در این پروژه با نحوه کار با سنسورهای PIR آشنا می شو ید.این سنسور در بهینه سازی انرژی در ساختمان ، دزد گیرها و موارد دیگر کاربرد دارد.
سنسور PIR به هر جسم متحرکی که داری حرارت باشد.واکنش نشان می دهد.این جسم متحرک می تواند انسان یا حیوان باشد.حتی شما می توانید برای تست این مدار یک لیوان آب جوش را در بالای این سنسور حرکت داده و شاهد روشن و خاموش شدن LED به کار رفته در این مدار باشید.به جای LED می توانید بیزر(Buzzer) استفاده کنید .در صورت استفاده از بیزر به جای LED به جای روشن و خاموش شدن LED در صورت حرکت جسم متحرک صدای بوق را خواهید شنید.

1.  سنسور PIR
2. قسمت تقویت کننده
3. مقایسه کننده
4.  خروجی

نقشه مدار

اگر به سنسور PIR دقت کنید.داری سه پایه است.درنزدیکی یکی از پایه های زایده ای وجود دارد.این پایه،‌پایه شماره 1 است.حال اگر درجهت عقربه های ساعت به پایه ها نگاه کنید.پایه بعدی شماره 2 و بعد از آن شماره 3 یا گراند را خواهیم داشت.
پایه یک را با یک مقاومت 10 کیلو اهم به مثبت منبع تغذیه وصل کنید.پایه 2و3 را توسط یک مقاومت 100 کیلو اهم به یکدیگر و پایه 3 را نیز به منفی منبع تغذیه که در اینجا همان زمان است.،وصل کنید.از پایه 2 این سنسور به پایه 3 آیسی LM324 متصل کنید.پایه 2 این آیسی را با یک مقاومت 10 کیلواهم و خازن 10 میکروفاراد به زمین متصل نمایید.این خازن الکترولیت است.بنابراین در هنگام اتصال به مدار به سر مثبت و منفی آن توجه کنید.سر مثبت را به مقاومت 10 کیلواهم و سر منفی را به زمین متصل کنید.
پایه یک و دو آیسی LM324 را توسط مقاومت 1 مگا اهم وخازن 0.1 میکرو فاراد که با یکدیگر موازی شده اند.به یکدیگر متصل کنید.
حال پایه یک آیسی LM324 را با یک مقاومت 10 کیلو اهم وخازن 10 میکروفاراد به پایه 6 آیسی LM324 متصل کنید.،توجه داشته باشید که سر مثبت خازن را به پایه 6 آیسیLM324 متصل شود.
پایه 5 آیسی LM324 را از طریق یک دیود به پایه 12 همین آیسی متصل کنید.توجه داشته باشید که آند آن در پایه 5 و کاتد آن در پایه 12 باشد.سپس پایه 12 را با یک مقاومت 1 مگا اهم به زمین اتصال دهید.دوباره پایه 5 را با یک دیود به پایه 9 وصل کنید با این تفاوت که این بار کاتد دیود در پایه 5 باشد و آند آن در پایه 9 ، سپس پایه 9 را با یک مقاومت 1 مگا اهم به مثبت منبع تغذیه وصل کنید.

پایه های 6 و 7 را نیز مانند پایه 1و2 همین آیسی به ترکیب موازی مقاومت 1 مگا اهم و خازن 0.1 میکرو فاراد متصل کنید.پایه 7 آیسی LM324 را به طور مشترک به پایه های 13 و 10 آیسی LM324 متصل کنید.پایه های 8 آیسی LM324 را از طریق دیود1N914 به پایه 4 آیسی 4538 متصل کنید.همین کار را برای پایه 14 آیسیLM324 تکرا کنید.،و آنرا نیز به پایه 4 آیسی 4538 به صورت مشترک وصل کنید.توجه داشته داشته باشید که آند دیودها در پایه های 8 و 14 و سر کاتد این دیودها به صورت مشترک به پایه 4 آیسی 4538 وصل شود.سپس پایه 4 آیسی 4538 را با یک مقاومت 1 مگااهم به زمین متصل کنید.پایه های 3 و 5 آیسی 4538 را با یک سیم به هم متصل کنید.وهر دوی آنها را به مثبت منبع تغذیه اتصال دهید.پایه های 1 و 8 را نیز به زمین متصل نمایید.
پایه 2 آیسی 4538 را با یک مقاومت 1 مگا اهم به مثبت منبع تغذیه و از همین پایه با یک خازن 1 میکروفاراد الکترولیت به پایه 8 آیسی 4538 متصل کنید.،به گونه اییکه سمت منفی آنرا به زمین متصل کنید.
پایه خروجی آیسی 4538 را که پایه 6 می باشد با یک مقاومت 100 اهم به مثبت یا آند LED وصل کنیدو سمت کاتد LED را نیز به زمین مدار وصل کنید.

