В сообщении объясняется метод, который, вероятно, можно использовать для улучшения способности пассивного инфракрасного датчика обнаруживать даже статическое или стационарное присутствие человека. Эта функция обычно недоступна для обычных ИК-датчиков.

Как ИК-датчик обнаруживает присутствие человека

Я уже обсуждал многие приложения для обнаружения движения на основе PIR на этом веб-сайте, однако все эти приложения требуют, чтобы присутствие человека постоянно находилось в движении, чтобы PIR обнаруживал их присутствие, это, по-видимому, является большим недостатком, который не позволяет этим устройствам обнаруживать постоянное или стационарное присутствие человека.

Однако у объясненного выше недостатка есть причина. Обычные датчики PIR работают, воспринимая ИК-сигналы от человеческого тела через пару параллельных прорезей на их передней линзе, а его внутренняя схема активируется только тогда, когда ИК-сигналы проходят между этими прорезями («видения»).

Пересечение ИК-сигналов через сенсорные слоты позволяет схеме ИК-датчика преобразовывать информацию в два соответствующих чередующихся импульса, которые, в свою очередь, выпрямляются для генерирования напряжения запуска на выходном выводе ИК-датчика.

PIR не может обнаружить цель канцелярских принадлежностей

Это означает, что если источник ИК-излучения неподвижен, он не будет побуждать модуль PIR производить какой-либо триггер на его выходном контакте. Это также подразумевает, что ИК-сигнал от источника должен каким-то образом продолжать проходить через заданные слоты обнаружения PIR, чтобы он мог обнаруживать данного человека в зоне.

Кажется, что нет прямого или простого решения для этого, потому что модули PIR не могут быть изменены изнутри для этого, что мешает устройству обнаруживать стационарное присутствие человека.

Однако логическое наблюдение говорит нам, что если для поддержания активности модуля PIR может потребоваться переменный источник инфракрасного излучения, то почему бы не заставить сам PIR находиться в постоянном движении вместо объекта.

Концепцию можно визуализировать с помощью следующего моделирования в формате GIF, которое показывает колеблющийся модуль PIR и статичного человека в зоне обнаружения.

Здесь мы можем увидеть, как осциллирующий ИК-датчик адаптируется к проблеме и трансформируется, позволяя обнаруживать даже статические ИК-объекты.

Это становится возможным, потому что посредством своего движения модуль PIR преобразует стационарный источник ИК-излучения в непрерывно изменяющееся ИК-изображение через два своих приемных слота.

“для чего используются fpgas ”

Хотя идея выглядит сложной, на самом деле ее можно просто решить, используя схему двигателя с ШИМ-управлением с медленными колебаниями.

Мы изучим весь механизм и детали схемы в следующих разделах.

Как мы уже обсуждали, обычные PIR-модули способны обнаруживать только движущиеся живые объекты и не могут идентифицировать неподвижную цель, что ограничивает их применение только в качестве детектора движения человека.

Для приложений, где в таких сценариях становится необходимым обнаружение присутствия людей без движения, обычный PIR может стать бесполезным и может потребовать некоторого внешнего устройства для обновления.

Разработка ИК-датчика для обнаружения неподвижных целей

В приведенном выше разделе мы узнали, что вместо того, чтобы цель была в движении, сам модуль PIR может перемещаться по заданному радиусу для реализации желаемого статического обнаружения цели.

В следующих разделах мы узнаем о простом механизме цепи, который можно использовать с PIR, установленным на небольшом двигателе постоянного тока для предлагаемых колебаний.

Драйвер двигателя с ШИМ / триггером

Система в основном требует определение скорости с ШИМ-управлением и переключение триггером для мотора. На следующей схеме показано, как эти особенности могут быть отнесены к двигателю PIR с помощью простой схемы:

Показанная схема использует одну ИС HEF40106 с шестигранным инвертирующим вентилем Шмитта, которая включает в себя 6 вентилей НЕ инвертора.

