Skip navigation

Συναγερμός ενεργοποιούμενος από PIR

Παθητικός ανιχνευτής υπέρυθρης ακτινοβολίας (PIR)

Οι παθητικοί ανιχνευτές υπερύθρων, που έχει επικρατήσει να αποκαλούνται PIR (Passive Infrared Sensors), έχουν ευρύτατη χρήση σε συστήματα ασφαλείας και χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό κίνησης, μέσα σε κλειστό ή  εξωτερικό χώρο (πιο σπάνια). Όπως υποδηλώνει το όνομά τους, οι συγκεκριμένοι αισθητήρες είναι παθητικοί, δηλαδή δεν εκπέμπουν κανενός είδους σήμα, αλλά μόνο δέχονται σήματα (υπέρυθρη ακτινοβολία).

Κάθε αντικείμενο εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασία του. Στα συστήματα ασφαλείας μας ενδιαφέρει η υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπουν τα σώματα των ανθρώπων (της τάξης των 7-14 microns). Ο παθητικός ανιχνευτής υπέρυθρης ακτινοβολίας με τη βοήθεια του πυροηλεκτρικού αισθητήρα, μπορεί να ανιχνεύσει κάθε θερμοκρασιακή διαταραχή που προκαλεί η αιφνίδια παρουσία ενός ανθρώπου, ζώου ή άλλου αντικειμένου, μέσα στο χώρο που επιτηρεί.

Οι αισθητήρες τύπου PIR ανιχνεύουν την εκπεμπόμενη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που εκπέμπεται από πηγές που παράγουν θερμοκρασίες χαμηλότερες του ορατού φωτός. Ουσιαστικά, δεν μετρούν την ποσότητα της υπέρυθρης εκπεμπόμενης ακτινοβολίας, αλλά τις μεταβολές της. Δηλαδή, εντοπίζουν μια υπέρυθρη εικόνα, ανιχνεύοντας την αντίθεση που υπάρχει μεταξύ της εικόνας και του ψυχρότερου περιβάλλοντος.

Ο πυροηλεκτρικός αισθητήρας είναι το βασικό εξάρτημα του παθητικού ανιχνευτή υπέρυθρης ακτινοβολίας. Ο αισθητήρας αυτός έχει την ιδιότητα να μετατρέπει τις απότομες αλλαγές της θερμοκρασίας του χώρου σε ηλεκτρική τάση.

Ο φακός Fresnel είναι ένα ειδικά διαμορφωμένο πλαστικό, το οποίο φέρει ραβδώσεις ή ομόκεντρους κύκλους και τοποθετείται μπροστά από τον πυροηλεκτρικό αισθητήρα. Σκοπός του φακού Fresnel είναι να χωρίσει τον επιτηρούμενο χώρο σε «αόρατες θερμικές φέτες», οι οποίες συγκλίνουν όλες πάνω στον πυροηλεκτρικό αισθητήρα. Για να γίνει ανίχνευση της κίνησης θα πρέπει ο εισβολέας να διαπεράσει μία ή περισσότερες δέσμες. Στο χώρο μεταξύ των δεσμών δεν γίνεται ανίχνευση, επειδή όμως οι δέσμες είναι αρκετά πυκνές, στην πράξη λειτουργούν σαν ένα ομοιόμορφο πεδίο. Θα πρέπει να αναφερθεί ότι χωρίς το φακό Fresnel δεν μπορεί να λειτουργήσει ο παθητικός ανιχνευτής υπέρυθρης ακτινοβολίας.

Ο εντοπισμός της κίνησης γίνεται με τη συνεργασία του πυροηλεκτρικού αισθητήρα και του φακού Fresnel. Μόλις ο άνθρωπος βρεθεί στο πεδίο της πρώτης δέσμης, η διαταραχή της θερμικής ισορροπίας θα διεγείρει τον αισθητήρα, ο οποίος με τη σειρά του θα παράξει ανάλογη τάση.

Εφαρμογή 1

Να πραγματοποιήσετε το παρακάτω κύκλωμα με το arduino, τον αισθητήρα PIR, το led, την αντίσταση 220Ω και το buzzer.

Να προγραμματίσετε το arduino με τον ακόλουθο κώδικα;

Κινηθείτε μπροστά από τον αισθητήρα PIR. Πως αντιδρά το κύκλωμα;


(c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ84

Αδειοδοτημένο υπό τους όρους Creative Commons Attribution Share Alike License 4.0