Lembar Data Sensor PIR, Spesifikasi Pinout, Bekerja

Dalam posting ini kita akan menjelajahi datasheet PIR atau Sensor Radial Inframerah Piroelektrik HC-SR501. Kami akan mengerti untuk tujuan apa sensor PIR digunakan? Operasi pemicu dasarnya, detail koneksi pin, spesifikasi teknis, dan akhirnya kita akan melihat beberapa aplikasi kehidupan nyata.

Kita akan mulai dengan memahami unit sensor PIR sebenarnya yang dipasang di dalam modul PIR standar dan mempelajari karakteristik internal, detail pinout, dan detail kerja internal.

Apa itu Sensor PIR?

PIR adalah singkatan dari Pyroelectic Infrared Radial Sensor atau Passive Infrared Sensor. PIR adalah sensor elektronik yang mendeteksi perubahan sinar infra merah pada jarak tertentu dan mengeluarkan sinyal listrik pada keluarannya sebagai respons terhadap sinyal IR yang terdeteksi. Ini dapat mendeteksi objek yang memancarkan inframerah seperti manusia atau hewan jika itu adalah jangkauan sensor, atau menjauh dari jangkauan, atau bergerak dalam jangkauan sensor.
Modul sensor PIR dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu kristal sensitif infra merah dan sirkuit pemrosesan.

Ilustrasi kristal sensitif PIR:

Bagian gelap dari logam tempat kristal sensitif IR ditempatkan, kristal sensitif dapat mendeteksi tingkat inframerah di sekitarnya. Ini sebenarnya menampung dua sensor piroelektik untuk mendeteksi objek bergerak. Jika salah satu kristal sensitif mendeteksi perubahan inframerah (kenaikan atau penurunan) daripada kristal sensitif lainnya, keluaran akan dipicu.

Struktur plastik berbentuk kubah biasanya ditempatkan di atas kristal sensitif ini yang bertindak sebagai lensa untuk memfokuskan cahaya inframerah pada sensor.

Bagaimana PIR Bekerja

Operasi penginderaan dari sensor infra merah piroelektrik didasarkan pada properti atau karakteristik yang bertanggung jawab untuk mengubah polarisasi materialnya sebagai respons terhadap perubahan suhu.

Sensor ini menggunakan dua atau sepasang elemen penginderaan untuk merasakan sinyal IR dalam dua langkah, yang memastikan deteksi sangat mudah dengan membatalkan variasi suhu yang tidak diinginkan dalam tahap EMI yang ada. Proses penginderaan dua langkah ini meningkatkan stabilitas keseluruhan sensor dan membantu mendeteksi sinyal IR hanya dari keberadaan manusia.

Ketika manusia atau sumber IR yang relevan bergerak melewati sensor PIR, radiasi memotong sepasang elemen penginderaan secara bergantian, memicu keluaran untuk menghasilkan sepasang pulsa ON / OFF atau pulsa tinggi dan rendah, seperti yang digambarkan dalam bentuk gelombang berikut:

Simulasi Gif kasar berikut menunjukkan bagaimana sensor PIR merespons manusia yang bergerak dan mengembangkan beberapa pulsa tajam pendek di seluruh kabel keluarannya untuk pemrosesan yang diperlukan atau memicu tahap relai yang dikonfigurasi dengan tepat

Tata Letak Internal PIR

Gambar berikut menunjukkan tata letak internal atau konfigurasi di dalam sensor PIR standar.

Di sebelah kiri kita bisa melihat sepasang elemen penginderaan IR yang dihubungkan secara seri. Ujung atas seri ini dihubungkan dengan gerbang FET built-in yang bertindak sebagai penguat sinyal IR kecil. Resistor pull down Rg memberikan logika nol siaga yang diperlukan ke FET untuk memastikan bahwa ia tetap dalam keadaan OFF sepenuhnya jika tidak ada sinyal IR.

Ketika sinyal IR yang bergerak dideteksi oleh pasangan elemen penginderaan, ia menghasilkan pasangan sinyal logika hi dan rendah yang sesuai seperti yang dibahas di atas:

Pulsa ini diperkuat secara tepat oleh FET dan direplikasi pada pin keluarannya untuk diproses lebih lanjut oleh sirkuit yang terpasang.

Tahapan EMI terkait bersama dengan kapasitor memberikan filtrasi ekstra ke proses, untuk menghasilkan satu set pulsa yang bersih pada pin output PIR yang ditunjukkan.

Menguji Pengaturan untuk Sensor PIR

Gambar berikut menunjukkan pengaturan tes sensor PIR standar. Pin output dan Vss (pin negatif) dari PIR dihubungkan dengan resistor pull down eksternal, pin Vdd disuplai dengan supply 5V.

Benda hitam alat tulis menghasilkan radiasi infra merah ekivalen yang diperlukan untuk sensor PIR melalui mekanisme pencacah. Pelat pencacah secara bergantian memotong sinyal IR yang meniru target IR yang bergerak.

Sinyal IR yang dicincang ini mengenai sensor PIR yang menghasilkan pulsa tertentu di pin outputnya, yang diperkuat secara sesuai melalui opamp untuk analisis pada ruang lingkup.

Kondisi Tes Ideal untuk pengaturan di atas dapat dilihat di bawah ini:

Menyeimbangkan keluaran Elemen Sensing

Karena mekanisme penginderaan ganda digunakan dalam PIR, maka perlu dipastikan bahwa pemrosesan melalui sepasang lensa diseimbangkan dengan benar.

