Датчик движения для ардуино своими руками

Как сделать в домашних условиях датчик движения на Ардуино – самодельная схема сборки своими руками

В этом руководстве я объясню, как сделать датчик движения своими руками. В ней применяется микроконтроллер Arduino, ИК-датчик (пассивный) и сигнал тревоги. Вы можете использовать светодиодный индикатор, зуммер. Я также покажу, как отображать информацию на ЖК-экране и передавать её через последовательную связь с парой микросхем XBee на компьютер. Начнем со светодиодной подсветки. Это также лучший способ проверить работоспособность вашего датчика движения Ардуино и убедиться, что он работает.

Для этого проекта у вас должен быть хотя бы небольшой опыт работы с Arduino, но в инструкции достаточно подробностей, чтобы построить систему и с нулевыми знаниями.

После загрузки также откройте последовательный терминал. Вывод информации можно прочитать оттуда.

Шаг 1: Основной светодиод и пищалка

Необходимые материалы для сборки самодельного датчика движения в домашних условиях:

1. Любой Arduino или его клон должны прекрасно подойти – пока девайс можно запрограммировать в Arduino IDE, все будет в порядке.
2. ИК-датчик. Я использую PIR-датчик Parallax. Один из вариантов Adafruit должен работать нормально, если вы установите его на H (retrigger), я объясню этот нюанс позже. У одного из датчиков SparkFun есть сигнальный вывод, который становится НИЗКИМ (выкл) при обнаружении, поэтому для него нужно будет изменить и я не знаю точно, как он выводит сигналы.
3. Макетная плата сделает вашу работу намного проще. В противном случае вы будете паять контакты.

PIR-датчик Parallax, который я использую, требует 10-60 секунд времени для калибровки, во время которой лучше не двигаться перед ним. Я даю ему 30 секунд, которые я включаю в код.

Вот как я настроил свой PIR. Он построен на щите, который надевается на Arduino, но пины у него такие же.
Мой PIR модуль имеет перемычку на задней панели, установленную на H — retrigger. Пин остаётся ВЫСОКИМ, если движение непрерывно. Сигнальный вывод подключен к выводу Arduino 4. Светодиод подключен к выводу Arduino 5. Два других белых вывода на снимке не имеют значения, они припаяны к моему экрану из другого проекта.

Во время прогрева красный светодиод мигает два раза в секунду. Через 30 секунд светодиод перестанет быстро мигать. Обычно PIR не мигает быстро при нормальном использовании, поэтому вы будете знать, когда закончится период прогрева. Проверьте изображения для понимания сборки девайса. Файл Arduino PDE прилагается к этому шагу.

Чтобы использовать пищалку, просто подключите её вместо светодиода и снимите резистор. Вы должны использовать транзистор, если пищалка не пьезо и имеет белую квадратную форму, которая генерирует гудение, вибрируя против пластмассовой части.

Шаг 2: Беспроводная передача

Эта часть не так уж и сложна. Вам просто нужны два модуля XBee и блок питания для приемного устройства. Вам понадобится обычный джек на 5,5 мм с центральным положительным контактом. Вход от 7 до 12 В отлично подойдёт. Он также отлично работает на напряжении в 6 В от четырех батареек АА. Недостаточно просто добавить ЖК-дисплей, так как напряжение на самом деле немного ниже 5 В из-за понижения напряжения на регуляторе напряжения.

Самый простой способ — это установить щит XBee на плату, и приемник XBee по другую сторону. Приемник может быть простым XBee, подключенным к USB-преобразователю FTDI Serial.

Вы также можете использовать простую секционную доску XBee. При использовании с Arduino 5 В плата ДОЛЖНА иметь логическую схему понижения с 5 до 3,3 В. 5v просто сожжет XBee. SparkFun XBee Explorer и комплект адаптеров XBee от Adafruit имеют эту схему. Подсоедините контакт Arduino TX к DIN на плате XBee и RX к DOUT.

Сторона USB будет такой же. При использовании USB-адаптера XBee не требуется никакой проводки. Запрограммируйте модули XBee стандартным набором команд и 9600 бит/с, и они настроены.

