Para establecer Comunicación inalámbrica con un dispositivo remoto, usualmente usamos ondas de radio, radiaciones ópticas y en ocasiones ondas acústicas. Básicamente, estos tipos de comunicaciones inalámbricas cambian sus frecuencias. Todas estas comunicaciones tienen frecuencias variables a partir de bandas como HF, LF, VHF, UHF, etc. Las radiaciones ópticas utilizan la sección infrarroja y visible del espectro. Las ondas acústicas utilizan una porción ultrasónica del espectro de frecuencias y las ondas micro y milimétricas se denominan ondas de radio.
Sensor infrarrojo pasivo
La radiación IR es la sección del espectro electromagnético que tiene longitudes de onda más pequeñas que las microondas y más largas que las longitudes de onda de la luz visible. La región infrarroja es de 0.75um a 1000umand, las ondas IR son demasiado pequeñas para ser vistas con los ojos humanos. Si la región de longitud de onda es de 0.75um a 3um, se llama infrarrojo cercano, la región de 3um a 6um se llama mid infrarrojo y, si la región es superior a 6um, se denomina infrarrojo lejano.
Estas radiaciones se han utilizado ampliamente en varios sensores y dispositivos electrónicos. Desde los controles remotos de la TV hasta los dispositivos complicados como los equipos de visión nocturna utilizan ondas IR. La siguiente sección trata sobre la Conceptos básicos del sensor PIR y sus aplicaciones .
Sensor de infrarrojos pasivo (PIR)
El término PIR es la forma abreviada del PassiveInfra Red. El término 'pasivo' indica que el sensor no participa activamente en el proceso, lo que significa que no emite las señales IR referidas por sí mismo, sino que detecta pasivamente las radiaciones infrarrojas provenientes del cuerpo humano en el área circundante.
Sensor PIR
Las radiaciones detectadas se convierten en una carga eléctrica, que es proporcional al nivel detectado de la radiación. Luego, esta carga se mejora aún más con un FET incorporado y se alimenta al pin de salida del dispositivo que se vuelve aplicable a un circuito externo para una mayor activación y amplificación de las etapas de alarma.El rango del sensor PIR es de hasta 10 metros en un ángulo de + 15o o -15o.
La siguiente imagen muestra una configuración de pines típica del sensor PIR, que es bastante simple de entender los pines y, uno puede organizarlos fácilmente en un circuito de trabajo con la ayuda de los siguientes puntos:
Configuración de pines de PIR
Los sensores de infrarrojos pasivos constan de tres pines como se indica en el diagrama que se muestra arriba.
- El pin1 corresponde al terminal de drenaje del dispositivo, que debe conectarse al suministro positivo de 5 V CC.
- Pin2 corresponde al terminal de fuente del dispositivo, que debe conectarse al terminal de tierra a través de una resistencia de 100K o 47K. El Pin2 es el pin de salida del sensor, y la señal de infrarrojos detectada se transfiere a un amplificador desde el pin 2 del sensor.
- El pin3 del sensor está conectado a tierra.
Principio de funcionamiento del sensor PIR
Los sensores PIR son más complicados que los otros sensores ya que constan de dos ranuras. Estas ranuras están hechas de un material especial que es sensible a los IR. La lente de Fresnel se usa para ver que las dos ranuras del PIR pueden ver más allá de cierta distancia. Cuando el sensor está inactivo, las dos ranuras detectan la misma cantidad de IR. La cantidad ambiental irradia desde el exterior, las paredes o la habitación, etc.
Cuando un cuerpo humano o cualquier animal pasa, intercepta la primera ranura del sensor PIR. Esto provoca un cambio diferencial positivo entre las dos bisecciones. Cuando un cuerpo humano abandona el área de detección, el sensor genera un cambio diferencial negativo entre las dos bisecciones. El sensor de infrarrojos en sí está alojado en un metal herméticamente sellado para mejorar la humedad / temperatura / ruido / inmunidad. Hay una ventana que está hecha de material de silicona típicamente revestido para proteger el elemento sensor.
