Oppdage statisk menneske med PIR

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





Innlegget forklarer en metode som sannsynligvis kan brukes til å forbedre en passiv infrarød sensor evne til å oppdage til og med en statisk eller brevpapir menneskelig tilstedeværelse. Denne funksjonen er normalt ikke mulig med de konvensjonelle PIR-sensorene.

Hvordan PIR oppdager menneskelig tilstedeværelse

Jeg har allerede diskutert mange PIR-baserte bevegelsesdetektorapplikasjoner på dette nettstedet, men alle disse applikasjonene krever at den menneskelige tilstedeværelsen hele tiden er i bevegelse for å holde PIR oppdaget deres tilstedeværelse, dette ser ut til å være en stor ulempe som forhindrer disse enhetene i å føle en konstant eller en stasjonær menneskelig okkupasjon.



Imidlertid har den ovenfor forklarte ulempen en grunn bak seg. De konvensjonelle PIR-sensorene fungerer ved å registrere IR-signalene fra en menneskekropp gjennom et par parallelle spor på frontlinsen, og dens interne kretsløp aktiveres bare når IR-signalene krysser mellom disse senseringssporene ('visjoner').

Kryssingen av IR-signaler over sensingsporene gjør det mulig for PIR-kretsen å oversette informasjonen til to tilsvarende alternerende pulser, som igjen blir rettet for å generere utløserspenningen ved PIR-utgangen.



PIR kan ikke oppdage brevpapirmål

Dette innebærer at hvis IR-kilden er ubevegelig, vil den ikke be PIR-modulen om å produsere noen utløser over utgangspinnen. Det innebærer også at IR-signalet fra kilden på en eller annen måte bør fortsette å krysse over de gitte PIR-deteksjonsåpningene for å gjøre det mulig å ane et gitt menneske innenfor sonen.

Det ser ut til at det ikke er noe direkte eller enkelt middel for dette, fordi PIR-modulene ikke kan modifiseres internt for dette, noe som forstyrrer enheten fra å oppdage stasjonær menneskelig tilstedeværelse.

En logisk overholdelse forteller oss imidlertid at hvis det er en varierende IR-kilde som kan være nødvendig for å holde PIR-modulen aktivert, hvorfor ikke tvinge PIR selv til å være i en konstant bevegelse i stedet for motivet.

Konseptet kan visualiseres fra følgende GIF-simulering, som viser en oscillerende PIR-modul og et statisk menneske i deteksjonssonen.

Her kan vi se hvordan en oscillerende PIR tilpasser seg problemet og transformerer seg selv og muliggjør påvisning av til og med statiske IR-motiver.

Dette blir mulig fordi PIR-modulen gjennom sin bevegelse forvandler den stasjonære IR-kilden til en kontinuerlig skiftende IR-bildebehandling over sine to mottaksspor.

Selv om ideen ser kompleks ut, kan den bare løses ved hjelp av en langsom oscillerende PwM-styrt motorkrets.

Vi lærer hele mekanismen og kretsdetaljene i de følgende avsnittene.

Som vi allerede har diskutert, er konvensjonelle PIR-moduler i stand til å oppdage bare levende gjenstander i bevegelse og kan ikke identifisere et stasjonært mål som begrenser bruken av den som en menneskelig bevegelsesdetektor.

For applikasjoner der deteksjon av motioless menneskelig belegg blir nødvendig i slike scenarier, kan en konvensjonell PIR bli ubrukelig, og kan kreve noe eksternt opplegg for å oppgradere seg selv.

Designe PIR for å oppdage bevegelsesløse mål

I avsnittet ovenfor lærte vi at i stedet for å trenge at målet skal være i bevegelse, kan PIR-modulen selv flyttes over en gitt radius for å implementere ønsket statisk måldeteksjon.

I de følgende avsnittene lærer vi oss om en enkel kretsmekanisme som kan brukes med en PIR montert over en liten DC-motor for de foreslåtte svingningene.

PWM / Flip Flop-styrt motordriver

Systemet krever i utgangspunktet en PWM-kontrollert hastighetsbestemmelse og en flip-flop-omstilling for motoren. Følgende diagram viser hvordan disse funksjonene kan tilskrives PIR-motoren ved hjelp av en enkel krets:

Den viste kretsen bruker en enkelt IC HEF40106 sekskant inverterende schmitt gate IC som inkluderer 6 inverter IKKE porter.