Шаг 3: Идём дальше

Arduino очень модульный. На следующих картинках будет показано, как я собираю девайс на базе Arduino Mega, но код будет работать с любым Arduino, совместимым с Duemilanove. Например, мой дизайн имеет ЖК-дисплей. У моего Arduino также есть код для отправки данных через XBee. Вы можете видеть, что светодиод TX загорается при каждом срабатывании PIR.

Распиновки находятся внутри .pde, и выложена в доступ для тестирования, ведь на самом деле с этим девайсом можно сделать гораздо больше, и всё зависит от вашего воображения и способностей!

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Источник

Датчик движения ардуино

Датчик движения ардуино позволяет отследить перемещение в закрытой зоне объектов, излучающих тепло (люди, животные). Такие системы часто применяют в бытовых условиях, например, для включения освещения в подъезде. В этой статье мы рассмотрим подключение в проектах ардуино PIR-сенсоров: пассивных инфракрасных датчиков или пироэлектрических сенсоров, которые реагируют на движение. Малые габариты, низкая стоимость, простота эксплуатации и отсутствие сложностей в подключении позволяет использовать такие датчики в системах сигнализации разного типа.

Описание датчика движения ардуино

Конструкция ПИР датчика движения не очень сложна – он состоит из пироэлектрического элемента, отличающегося высокой чувствительностью (деталь цилиндрической формы, в центре которой расположен кристалл) к наличию в зоне действия определенного уровня инфракрасного излучения. Чем выше температура объекта, тем больше излучение. Сверху PIR-датчика устанавливается полусфера, разделенная на несколько участков (линз), каждый из которых обеспечивает фокусировку излучения тепловой энергии на различные сегменты датчика движения. Чаще всего в качестве линзы применяют линзу Френеля, которая за счет концентрации теплового излучения позволяет расширить диапазон чувствительности инфракрасного датчика движения Ардуино.

PIR-sensor конструктивно разделен на две половины. Это обусловлено тем, что для устройства сигнализации важно именно наличие движения в зоне чувствительности, а не сам уровень излучения. Поэтому части установлены таким способом, что при улавливании одной большего уровня излучения, на выход будет подаваться сигнал со значением high или low.

Основными техническими характеристиками датчика движения Ардуино являются:

• Зона обнаружения движущихся объектов составляет от 0 до 7 метров;
• Диапазон угла слежения – 110°;
• Напряжение питания – 4.5-6 В;
• Рабочий ток – до 0.05 мА;
• Температурный режим – от -20° до +50°С;
• Регулируемое время задержки от 0.3 до 18 с.

Модуль, на котором установлен инфракрасный датчик движения включает дополнительную электрическую обвязку с предохранителями, резисторами и конденсаторами.

Принцип работы датчика движения на Arduino следующий:

• Когда устройство установлено в пустой комнате, доза излучения, получаемая каждым элементом постоянна, как и напряжение;
• При появлении в комнате человека, он первым делом попадает в зону обозрения первого элемента, на котором появляется положительный электрический импульс;
• Когда человек перемещается по комнате, вместе с ним перемещается и тепловое излучение, которое попадает уже на второй сенсор. Этот PIR-элемент генерирует уже отрицательный импульс;
• Разнонаправленные импульсы регистрируются электронной схемой датчика, которая делает вывод, что в поле зрения Pir-sensor Arduino находится человек.

Для надежной защиты от внешних шумов, перепадов температуры и влажности, элементы Pir-датчика на Arduino устанавливаются в герметичный металлический корпус. На верхней части корпуса по центру находится прямоугольник, выполненный из материала, который пропускает инфракрасное излучение (чаще всего на основе силикона). Чувствительные элементы устанавливаются за пластиной.

Схема подключения датчика движения к Ардуино

Подключение Pir-датчика к Ардуино выполнить не сложно. Чаще всего модули с сенсорами движения оснащены тремя коннекторами на задней части. Распиновка каждого устройства зависит от производителя, но чаще всего возле выходов есть соответствующие надписи. Поэтому, прежде чем выполнить подключение датчика к Arduino необходимо ознакомиться с обозначениями. Один выход идет к земле (GND), второй – обеспечивает выдачу необходимого сигнала с сенсоров (+5В), а третий является цифровым выходом, с которого снимаются данные.

