Pagina 1 van 1

Spelen met een bewegingssensor (PIR Sensor)

Spelen met een bewegingssensor (PIR Sensor)
   8

In een van mijn huidige projecten wil ik graag een aantal motion of proximity sensors, dus bewegingssensoren, ook wel bekend als PIR sensors.

PIR sensors, of te wel Passieve Infra Rood sensoren, zijn een leuke aanvulling voor een Arduino of Raspberry Pi project, en zijn nog eens erg goedkoop ook nog. Ik kocht een zakje van 10 sensoren voor maar 10 Euro op eBay, dus nog geen Euro per sensor. Uiteraard kun je deze PIR sensoren ook vinden op Amazon of AliExpress.

In dit korte artikeltje laat ik je zien hoe ze werken en hoe je met een batterij, een weerstand, en een LEDje al leuk kunt spelen met een PIR. Je hebt dus geen Arduino, Raspberry Pi of wat dan ook nodig.




Wat is een PIR sensor?

Een PIR sensor is een elektronische sensor welke de hoeveelheid infra rode “straling” kan waarnemen van object in het gezichtsveld van de sensor. Deze sensoren worden voor bewegingsmelders gebruikt.

Alternatieve benamingen:

  • PIR Sensor
  • Motion Sensor
  • Bewegingssensor
  • Bewegingsmelder
  • Proximity Sensor
  • Infrarood Sensor
  • Pyroelectric sensor

 

PIR Sensor - Bovenaanzicht

PIR Sensor – Bovenaanzicht

PIR Sensor - De sensor bloodgesteld

PIR Sensor – De sensor bloodgesteld

PIR Sensor - Aanzicht printje

PIR Sensor – Aanzicht printje

De korte en vereenvoudigde uitleg hoe een PIR sensor werkt

Zoals eerder gezegd, de PIR sensor detecteert of “leest” de infra rode straling van object in diens gezichtsveld.
Elk voorwerp met een temperatuur boven het absolute nulpunt ( -273.15° Celsius, -459.67° Fahrenheit, of nul Kelvin) zal infrarode straling uitzenden en dat geld dus ook voor mensen – ook al kunnen wij mensen dat met het blote oog niet waarnemen.

Met een zogenaamd Thermal Infrared Camera echter kunnen we dit wel zichtbaar maken.
Merk wel op dat een PIR sensor een eenvoudige sensor is en dus geen camera!

Infrarode straling in beeld

Infrarode straling in beeld

PIR sensoren zijn passieve sensoren, wat wil zeggen dat er geen hulpmiddelen gebruikt worden om te detecteren. De sensor leest echt alleen maar wat er zich in de omgeving bevindt.

Een PIR sensor bestaat eigenlijk uit twee infrarood sensoren die het “verschil” in detectie met elkaar vergelijken om zo te zien of zich iets beweegt. Als het verschil te groot wordt dan schakelt de PIR omdat het dit als “beweging” ziet. Dit is op een slimme manier gedaan om te voorkomen dat bijvoorbeeld een korte licht flits of een kamer die warmer wordt door de verwarming, niet als beweging te zien.

Een chip en een paar eenvoudige componenten regelen dat allemaal voor je.

PIR Lens “Bolletje”

Zoals je in bovenstaande foto’s kon zien, zit er een plastic bolletje over de sensor. Dit bolletje is eigenlijk een verzameling van kleine lensjes die het mogelijk maken dat de sensor zeg maar om zich heen kan kijken, wat gezien het platte oppervlak van de sensor, anders niet mogelijk zou zijn.

Daarvoor worden speciale lens segmentjes gebruikt. Deze kleine plastic lensjes zijn zogenaamde Fresnel lenzen.

PIR Printje

Een paar zaken op het printje zijn voor ons van belang:

PIR Printje

PIR Printje

Het eerste waar we natuurlijk naar kijken is natuurlijk de (gelijkstroom) voeding (Vcc van 3 tot 5 Volt – elders heb ik gezien dat dit zelfs tot 12V mag oplopen) en Aarde (Aarde).
De OUTPUT pin is de pin die aan schakelt als beweging gedetecteerd wordt.