Funcionamiento del sensor PIR
Un circuito de detección de movimiento con sensor PIR
En el segmento anterior, hemos aprendido los pines de un sensor PIR, ahora pasemos a estudiar una aplicación simple del sensor PIR. El siguiente diagrama muestra un circuito de sensor PIR detector de movimiento . En presencia de una energía o radiación IR humana, el sensor de infrarrojos detecta la energía e inmediatamente la convierte en diminutos pulsos eléctricos, suficientes para activar el transistor BC547 en conducción y hacer que su colector baje.
Circuito de detección de movimiento con sensor PIR
Como comparador, se configura el IC741, que consta de 8 pines. Donde el pin3 se asigna como entrada de referencia, mientras que el Pin2 como entrada de detección. Cuando el terminal del colector del transistor baja, el potencial pin2 del IC se vuelve más bajo que el potencial pin3. Inmediatamente hace que la salida del IC sea alta, activando el controlador de relé que consta de otro transistor y relé. El relé dispara y enciende el dispositivo de alarma, que está conectado al circuito.
El condensador 100uF / 25V asegura que el relé permanece encendido incluso después de que el sensor de infrarrojos pasivo se apaga posiblemente debido a la salida de la fuente de radiación. El dispositivo del sensor PIR debe estar adecuadamente encerrado en una cubierta de lente Fresnel para garantizar que su eficiencia se mejore lo suficiente.
Proyectos basados en sensores PIR con resúmenes
Al comprender el uso y las limitaciones de los sensores, da una idea clara de cómo desarrollar los proyectos. Proyectos de nivel avanzado como SCADA, control de lógica difusa , la adquisición de datos generalmente adopta sistemas embebidos y estos proyectos requieren conocimiento del dominio del software, especialmente el lenguaje C. Aquí, los detalles sobre algunos proyectos basados en sensores infrarrojos pasivos con descripción se dan a continuación.
Sistema de apertura de puerta automático basado en sensor PIR
El objetivo principal de este proyecto es la apertura y cierre de puertas, en lugares donde la presencia de una persona es obligatoria, por ejemplo, hoteles, centros comerciales, teatros, etc. este proyecto consiste en un sensor PIR que detecta la presencia del cuerpo humano y envía pulsos al Microcontrolador 8051 . Este microcontrolador controla el controlador del motor enviando pulsos adecuados a sus pines de entrada y habilitación.
Sistema de alarma de seguridad basado en sensor PIR
La principal intención de este proyecto es brindar seguridad. Este proyecto se basa en un sensor PIR con un circuito integrado que genera una sirena. Este sensor detecta la radiación infrarroja que emite el ser humano y luego da una salida digital. Esta salida digital se aplica al UM3561 IC. Así, genera el sonido cuando se detecta cualquier cuerpo humano. El UM3561 IC es un IC ROM, que genera múltiples tonos de sirena como sirenas de bomberos, sirenas de ambulancia, sonido de ametralladora y sirenas de policía.
Robot de detección humana con sensor PIR
El robot de detección de personas que utiliza el sensor PIR detecta principalmente a personas y se basa en un Microcontrolador de 8 bits . Se utilizan sensores infrarrojos pasivos para detectar a los seres humanos y este proyecto se utiliza principalmente para rescatar a personas atrapadas en los escombros durante un terremoto. Básicamente, lleva a los humanos atrapados debajo de los escombros a la superficie, salvándolos de manera efectiva.
Control de motor paso a paso basado en sensor PIR
El objetivo principal de este proyecto es controlar un motor paso a paso utilizando un sensor PIR. Este proyecto se basa principalmente en la tecnología robótica . Esta tecnología se utiliza principalmente para aplicaciones avanzadas. En este proyecto, el sensor PIR interno se utiliza para un rendimiento excelente; el sensor IR se utiliza en sistemas de alarma antirrobo , interruptores de luz, monitoreo de presencia de visitantes y robots. En robótica, los motores paso a paso se utilizan ampliamente y ofrecen una rotación continua y una precisión asombrosa.
Por lo tanto, se ha discutido una descripción general de los conceptos básicos del sensor PIR y sus aplicaciones. Estos sensores se utilizan en muchas aplicaciones, como en el monitoreo en tiempo real, incluida la salud física, sistemas de seguridad electronica , etc. Aparte de esto, para cualquier ayuda relacionada con este tema o ideas de proyectos basados en sensores , puede contactarnos comentando en la sección de comentarios a continuación.
Créditos fotográficos:
- Sensor PIR funcionando por airlive
- Sensor PIR de en movimiento