• «Земля» – на любой из коннекторов GND Arduino;
• Цифровой выход – на любой цифровой вход или выход Arduino;
• Питание – на +5В на Arduino.

Схема подключения инфракрасного датчика к Ардуино представлена на рисунке.

Пример программы

Скетч представляет собой программный код, который помогает проверить работоспособность датчика движения после его включения. В самом простом его примере есть множество недостатков:

• Вероятность ложных срабатываний, за счет того, что для самоинициализации датчика требуется одна минута;
• Отсутствие выходных устройств исполнительного типа – реле, сирены, светоиндикации;
• Короткий временной интервал сигнала на выходе сенсора, который необходимо на программном уровне задержать, в случае появления движения.

Указанные недостатки устраняются при расширении функционала датчика.

Скетч самого простого типа, который может быть использован в качестве примера работы с датчиком движения на Arduino, выглядит таким образом:

Возможные варианты проектов с применением датчика

Пир-датчики незаменимы в тех проектах, где главной функцией сигнализации является определение нахождения или отсутствия в пределах определенного рабочего пространства человека. Например, в таких местах или ситуациях, как:

• Включение света в подъезде или перед входной дверью автоматически, при появлении в нем человека;
• Включение освещения в ванной комнате, туалете, коридоре;
• Срабатывание сигнализации при появлении человека, как в помещении, так и на придомовой территории;
• Автоматическое подключение камер слежения, которыми часто оснащаются охранные системы.

Пир-сенсоры просты в эксплуатации и не вызывают сложностей при подключении, имеют большую зону чувствительности и также могут быть с успехом интегрированы в любой из программных проектов на Ардуино. Но следует учитывать, что они не имеют технической возможности предоставить информацию о том, сколько объектов находится в зоне действия, и как близко они расположены к датчику, а также могут срабатывать на домашних питомцев.

Источник

Датчик движения с Arduino, HC-SR04 и светодиодом (LED)

В этом уроке мы покажем вам как можно сделать датчик движения с помощью ультразвукового датчика (HC-SR04), который будет включать каждый раз светодиод. Комплектующие к данному уроку можно заказать в любом удобном магазине, а со временем и у нас на сайте. Урок подойдет начинающим, но будет интересен и более опытным инженерам.

Шаг 1: Необходимые детали

Ниже весь список комплектующих, которые нам пригодятся для нашего урока.

• 1 x Плата Arduino (мы использовали Arduino Uno)
• 1 x Светодиод (LED, цвет не имеет значения)
• 1 x Резистор/сопротивление 220 Ом
• 1 x Макетная плата
• 1 x USB-кабель Arduino
• 1 x Батарейка 9 В с зажимом (опционально)
• 6 x Проводов

Шаг 2: Позиционирование деталей

Сначала подключите ультразвуковой датчик и светодиод на макетной плате. Подключите короткий кабель светодиода (катод) к контакту GND (земля) датчика. Затем установите резистор в том же ряду, что и более длинный провод светодиода (анод), чтобы они были соединены.

Шаг 3: Подключение частей

Теперь вам нужно подключить несколько проводов на задней панели датчика. Есть четыре контакта — VCC, TRIG, ECHO и GND. После вставки проводов вам необходимо выполнить следующие подключения:

Конец резистора на цифровой вывод по вашему выбору, просто не забудьте изменить его позже в коде.

• Датчик -> Arduino
• VCC -> 5V (питание)
• TRIG -> 5*
• ECHO -> 4*
• GND -> GND (земля)

* — может быть подключен к любым двум цифровым выводам Arduino, просто убедитесь, что вы изменили их в коде позже.

Шаг 4: Загрузка кода

Теперь вы можете подключить Arduino к компьютеру с помощью USB-кабеля. Откройте программное обеспечение Arduino и загрузите код, который вы можете найти ниже. Константы прокомментированы, поэтому вы точно знаете, что они делают и, возможно, поменяете их.

Шаг 5: Конечный результат (видео)

Итоговый результат датчика движения и его работы можно посмотреть на видео ниже.

Источник