آموزش راه‌ اندازی سنسور حرکت PIR SR501 با اردوینو Arduino

آموزش راه‌ اندازی سنسور حرکت PIR SR501 با اردوینو Arduino در دنیای هوشمندسازی و سیستم‌های امنیتی، سنسورهای حرکت جایگاه ویژه‌ای دارند. سنسور حرکت PIR SR501 یکی از سنسورهای محبوب برای تشخیص حرکت است که به دلیل قیمت مناسب، دقت بالا و مصرف پایین توان در پروژه‌های بسیاری استفاده می‌شود. از کاربردهای خانگی گرفته تا پروژه‌های صنعتی، این سنسور به یکی از اجزای کلیدی برای تشخیص حرکت تبدیل شده است. در این مقاله، به طور جامع به بررسی نحوه عملکرد، تنظیمات، نحوه اتصال و کاربردهای این سنسور خواهیم پرداخت.

سنسور حرکت PIR SR501 چیست؟

PIR مخفف “Passive Infrared” به معنای “مادون قرمز غیرفعال” است. سنسورهای PIR به طور کلی از امواج مادون قرمز برای تشخیص تغییرات دما و حرکت استفاده می‌کنند. در SR501، سنسور حساس به تغییرات مادون قرمز محیط است و در صورت تشخیص حرکت، سیگنالی را برای اعلام آن ارسال می‌کند. یکی از ویژگی‌های برجسته SR501 این است که می‌توان به راحتی زمان و حساسیت آن را تنظیم کرد که به تنظیم دقیق‌تر سنسور در محیط‌های مختلف کمک می‌کند.

ویژگی‌های فنی سنسور PIR SR501

• ولتاژ کاری: ۵ ولت تا ۲۰ ولت
• محدوده تشخیص حرکت: ۳ متر تا ۷ متر
• زاویه تشخیص: حدود ۱۲۰ درجه
• تنظیم زمان: قابلیت تنظیم زمان بین ۵ ثانیه تا ۵ دقیقه
• تنظیم حساسیت: با تغییر محدوده تشخیص، می‌توان حساسیت سنسور را تغییر داد.

نحوه عملکرد سنسور PIR SR501

سنسور SR501 از دو بخش اصلی تشکیل شده است: یک سنسور مادون قرمز و یک مدار تشخیص. هنگامی که یک جسم گرم (مانند انسان یا حیوان) وارد محدوده‌ی تشخیص سنسور شود، این تغییر در مادون قرمز محیط باعث فعال شدن سنسور می‌شود. سنسور SR501 به کمک فیلتری که دارد، قادر به تشخیص دقیق‌تر حرکت و کاهش خطای تشخیص ناشی از تغییرات کوچک دمایی یا حرکت‌های غیر مرتبط است.

SR501 پس از شناسایی حرکت، به مدت زمانی که بر روی آن تنظیم شده، یک سیگنال HIGH به خروجی ارسال می‌کند. سپس این سیگنال به میکروکنترلر یا هر سیستم دیگری که به آن متصل است، منتقل می‌شود.

اتصال سنسور PIR SR501 به Arduino

اتصال سنسور PIR SR501 به Arduino بسیار ساده است و معمولاً برای پروژه‌های تشخیص حرکت یا سیستم‌های امنیتی از آن استفاده می‌شود.

1. پین‌های سنسور: این سنسور دارای ۳ پین است: VCC، GND و OUT.
2. اتصال به Arduino:
   • پین VCC به ولتاژ ۵V Arduino
   • پین GND به زمین (GND)
   • پین OUT به یکی از پین‌های دیجیتال Arduino (مثلاً پین ۷ یا ۲)

کد نمونه برای اتصال PIR SR501 به Arduino

کد زیر به شما کمک می‌کند تا سیگنال‌های دریافتی از SR501 را مشاهده و آن‌ها را ثبت کنید:

int pirPin = 7;   // پین OUT به پین ۷ Arduino متصل شده است
int pirState = LOW;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(pirPin, INPUT);
}

void loop() {
  int val = digitalRead(pirPin);
  if (val == HIGH) {
    if (pirState == LOW) {
      Serial.println("Motion detected!");
      pirState = HIGH;
    }
  } else {
    if (pirState == HIGH) {
      Serial.println("The move is over!");
      pirState = LOW;
    }
  }
}

این کد با بررسی پین خروجی، حرکت را تشخیص داده و در خروجی سریال اعلام می‌کند. هنگامی که حرکتی تشخیص داده شود، پیام “حرکت شناسایی شد!” نمایش داده می‌شود.

تنظیمات سنسور PIR SR501

SR501 دارای دو پتانسیومتر برای تنظیم زمان و حساسیت است که این امکان را به کاربر می‌دهد تا سنسور را بر اساس نیازهای خود تنظیم کند.

