Statische menselijke detectie met PIR

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Het bericht legt een methode uit die waarschijnlijk kan worden gebruikt om het vermogen van een passieve infraroodsensor te verbeteren om zelfs een statische of stationaire menselijke aanwezigheid te detecteren. Deze functie is normaal gesproken niet mogelijk met de conventionele PIR-sensoren.

Hoe PIR menselijke aanwezigheid detecteert

Ik heb al veel op PIR gebaseerde bewegingsdetectortoepassingen op deze website besproken, maar al deze toepassingen vereisen dat de menselijke aanwezigheid constant in beweging is om ervoor te zorgen dat de PIR hun aanwezigheid detecteert, dit lijkt een groot nadeel te zijn dat voorkomt dat deze eenheden detecteren een constante of een stationaire menselijke bezetting.



Het hierboven toegelichte nadeel heeft echter een reden. De conventionele PIR-sensoren werken door de IR-signalen van een menselijk lichaam te detecteren via een paar parallelle sleuven op hun voorste lens, en de interne schakelingen worden alleen geactiveerd wanneer de IR-signalen tussen deze waarnemingssleuven ('visioenen') kruisen.

De kruising van IR-signalen over de detectieslots stelt het PIR-circuit in staat om de informatie te vertalen in twee corresponderende alternerende pulsen, die op hun beurt worden gelijkgericht om de triggerspanning op de uit-pin van de PIR te genereren.



PIR kan stationair doel niet detecteren

Dit houdt in dat als de IR-bron onbeweeglijk is, het de PIR-module niet zal vragen om een ​​trigger te produceren over zijn uitgangspen. Het impliceert ook dat het IR-signaal van de bron op de een of andere manier de gegeven PIR-detectieslots moet blijven kruisen om het in staat te stellen een bepaald menselijk wezen in de zone te voelen.

Het lijkt erop dat hier geen directe of eenvoudige remedie voor is, omdat de PIR-modules hiervoor niet intern kunnen worden aangepast, waardoor het apparaat niet meer kan detecteren dat er stationaire menselijke aanwezigheid is.

Een logische observatie vertelt ons echter dat als het een variërende IR-bron is die nodig kan zijn om de PIR-module geactiveerd te houden, waarom dan niet de PIR zelf dwingen om constant in beweging te zijn in plaats van het onderwerp.

Het concept kan worden gevisualiseerd vanuit de volgende GIF-simulatie, die een oscillerende PIR-module en een statische mens in de detectiezone laat zien.

Hier kunnen we zien hoe een oscillerende PIR zich aanpast aan het probleem en zichzelf transformeert, waardoor zelfs statische IR-onderwerpen kunnen worden gedetecteerd.

Dit wordt mogelijk omdat de PIR-module door zijn beweging de stationaire IR-bron omzet in een continu veranderende IR-beeldvorming over zijn twee ontvangstsleuven.

Hoewel het idee er ingewikkeld uitziet, kan het eigenlijk eenvoudig worden opgelost met behulp van een langzaam oscillerend PwM-gestuurd motorcircuit.

We zullen het hele mechanisme en de circuitdetails in de volgende secties leren.

Zoals we al hebben besproken, kunnen conventionele PIR-modules alleen bewegende levende objecten detecteren en kunnen ze geen stationair doelwit identificeren, waardoor de toepassing ervan beperkt is als alleen menselijke bewegingsdetector.

Voor toepassingen waarbij de detectie van bewegingsloze menselijke bezetting in dergelijke scenario's noodzakelijk wordt, kan een conventionele PIR nutteloos worden en kan een externe regeling nodig zijn om zichzelf te upgraden.

PIR ontwerpen om roerloze doelen te detecteren

In het bovenstaande gedeelte hebben we geleerd dat in plaats van dat het doelwit in beweging moet zijn, de PIR-module zelf over een bepaalde straal kan worden bewogen om de gewenste statische doeldetectie te implementeren.

In de volgende secties leren we over een eenvoudig circuitmechanisme dat kan worden gebruikt met een PIR die over een kleine DC-motor is gemonteerd voor de voorgestelde oscillaties.

De PWM / Flip Flop-gestuurde motorstuurprogramma

Het systeem vereist in principe een PWM-gestuurde snelheidsbepaling en een flip-flop-omschakeling voor de motor. Het volgende diagram laat zien hoe deze kenmerken kunnen worden toegeschreven aan de PIR-motor met behulp van een eenvoudig circuit:

Het getoonde circuit maakt gebruik van een enkele IC HEF40106 hex-inverterende schmitt-poort-IC die 6 inverter NIET-poorten bevat.

De poorten N1 en N2 zijn geconfigureerd om een ​​instelbare PWM-uitgang te produceren die wordt toegevoerd aan de poorten N4, N5, N6 die de buffers vormen.