Twee potentiometers (oranje) staan het toe om Vertraging (Delay time of Tx) en Gevoeligheid (Sensitivity of Sx) naar wens in te stellen.

Testen van de PIR

Nou heb je zo’n ding en dan wil je natuurlijk graag wat dngen gaan uitproberen. Daarvoor heb je niet eens een Arduino of een Raspberry Pi nodig.

We hebben alleen maar een voeding, een weerstand en een LEDje nodig.

De PIR Printje kan via batterijen, bijvoorbeeld 3x een penlight batterij, of via een adaptertje – 3 tot 9 Volt werkt prima, ik gebruikte zelf de USB lader van m’n telefoon.

Bij het LEDje moeten we even opletten, omdat we de pinnen hiervan wel correct moeten aansluiten. De langste in van de LED (Anode, of “plus”) moeten we aansluiten op de weerstand – zie ook onderstaande figuren.

De weerstand moet 470 Ohm zijn, en dat wil zeggen dat we de kleuren code Geel, Violet, en Bruin moeten hebben (Zie ook de Tweaking4All weerstand calculator).

LED pinout

LED pinout

Aansluitingen samengevat:

Verbind de PIR Vcc pin met de + van de voeding.
Verbind de PIR Output pin aan het ene uiteinde van de weerstand.
Verbind het ander uiteinde van de weerstand met de lange pin (Anode) van de LED.
Verbind de korte pin van de LED (Kathode) met de  van de voeding.
Verbind als laatste de PIR Aarde (GND) ook nog eens met  van de voeding.

En dat is alles, … je hebt nu zoiets als dit:

Simpele PIR sensor test opstelling

Simpele PIR sensor test opstelling

p.s. Ik heb deze tekening met Fritzing gemaakt, een geweldig mooi programma voor het experimenteren en maken van electronica ontwerpen!

Spelen met de “instellingen”

Nu dat we een eenvoudige test opstelling hebben, tijd om er wat mee te spelen.
Let op: Als het LEDje aan gaat, dan detecteert de PIR sensor beweging.

In het begin zul je wat willekeurig gedrag zien – althans dat lijkt zo, en het is relatief normaal. Voor we aan de slag gaan zullen een aantal dingen even toegelicht moeten worden.

Als je de batterij/voeding aansluit dan kan het 30 tot 60 seconden duren voor de sensor zich stabiliseert of “op bedrijfstemperatuur” is.

Zet de sensor op zo’n manier dat er zich niets voor en naast de sensor beweegt.

Als de LED eenmaal UIT blijft, beweeg dan b.v. jouw hand voor de sensor om de LED aan te zien gaan. Je zult merken dat het LEDje even aan blijft, ook al is je hand weg bij de sensor. Je kunt de duur waarbij de LED aan blijft staa (of beter: de duur waarbij de sensor “beweging” meldt) later regelen met de vertraging potentiometer (Delay Time).

Afhankelijk van de sensor en de instellingen zou het bereik ongeveer 6 meter moeten zijn.

Vertraging of “Delay Time”

De “Delay Time” bepaald hoe lang de PIR Output pin “Hoog” (AAN) blijft na het detecteren van beweging.

Je kunt het bijvoorbeeld instellen dat bij bewegings detectie de PIR Output hoog blijft ergens tussen de 2 en 200 seconden – deze tijden hangen sterk af van het model PIR module dat je hebt gekocht.

Als je bovenstaande schakeling gemaakt hebt, begin dan met de laagste stand voor the vertraging (als je tegen het kruiskop schroefje van de potentiometer kijkt: helemaal naak links gedraaid).

When assembling the basic test setup (above) and the LED seems to stay on forever, turn this dial down – the delay might be too long.

 Bij de eerste test – Vertraging zo laag mogelijk zetten!

Gevoeligheid (Sensitivity)

Met de gevoeligheid potentiometer kunnen zeg maar het “bereik” instellen van de PIR sensor.
Ik heb de indruk dat deze potentiometer bepaald hoe groot het verschil moet zijn tussen de twee sensor helften, voor het een verschil als beweging ziet.

Je zult hier een beetje moeten gaan spelen om te kijken wat de ideale instelling voor jouw toepassing is.