Portene N1 og N2 er konfigurert til å produsere en justerbar PWM-utgang som mates til portene N4, N5, N6 som danner bufferne.

Den vanlige utgangen fra disse bufferportene avsluttes til porten til en motorførermosfet.

PWM-innholdet stilles inn ved hjelp av P1, som til slutt påføres den tilkoblede motoren via et sett med DPDT-relékontakter.

Disse relékontaktene bestemmer retningen på motorbevegelsen (med eller mot urviseren).

Denne flip-flop DPDT-relékontaktene styres av en stabil tidtaker konfigurert rundt porten N3, hvor kondensatoren C3 / R3 bestemmer med hvilken hastighet reléet trenger å bytte for å tillate motoren å endre sin rotasjonsretning konsekvent.

Ovennevnte design gjør det mulig for motoren å utføre den nødvendige, langsomme og svingende bevegelsen over en gitt radial sone.

C3 kan velges for å starte overgangen etter hvert 5. til 6. sekund, og PWm kan justeres for å muliggjøre en ekstremt svak motorbevegelse, fordi det bare trenger å sikre at sporene til PIR krysser IR-signalene til målet i på en riktig måte.

Men siden motoroperasjonen er treg, må utgangen fra PIR opprettholdes gjennom en forsinket AV-tidtaker, slik at den tilkoblede lasten ikke slås AV og PÅ mens motorbevegelsen vekselvis skjærer gjennom IR-linjene fra menneskets belegg.

Forsinkelsestidsuret

Følgende forsinkelse timer krets trinn kan brukes som sørger for at hver gang PIR-utgangen produserer den registrerte pulsen, forlenges forsinkelsen fra tidtakeren i 5 til 10 sekunder, og den tilkoblede belastningen blir aldri avbrutt under prosessen.

I ovennevnte oppsett kan vi se motoren som mottar sin elektriske drivforsyning fra PWM / flip-flop-trinnet som diskutert i forrige avsnitt.

Motorens spindel kan sees sammen med en horisontal aksel som PIR klemmes over, slik at når PIR beveger seg, går PIR gjennom en tilsvarende skiftende radial frem og tilbake bevegelse.

Mens den ovennevnte PIR-bevegelsen induseres, blir IR-signalene fra et stasjonært mål i sonen detektert i form av korte alternative pulser, som genereres ved utgangspinnen til PIR indikert med den blå ledningen.

Disse pulser påføres over 1000uF kondensatoren som lades opp for hver puls og sørger for at BC547 holdes i ledende modus uten avbrudd under prosessen.

Relédriveren som består av BC557-trinnet reagerer på det ovennevnte stabile signalet fra BC547-samleren og holder igjen reléet PÅ, så lenge PIR fortsetter å oppdage en menneskelig tilstedeværelse.

Relébelastningen forblir dermed aktivert kontinuerlig på grunn av tilstedeværelse av et stasjonært menneske i området.

I tilfelle menneskelig belegg fjernes eller når målet beveger seg bort fra sonen, holder forsinkelsestidsfasen reléet og belastningen aktivert i de fastsatte 5 til 10 sekunder, hvoretter den slås av permanent, til sonen igjen er fanget av en potensiell IR-kilde.

Deleliste

  • R1, R4 = 10K
  • R2 = 47 OHMS
  • P1 = 100K POTTE
  • D1, D2 = 1N4148
  • D3 = MUR1560
  • C1, C2 = 0,1 uF / 100V
  • Z1 = 15V, 1/2 WATT
  • Q1 = IRF540
  • Q2 = BC547
  • N1 --- N6 = IC MM74C14
  • DPDT = DPST SWITCH ELLER DPDT RELAY
  • R3, C3 skal bestemmes av noen prøving og feiling

OPPDATER:

Ovennevnte forklarte PIR-krets for å oppdage statisk menneskelig tilstedeværelse kan forenkles mye ved å benytte en signalhakkkrets som vist i følgende GIF-simulering:

En nøye inspeksjon viser at faktisk en oscillerende bevegelse rett og slett ikke er nødvendig, motoren og helikopterbladet kan få lov til å rotere fritt ved å holde motorhastighet på et lavere nivå .

Dette vil også effektivt oppnå den tiltenkte statiske PIR-sensing-operasjonen.

modifisert PIR for å oppdage statisk menneske

Videodemonstrasjon som viser den statiske menneskelige deteksjonen for en PIR




Forrige: 3 lydaktiverte bryterkretser forklart Neste: 4 enkle sirenekretser du kan bygge hjemme