De gemeenschappelijke uitvoer van deze bufferpoorten wordt beëindigd naar de poort van een motordriver mosfet.

De PWM-inhoud wordt ingesteld met behulp van P1, die uiteindelijk wordt toegepast op de aangesloten motor via een set DPDT-relaiscontacten.

Deze relaiscontacten bepalen de richting van de motorbeweging (met de klok mee of tegen de klok in).

Deze flip-flop DPDT-relaiscontacten worden bestuurd door een stabiele timer die is geconfigureerd rond de poort N3, waarbij de condensator C3 / R3 bepaalt met welke snelheid het relais moet omschakelen om de motor zijn draairichting consistent te laten veranderen.

Door het bovenstaande ontwerp kan de motor de vereiste langzame heen en weer oscillerende beweging over een gegeven radiale zone uitvoeren.

C3 kan worden geselecteerd om de omschakeling na elke 5 tot 6 seconden te starten, en de PWm kan worden aangepast om een ​​extreem trage motorbeweging mogelijk te maken, omdat het er alleen voor hoeft te zorgen dat de sleuven van de PIR de IR-signalen van het doelwit kruisen. een tijdige manier.

Omdat de motor echter traag werkt, moet de output van de PIR worden ondersteund door een vertraagde UIT-timer, zodat de aangesloten belasting niet UIT en AAN gaat terwijl de motorbeweging afwisselend door de IR-lijnen van de menselijke bezetting snijdt.

De vertragingstimer

Het volgende vertraging timer circuit fase kan worden gebruikt, wat ervoor zorgt dat elke keer dat de PIR-uitgang de gedetecteerde puls produceert, de vertraging van de timer wordt verlengd met 5 tot 10 seconden en de aangesloten belasting nooit wordt onderbroken tijdens het proces.

In de bovenstaande opstelling kunnen we de motor zien die zijn elektrische aandrijfvoeding ontvangt van de PWM / flip-flop-trap zoals besproken in de vorige paragraaf.

De spil van de motor is te zien in combinatie met een horizontale as waarover de PIR wordt geklemd, zodat wanneer de motor beweegt, de PIR een overeenkomstig veranderende radiale heen en weer beweging maakt.

Terwijl de bovenstaande PIR-beweging wordt geïnduceerd, worden de IR-signalen van een stationair doel in de zone gedetecteerd in de vorm van korte afwisselende pulsen, die worden gegenereerd op de uitgangspen van de PIR, aangegeven met de blauwe draad.

Deze pulsen worden aangelegd over de 1000uF condensator die bij elke puls wordt opgeladen en zorgt ervoor dat de BC547 in de geleidende modus blijft zonder onderbreking tijdens het proces.

De relaisstuurprogramma bestaande uit de BC557-trap reageert op het bovenstaande stabiele signaal van de BC547-collector en houdt op zijn beurt het relais AAN, zolang de PIR een menselijke aanwezigheid blijft detecteren.

De relaisbelasting blijft dus continu geactiveerd door de aanwezigheid van een stilstaande mens in het gebied.

Als de menselijke bezetting echter wordt verwijderd of wanneer het doel zich van de zone verwijdert, houdt de vertragingstimer het relais en de belasting geactiveerd gedurende de voorgeschreven 5 tot 10 seconden, waarna het permanent wordt uitgeschakeld, totdat de zone opnieuw wordt ingenomen. door een mogelijke IR-uitzendende bron.

Onderdelen lijst

  • R1, R4 = 10K
  • R2 = 47 OHMS
  • P1 = 100K POT
  • D1, D2 = 1N4148
  • D3 = MUR1560
  • C1, C2 = 0,1 uF / 100 V.
  • Z1 = 15 V, 1/2 WATT
  • Q1 = IRF540
  • Q2 = BC547
  • N1 --- N6 = IC MM74C14
  • DPDT = DPST SCHAKELAAR OF DPDT RELAIS
  • R3, C3 te bepalen met vallen en opstaan

BIJWERKEN:

Het hierboven toegelichte PIR-circuit voor het detecteren van statische menselijke aanwezigheid kan aanzienlijk worden vereenvoudigd door een signaalchopper-circuit te gebruiken zoals weergegeven in de volgende GIF-simulatie:

Een zorgvuldige inspectie toont aan dat een oscillerende beweging gewoonweg niet nodig is, de motor en het hakmes zouden vrij kunnen draaien door de motortoerental op een lager niveau ​

Dit zou ook effectief de beoogde statische PIR-detectieoperatie bewerkstelligen.

gemodificeerde PIR voor het detecteren van statische mensen

Videodemo die de statische menselijke detectie voor een PIR bewijst




Een paar: 3 geluidsgeactiveerde schakelcircuits uitgelegd Volgende: 4 eenvoudige sirenecircuits die u thuis kunt bouwen