1. پتانسیومتر زمان: این پتانسیومتر برای تنظیم مدت زمان ارسال سیگنال HIGH در صورت تشخیص حرکت استفاده می‌شود. محدوده تنظیمات از ۵ ثانیه تا ۵ دقیقه است.
2. پتانسیومتر حساسیت: این پتانسیومتر به شما امکان می‌دهد که محدوده تشخیص حرکت سنسور را تغییر دهید. با تنظیم این پتانسیومتر می‌توانید برد تشخیص را از ۳ متر تا ۷ متر تغییر دهید.

نکات مهم در تنظیمات

• اگر از سنسور در محیط‌های کوچک و بسته استفاده می‌کنید، بهتر است حساسیت را در پایین‌ترین حد تنظیم کنید تا از تشخیص‌های اشتباه جلوگیری شود.
• در محیط‌های باز و بزرگ، می‌توانید حساسیت را افزایش دهید تا سنسور حرکت در فاصله‌های دورتر را نیز شناسایی کند.

کاربردهای سنسور PIR SR501

SR501 به دلیل مصرف پایین انرژی و دقت بالا در تشخیص حرکت، در پروژه‌های مختلفی کاربرد دارد. برخی از کاربردهای رایج آن عبارتند از:

1. سیستم‌های امنیتی و دزدگیرها: سنسورهای PIR در دزدگیرها و سیستم‌های امنیتی برای شناسایی ورود افراد به مکان‌های مشخص به کار می‌روند.
2. روشنایی خودکار: از این سنسور می‌توان برای روشن کردن خودکار لامپ‌ها و چراغ‌های محیطی استفاده کرد. به این ترتیب، زمانی که فردی وارد اتاق می‌شود، چراغ‌ها به صورت خودکار روشن می‌شوند.
3. سیستم‌های هوشمند خانگی: با استفاده از SR501 می‌توان حرکت افراد را در محیط خانه شناسایی کرده و از آن در اتوماسیون خانگی بهره برد.
4. رباتیک و پروژه‌های اینترنت اشیا: در پروژه‌های رباتیک، از این سنسور برای تشخیص حضور افراد یا موانع استفاده می‌شود.

نکات مهم در استفاده از سنسور PIR SR501

1. حساسیت به دما: سنسورهای PIR به تغییرات سریع دمایی حساس هستند. بنابراین، در محیط‌هایی که تغییرات دمایی زیاد است، ممکن است دچار تشخیص‌های اشتباه شود.
2. محافظت از سنسور: از آنجا که SR501 به شدت به امواج مادون قرمز حساس است، استفاده از محافظ برای جلوگیری از آسیب‌های احتمالی یا خطاهای ناشی از گرد و غبار توصیه می‌شود.
3. تنظیم در محیط‌های پرتردد: در مکان‌هایی که حرکت زیادی وجود دارد (مثل راهروها)، بهتر است حساسیت سنسور کاهش یابد تا از تشخیص‌های بیش از حد جلوگیری شود.

مقایسه PIR SR501 با سایر سنسورهای تشخیص حرکت

SR501 از جمله سنسورهای PIR پرکاربرد است، اما در بازار سنسورهای دیگری نیز وجود دارند که هر یک ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاص خود را دارند. مثلاً سنسورهای مایکروویو، برخلاف PIRها، به امواج رادیویی حساس هستند و می‌توانند حرکت را حتی از پشت موانع تشخیص دهند. سنسورهای اولتراسونیک نیز با ارسال امواج صوتی فرکانس بالا، تغییرات ناشی از حرکت را شناسایی می‌کنند. انتخاب نوع سنسور بسته به نیاز پروژه و شرایط محیطی متفاوت است، اما SR501 به دلیل سادگی و قیمت مناسب، در بسیاری از پروژه‌ها گزینه‌ای مطلوب به شمار می‌رود.

نتیجه‌گیری

سنسور حرکت PIR SR501 یکی از بهترین گزینه‌ها برای تشخیص حرکت در پروژه‌های الکترونیکی و سیستم‌های هوشمند است. این سنسور با نصب و تنظیمات آسان، قابلیت تنظیم حساسیت و زمان پاسخ‌دهی، و همچنین دقت بالا در تشخیص حرکت، یک ابزار قابل اعتماد برای انواع پروژه‌های امنیتی و خانگی به شمار می‌رود. با استفاده از این سنسور، می‌توان به راحتی پروژه‌های خلاقانه‌ای در زمینه هوشمندسازی فضاها، کنترل نور، و سیستم‌های امنیتی پیاده‌سازی کرد. به طور خلاصه، سنسور PIR SR501 به شما امکان می‌دهد تا به راحتی حضور و حرکت افراد را در محیط شناسایی کرده و از داده‌های حاصل برای پیاده‌سازی سیستم‌های اتوماسیون و هوشمندسازی استفاده کنید.

آموزش راه‌ اندازی سنسور حرکت PIR SR501 با اردوینو Arduino

مطلب پیشنهادی

پروگرام کردن آردوینو با گوشی اندروید

اموزش راه اندازی ماژول pir SR501 با اردوینو