Tutorial del sensor PIR: con o sin Arduino: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Justo antes de crear mi próximo tutorial de proyectos, que utilizará un sensor PIR, pensé que podría crear un tutorial separado que explique el funcionamiento de un sensor PIR. Al hacer eso, podré hacer que mi otro tutorial sea breve y directo. Entonces, sin perder tiempo, analicemos qué es un sensor PIR y cómo podemos usarlo en nuestro proyecto.

Paso 1: básico

¿Qué es un sensor PIR?

El sensor PIR o "infrarrojo pasivo" es un "sensor infrarrojo piroeléctrico" que genera energía cuando se expone al calor. Todo emite un nivel bajo de radiación, cuanto más caliente está el objeto, más radiación se emite. Cuando un ser humano o un animal (con una longitud de onda de radiación IR de 9,4 µm) se acerca al rango de los sensores, el sensor detecta el calor en forma de radiación infrarroja. El sensor solo detecta la energía emitida por otros objetos y no produce ninguna, por eso el sensor se llama sensor PIR o "infrarrojo pasivo". Estos sensores son pequeños, económicos, resistentes, de bajo consumo y muy fáciles de usar.

Paso 2: hardware

Para este tutorial necesitamos:

1 x tablero

1 x Arduino Nano / UNO (lo que sea útil)

1 x sensor PIR

1 x LED y una resistencia limitadora de corriente de 220 ohmios para probar la conectividad

Pocos cables de conexión

Un cable USB para cargar el código al Arduino

Y equipos de soldadura en general

Paso 3: Arquitectura

Como podemos ver el sensor tiene dos lados:

1. Parte superior o del lado del sensor

2. Parte inferior o el lado de los componentes

La parte superior consta de una cubierta de 'polietileno de alta densidad' especialmente diseñada llamada "lente de Fresnel". Esta lente enfoca los rayos infrarrojos al 'sensor piroeléctrico' subyacente. Los rayos infrarrojos de 9,4 µm pueden atravesar fácilmente la cubierta de polietileno. La sensibilidad de los sensores varía entre 6 y 7 metros (20 pies) y el ángulo de detección es de 110 grados x 70 grados. El sensor real está dentro de una lata de metal sellada. Básicamente, la lata protege el sensor del ruido, la temperatura y la humedad. Hay una pequeña ventana hecha de material transmisor de infrarrojos para permitir que las señales de infrarrojos lleguen al sensor. Detrás de esta ventana hay 'dos' sensores PIR balanceados. En estado inactivo, ambos sensores detectan la misma cantidad de radiación IR. Cuando pasa un cuerpo caliente, primero intercepta uno de los dos sensores, provocando un cambio diferencial positivo entre las dos mitades. Y luego, cuando sale del área de detección, ocurre lo contrario y el sensor genera un cambio diferencial negativo. Cuando el pulso cambia o, en otras palabras, el sensor PIR detecta movimiento, el pin de salida cambia a "digital alto" o 3.3V.

La parte inferior consta de un montón de circuitos. Pocos son de nuestro interés.

- La mayoría de los sensores PIR tienen VCC, GND y OUT de 3 pines. VCC y GND son para alimentar el módulo (voltaje de funcionamiento: DC 5V a 20V). El pin de SALIDA es el que se comunica con el microcontrolador enviando pulso digital alto (3.3v) cuando se detecta un movimiento y digital bajo (0v) cuando no se detecta movimiento. Los pines pueden variar entre módulos, así que siempre verifique tres veces los pines.

- El BISS0001 o el "Micro Power PIR Motion Detector IC" obtiene la salida del sensor y, después de realizar un pequeño procesamiento, produce la salida digital.

- El módulo tiene dos potenciómetros uno para ajustar la sensibilidad (que es de hasta 7 m) y el otro para ajustar el tiempo durante el cual la señal de salida debe permanecer alta cuando se detecta un objeto (oscila entre 0,3 sa 5 min).

- Hay 3 pines más en este módulo con un puente entre ellos para seleccionar los modos de disparo.

El primero se llama "disparador no repetible" - éste baja tan pronto como termina el tiempo de retardo.

El segundo se llama "disparador repetible": permanece alto mientras el objeto esté en las proximidades y se apagará una vez que el objeto se haya ido y el retraso haya terminado. Usaré este modo para este proyecto.

Si desea hacer una prueba rápida antes de continuar con este tutorial, siga los pasos a continuación.

Una prueba también es una buena idea para probar el rango y la duración de la detección.

Paso 4: Conexión sin Arduino

- Conecte el VCC al riel + 5v de la placa de pruebas

- Conecte el GND al riel -ve

- Conecte el LED junto con una resistencia de 220 ohmios al pin OUT del sensor

Ahora, cuando el sensor detecta un movimiento, el pin de salida se pondrá "alto" y el LED se iluminará. Muévase hacia adelante y hacia atrás para descubrir el rango de detección. Luego, para probar la duración, camine frente al sensor y luego aléjese y use un cronómetro para averiguar cuánto tiempo permaneció encendido el LED. Puede ajustar el tiempo o la sensibilidad ajustando los POT en el tablero.

Paso 5: Conexión con Arduino

Ahora, para hacer lo mismo con Arduino, conecte el VCC del sensor PIR al pin 5v de Arduino.

Luego conecte el pin de SALIDA a D13 y GND al pin de tierra del Arduino. Ahora, conecte el LED junto con una resistencia de 220 ohmios al pin D2 del Arduino. Eso es todo, ahora solo necesita cargar el código y probar si todo funciona como debería. Puede reemplazar el LED con un zumbador (para activar una alarma cuando se detecta un objeto) o un relé para impulsar un circuito de alto voltaje.

Para obtener más información sobre los relés, consulte mi tutorial número 4: "Manejo de un relé con un Arduino".

www.instructables.com/id/Driving-a-Relay-W…

Paso 6: Código

El código es muy simple

* Comience definiendo el pin número 2 y 13 como pin LED y pin PIR respectivamente

* Entonces necesitamos definir los modos de pin. El pin LED para ser el pin de SALIDA y el pin PIR para ser el pin de ENTRADA

* A continuación, necesitamos leer el valor del pin PIR y ver si es ALTO

* Si el valor es ALTO, encienda el LED; de lo contrario, apáguelo

Paso 7: áreas de aplicación de los sensores PIR

Los sensores PIR se pueden utilizar para:

* Automatizar la apertura y el cierre de puertas.

* Automatizar todas las luces exteriores

* Automatizar las luces del sótano, el jardín o las áreas de estacionamiento cubiertas

* Automatizar las luces del vestíbulo del ascensor o de las escaleras comunes

* Detecta la presencia de humanos y activa una alarma

* Cree un sistema de seguridad y automatización del hogar inteligente, y muchos más….

Paso 8: demostración

Entonces, esta es mi configuración para la prueba del sensor PIR. El sensor está conectado a la placa de pruebas y está sentado sobre la mesa. Cuando estoy frente al sensor, el LED está encendido.

Ahora, hagamos una prueba rápida. Actualmente, el sensor se encuentra en estado inactivo. Voy a caminar frente a él para activar el sensor. Tada, el LED se acaba de encender después de detectar mi presencia. La luz permanece encendida mientras yo esté cerca de los sensores. Bien, vayamos y pongamos en marcha mi cronómetro para ver si se apaga después de 5 segundos. Éxito, todo funcionó como quería.

¡Gracias de nuevo por ver este video! Espero que te ayude. Si quieres apoyarme, puedes suscribirte a mi canal y ver mis otros videos. Gracias, ca de nuevo en mi próximo video.