“как программировать микропроцессор ”

Вентили N1 и N2 сконфигурированы для создания регулируемого выходного сигнала ШИМ, который подается на вентили N4, N5, N6, образующие буферы.

Общий выход этих буферных вентилей подключается к вентилю МОП-транзистора двигателя.

Содержание PWM устанавливается с помощью P1, который, наконец, применяется к подключенному двигателю через набор контактов реле DPDT.

Эти контакты реле определяют направление движения двигателя (по или против часовой стрелки).

Эти триггерные контакты реле DPDT управляются нестабильным таймером, сконфигурированным вокруг затвора N3, в котором конденсатор C3 / R3 определяет, с какой скоростью реле должно переключаться, чтобы позволить двигателю последовательно изменять направление вращения.

Вышеупомянутая конструкция позволяет двигателю выполнять необходимое медленное колебательное движение вперед и назад в заданной радиальной зоне.

C3 может быть выбран для инициирования переключения через каждые 5-6 секунд, а PWm может быть отрегулирован, чтобы обеспечить чрезвычайно медленное движение двигателя, потому что ему просто нужно гарантировать, что слоты PIR пересекают ИК-сигналы цели в своевременно.

Однако, поскольку двигатель работает медленно, выходной сигнал PIR необходимо поддерживать с помощью таймера задержки выключения, чтобы подключенная нагрузка не выключалась и не включалась, в то время как движение двигателя попеременно прорезает ИК-линии из-за присутствия человека.

Таймер задержки

Следующее каскад цепи таймера задержки может использоваться, чтобы гарантировать, что каждый раз, когда выход PIR выдает измеренный импульс, задержка срабатывания таймера увеличивается на 5-10 секунд и подключенная нагрузка никогда не прерывается во время процесса.

В приведенной выше схеме мы видим двигатель, который получает электропитание от ступени ШИМ / триггера, как обсуждалось в предыдущем абзаце.

Можно увидеть шпиндель двигателя в соединении с горизонтальным валом, на котором зажимается PIR, так что при движении двигателя PIR совершает соответственно изменяющееся радиальное движение вперед и назад.

В то время как вышеупомянутое движение PIR индуцируется, инфракрасные сигналы от неподвижной цели в зоне обнаруживаются в форме коротких чередующихся импульсов, которые генерируются на выходном контакте PIR, обозначенном синим проводом.

Эти импульсы подаются на конденсатор емкостью 1000 мкФ, который заряжается с каждым импульсом и обеспечивает поддержание BC547 в проводящем режиме без прерывания во время процесса.

Драйвер реле, состоящий из каскада BC557, реагирует на вышеупомянутый стабильный сигнал от коллектора BC547 и, в свою очередь, поддерживает реле во включенном состоянии, пока PIR продолжает обнаруживать присутствие человека.

Таким образом, нагрузка реле остается включенной постоянно из-за присутствия в зоне постоянного человека.

Однако в случае, если присутствие человека устранено или когда цель удаляется из зоны, ступень таймера задержки удерживает реле и нагрузку в активном состоянии в течение оговоренных 5-10 секунд, после чего оно постоянно отключается, пока зона снова не будет захвачена. от потенциального источника ИК-излучения.

Список деталей

R1, R4 = 10 К
R2 = 47 Ом
P1 = 100K POT
D1, D2 = 1N4148
D3 = MUR1560
C1, C2 = 0,1 мкФ / 100 В
Z1 = 15 В, 1/2 Вт
Q1 = IRF540
Q2 = BC547
N1 --- N6 = IC MM74C14
DPDT = ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ DPST ИЛИ РЕЛЕ DPDT
R3, C3 предстоит определить методом проб и ошибок

ОБНОВИТЬ:

Вышеупомянутая схема PIR для обнаружения статического присутствия человека может быть значительно упрощена путем использования схемы прерывателя сигнала, как показано в следующем моделировании GIF:

Тщательный осмотр показывает, что на самом деле колебательное движение просто не требуется, двигатель и лезвие измельчителя могут свободно вращаться, удерживая скорость двигателя на более низком уровне .