پایه 7 نیز خروجی این آیسی است با این تفاوت که این خروجی NOT یا برعکس پایه 6 است.برای کار با این پایه ،منفی LED یا کاتد آنرا به این پایه متصل کنید.ومثبت آنرا به مثبت منبع تغذیه متصل نمایید.تمامی موارد فوق در نقشه کاملا مشخص است.
آیسی LM324 حاوی 4 عدد آپ امپ است.که جهت تقویت و مقایسه در این مدار به کار می رود.

 

دوستانی که علاقه مندی بیشتری دارند می توانند از مطالب ذیل نیز استفاده کنند.

How Infrared motion detector components work

  Infrared Radiation

Infrared radiation exists in the electromagnetic spectrum at a wavelength that is longer than visible light. It cannot be seen but it can be detected. Objects that generate heat also generate infrared radiation and those objects include animals and the human body whose radiation is strongest at a wavelength of 9.4um. Infrared in this range will not pass through many types of material that pass visible light such as ordinary window glass and plastic. However it will pass through, with some attenuation, material that is opaque to visible light such as germanium and silicon. An unprocessed silicon wafer makes a good IR window in a weatherproof enclosure for outdoor use. It also provides additional filtering for light in the visible range.

 Pyroelectric Sensors

The pyroelectric sensor is made of a crystalline material that generates a surface electric charge when exposed to heat in the form of infrared radiation. When the amount of radiation striking the crystal changes, the amount of charge also changes and can then be measured with a sensitive FET device built into the sensor. The sensor elements are sensitive to radiation over a wide range so a filter window is added to the TO5 package to limit detectable radiation to the 8 to 14mm range which is most sensitive to human body radiation.

Typically, the FET source terminal pin 2 connects through a pulldown resistor of about 100 K to ground and feeds into a two stage amplifier having signal conditioning circuits. The amplifier is typically bandwidth limited to below 10Hz to reject high frequency noise and is followed by a window comparator that responds to both the positive and negative transitions of the sensor output signal. A well filtered power source of from 3 to 15 volts should be connected to the FET drain terminal pin 1.

The PIR325 sensor has two sensing elements connected in a voltage bucking configuration. This arrangement cancels signals caused by vibration, temperature changes and sunlight. A body passing in front of the sensor will activate first one and then the other element whereas other sources will affect both elements simultaneously and be cancelled. The radiation source must pass across the sensor in a horizontal direction when sensor pins 1 and 2 are on a horizontal plane so that the elements are sequentially exposed to the IR source. A focusing device is usually used in front of the sensor

 

 

The figure below shows the PIR325 electrical specifications and layout in its TO5 package. Note the wide viewing angle without an external lens.

This is a typical application circuit that drives a relay. R10 and C6 adjust the amount of time that RY1 remains energized after motion is detected. Download PDF drawing.

  Fresnel Lens

A Fresnel lens (pronounced Frennel) is a Plano Convex lens that has been collapsed on itself to form a flat lens that retains its optical characteristics but is much smaller in thickness and therefore has less absorption losses.

Our FL65 Fresnel lens is made of an infrared transmitting material that has an IR transmission range of 8 to 14um which is most sensitive to human body radiation. It is designed to have its grooves facing the IR sensing element so that a smooth surface is presented to the subject side of the lens which is usually the outside of an enclosure that houses the sensor.

The lens element is round with a diameter of 1 inch and has a flange that is 1.5 inches square. This flange is used for mounting the lens in a suitable frame or enclosure. Mounting can best and most easily be done with strips of Scotch tape. Silicone rubber can also be used if it overlaps the edges to form a captive mount. There is no known adhesive that will bond to the lens material.

The FL65 has a focal length of 0.65 inches from the lens to the sensing element. It has been determined by experiment to have a field of view of approximately 10 degrees when used with a PIR325 Pyroelectric sensor.

 

 

This relatively inexpensive and easy to use Pyroelectric Sensor and Fresnel Lens can be used in a variety of science projects, robots and other useful devices.