용자가 모듈에서 잘 정의 된 최적화되고 증폭 된 출력을 얻을 수 있습니다.

이제이 출력은 규정 된 영역에서 사람의 존재에 대한 응답으로 부하의 ON / OFF 전환을 위해 릴레이 단계로만 구성하면됩니다.

표준 모듈 내부의 회로는 모션 감지 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 IC BISS0001로 구성됩니다. 두 개의 노브가 제공되는데, 하나는 모듈의 감도를 조정하기위한 것이고 다른 하나는 모듈이 트리거 된 후 출력이 HIGH로 유지되어야하는 시간 길이를 조정하기위한 것입니다.

이제 PIR 센서 HC-SR501의 기술적 세부 사항을 살펴 보겠습니다.

작동 전압 :

HC-SR501은 5V ~ 20V이므로 회로 설계자에게 큰 유연성을 제공합니다.

현재 소비 :

HC-SR501은 IR 조명의 변화를 감지 할 때 전류 소모량이 65mA 인 배터리 친화적 인 장치입니다.

출력 전압 :

모듈이 적외선의 움직임을 감지하면 출력은 3.3V에서 HIGH가되고, 모듈이 움직임을 감지하지 않으면 고정 된 기간 후에 LOW 또는 0V가됩니다.

지연 시간:

IR을 감지 한 후 출력이 HIGH로 유지되는 시간을 조정하기 위해 노브가 제공됩니다. 이 시간은 5 초에서 5 분까지 조정할 수 있습니다.

감도 범위 :

감지 영역의 각도는 약 110도 콘입니다. 센서에 수직으로 3 미터에서 7 미터까지 다양하게 감도를 조정할 수있는 손잡이가 제공됩니다. 센서의 양쪽을 움직이면 감도가 감소합니다.

작동 온도:

HC-SR501은 섭씨 -15 ~ +70도 범위의 인상적인 작동 온도를 제공합니다.

대기 전류:

대기 전류는 센서가 움직임을 감지하지 않거나 유휴 상태 일 때 전원에서 소비되는 전류입니다. 50uA 미만을 소비하므로 센서 배터리 친화적입니다.

PIR 핀아웃 및 트리거 모드

트리거 모드 :

PIR 모듈에는 단일 트리거 / 비 반복 모드 및 반복 트리거의 두 가지 트리거 모드가 있습니다. 이 두 모드는 모듈에 제공된 점퍼 위치를 변경하여 액세스 할 수 있습니다.

단일 트리거 모드 / 비 반복 모드 :

PIR 센서가 단일 트리거 모드 (타이머 노브 / 지연 시간이 5 초로 설정 됨)로 설정되면 사람이 감지되면 출력이 5 초 동안 HIGH로 바뀌고 LOW로 바뀝니다.

반복 트리거 모드 :

PIR 센서가 반복 트리거 모드로 설정되면 사람이 감지되면 출력이 HIGH로 바뀌고 5 초 동안 다른 사람이 감지되면 타이머가 0으로 재설정되고 2 초 후에 다시 5 초를 계산합니다. 인간이 감지됩니다.

블록 시간 :

차단 시간은 센서가 비활성화되거나 움직임을 감지하지 않는 시간 간격입니다. HC-의 차단 시간

SR501은 기본적으로 3 초입니다.

이것은 지연 시간 (타이머 노브에 의해 설정 됨) 후에 발생합니다.이 간격 동안 출력이 3 초 동안 LOW가되면 움직임이 감지되지 않습니다. 3 초 (LOW) 후 센서는 움직임을 다시 감지 할 준비가됩니다.
즉, 센서가 움직임을 감지하면 출력이 HIGH가되고 출력은 타이머 노브에 따라 HIGH로 유지됩니다 (예 : 5 초). 5 초 후에 PIR 센서가 LOW가되면 LOW 신호는 새 제품에 관계없이 3 초 동안 유지됩니다. 모션.

모듈 크기 :

센서는 사람들의 시야에서 숨길만큼 콤팩트하여 장식물 등에 영향을주지 않습니다. 크기는 32mm x 24mm입니다.

렌즈 크기 :

초전 센서를 둘러싸는 흰색 돔 구조를 프레 넬 렌즈라고하는데, 감지 범위가 넓어지고 불투명 해 보입니다. 직경은 23mm입니다.