Elemen penginderaan diuji dan dikonfigurasikan secara tepat dengan mengevaluasi tegangan output sinyal tunggal (SSOV) masing-masing melalui rumus berikut:

Libra: | Va - Vb | / (Va + Vb) x 100%
Dimana, Va = Sensitivitas sisi A (mV puncak ke puncak)
Vb = Sensitivitas sisi B (mV puncak ke puncak)

Spesifikasi Utama

Spesifikasi teknis utama dan parameter dimensi dari sensor PIR dapat dipelajari dari detail berikut:

Menggunakan PIR Inside Modules

Hari ini Anda akan menemukan modul PIR yang memiliki sensor PIR yang terintegrasi dengan sirkuit dan lensa pemrosesan khusus. Hal ini meningkatkan kinerja PIR banyak lipatan dan memungkinkan pengguna akhir untuk mendapatkan keluaran yang dioptimalkan dan diperkuat dengan baik dari modul.

Output ini sekarang hanya perlu dikonfigurasi dengan tahap relai untuk pengalihan ON / OFF beban yang diperlukan sebagai respons terhadap keberadaan manusia di seluruh zona yang ditentukan.

Rangkaian di dalam modul standar terdiri dari IC BISS0001 yang dirancang khusus untuk aplikasi pendeteksi gerakan. Dua kenop disediakan, satu untuk mengatur sensitivitas modul dan kenop lainnya untuk mengatur lama waktu berapa lama keluaran harus tetap TINGGI setelah modul dipicu.

Sekarang mari kita selidiki detail teknis dari sensor PIR HC-SR501.

Tegangan Operasi:

HC-SR501 adalah dari 5 V hingga 20 V, yang membuat fleksibilitas tinggi bagi desainer sirkuit.

Konsumsi saat ini:

HC-SR501 adalah perangkat yang ramah baterai, konsumsi saat ini 65 mA ketika mendeteksi adanya perubahan pada lampu IR.

Tegangan Output:

Ketika modul mendeteksi gerakan inframerah, output menjadi TINGGI pada 3,3 V, jika modul mendeteksi tidak ada gerakan, modul akan menjadi RENDAH atau 0 V setelah periode tetap.

Waktu penundaan:

Sebuah kenop disediakan untuk mengatur waktu agar output tetap TINGGI setelah mendeteksi IR. Jangka waktu ini dapat disesuaikan dari 5 detik menjadi 5 menit.

Rentang Sensitivitas:

Sudut area deteksi sekitar 110 derajat kerucut. Sebuah kenop diberikan untuk mengatur sensitivitas kita dapat bervariasi dari 3 meter sampai 7 meter tegak lurus senor. Sensitivitas berkurang saat kita menggerakkan kedua sisi sensor.

Suhu Operasional:

HC-SR501 memiliki suhu pengoperasian yang mengesankan mulai dari -15 hingga +70 derajat Celcius.

Arus diam:

Arus diam adalah arus yang dikonsumsi dari suplai, saat sensor tidak mendeteksi gerakan apa pun atau saat tidak aktif. Ini mengkonsumsi kurang dari 50 uA, yang membuat baterai sensor ramah.

Pinout PIR dan mode pemicu

Mode pemicu:

Modul PIR memiliki dua mode pemicu: mode pemicu tunggal / non-pengulangan dan pemicu berulang. Kedua mode ini dapat diakses dengan mengubah posisi jumper yang diberikan dalam modul.

Mode Pemicu Tunggal / Mode Tanpa Pengulangan:

Ketika sensor PIR diatur dalam mode pemicu tunggal (dan kenop timer / waktu tunda diatur selama 5 detik (katakanlah)), ketika manusia terdeteksi, output berubah menjadi TINGGI selama 5 detik dan RENDAH.

Ulangi Mode Pemicu:

Ketika sensor PIR diatur dalam mode pemicu berulang, ketika manusia terdeteksi, output berubah menjadi HIGH timer dihitung selama 5 detik, tetapi ketika manusia lain terdeteksi dengan dalam 5 detik itu timer reset ke nol dan menghitung 5 detik lagi setelah detik. manusia terdeteksi.

Waktu Blok:

Waktu blok adalah interval waktu di mana sensor dinonaktifkan atau tidak akan mendeteksi gerakan. Waktu blok untuk HC-

SR501 adalah 3 detik secara default.

Ini terjadi setelah waktu tunda (yang diatur oleh kenop pengatur waktu) output menjadi RENDAH selama 3 detik selama interval ini tidak ada gerakan yang terdeteksi. Setelah 3 detik (LOW) sensor akan siap mendeteksi gerakan kembali.
Dengan kata lain, ketika sensor mendeteksi gerakan, output menjadi TINGGI, output tetap TINGGI sesuai kenop pengatur waktu (katakanlah 5 detik), setelah 5 detik sensor PIR menjadi RENDAH, sinyal LOW akan tetap selama 3 detik terlepas dari yang baru. gerakan jika ada.

Dimensi modul:

Sensornya cukup kompak untuk disembunyikan dari pandangan orang sehingga tidak akan mempengaruhi dekorasi dll. Ukurannya 32 mm x 24 mm.

Ukuran lensa:

Struktur kubah putih yang membungkus sensor piroelektrik disebut lensa Fresnel, yang meningkatkan jangkauan deteksi dan terlihat buram. Diameternya 23 mm.

Aplikasi:

• Sistem keamanan.
• Lampu otomatis.
• Kontrol Otomat Industri.
• Pintu otomatis.

Anda dapat menemukan beberapa proyek menggunakan sensor PIR di situs ini.

Sirkuit Modul PIR Khas

Bagi para penggemar yang berniat untuk membangun modul PIR lengkap bersama dengan sensor dan amplifier yang lengkap, skema standar berikut dapat digunakan dan digunakan untuk pemicuan aplikasi berbasis sensor PIR yang relevan.

Punya keraguan atau pertanyaan lebih lanjut? Silakan mengajukannya melalui kotak komentar yang diberikan di bawah ini