Een hoge gevoeligheid is van toepassing voor detectie op langere afstand, dus zeg tussen 3 en 6 meter.  Dit heeft wel als mogelijk nadeel dat de PIR te snel op beweging op kortere afstand reageert en dus onterecht beweging kan melden.

Een lage gevoeligheid is weer beter voor detectie op korte afstand, b.v. tussen de 0 en 3 meter. Voordeel is dan minder kans op onterecht beweging detecteren op korte afstand, maar zaken op langere afstand zijn weer moeilijker te detecteren.

Eenvoudig afstand test voor gevoeligheid …
Als eerste het ik de gevoeligheid zo laag mogelijk gezet en ben op een afstand van ongeveer 4 meter gaan staan. Ik moest met beide armen zwaaien voor de PIR mij zag.

 

Vervolgens heb ik de gevoeligheid zo hoog mogelijk gezet en ben ik weer op een afstand van 4 meter gaan staan. Nu hoefde ik mijn hand maar te bewegen en de sensor ging al af.

Natuurlijk helemaal aan jou en de toepassing die je in gedachten hebt, hoe je dit wilt finetunen.

De Retrigger Jumper

Op sommige PIR’s zie je een jumper zitten de de retrigger instelling, op andere alleen maar de soldeer eilandjes waar een jumper had kunnen zitten (zoals bij de PIR’s die ik heb). Als je alleen soldeer eilandjes ziet, dan wil dat niet zeggen dat je deze instelling niet kunt veranderen. Op mijn PIR werken ze gewoon, maar je moet even goed kijken welke installing al ingesteld staat – bij mijn PIR’s zijn namelijk twee soldeer eilandjes met elkaar verbonden in de “H” positie.

Anyhow … deze jumper bepaald of er wel of niet retriggered gaat worden bij beweging. Ik zal proberen aan de hand van een illustratie te laten zien wat de verschillende standen doen.

De “L” positie is de “non-retrigger” positie, waarbij retrigger niet of nauwelijks plaats vindt. In deze stand zul je merken dat het LEDje wat nerveus lijkt te reageren op beweging en dus regelmatig AAN en UIT schakelt.

In de “H” (standaard) positie zien we dat het LEDje stabieler blijft en continue aan blijft bij beweging. Dit noemt men “retriggering” en voor de meeste toepassingen zal dit de gewenste instelling zijn.

Aanvullende Informatie

Donatie Opties


Donaties worden zeer gewaardeerd, maar zijn zeker niet vereist. Donaties worden gebruikt voor het dekken van kosten voor web-hosting en project materialen, en eventueel voor een drankje of een snack. Voor wie al gedoneerd heeft: Hartelijk dank! Het is werkelijk geweldig om te zien dat men onze artikelen en applicaties waardeert.

Reacties


Er zijn 8 reacties welke je hieronder kunt lezen.
Je kunt jouw eigen opmerkingen plaatsen m.b.v. dit formulier, of een reactie op een opmerking plaatsen door op de "Reageer" knop te klikken.

  • 9 jun 2015 - 12:55 - Frank Reactie Link

    Voorheen keek ik ook al uit naar een soortgelijk project om zonder behulp van een microcontroller(arduino) een  12 volt DC led strip aan te sturen. Mijn oog was gevallen op een project waar middels enkele componenten deze eenvoudige schakeling te realiseren valt . Op basis van de foto’s kocht ik al de nodige componenten, dit zijn een HC-SR501 PIR sensor zoals hier ook gebruikt wordt, een gewone 12 volt witte led strip, één 2N3904 transistor, één 12 volt printrelais ‘Songle’ SRD-12VDC-SL-C, één 12 volt dc voeding die meteen én de schakeling, én de led strip aanstuurt, en een klein gaatjesprintje om alles op te solderen. En zoals hier ook terecht vermeld wordt, kan de PIR sensor zelfs 12 volt aan. Dus alles met 1 en dezelfde 12 volt voeding.  Nu ik alle zaken hier liggen heb, blijkt dat ik nu toch niet zomaar lukraak alles kan gaan bij elkaar solderen. Ik ben dus op zoek naar een schema of een soort stappenplan/handleiding om dit tot een goed einde te brengen. De auteur blijkt niet te reageren op de vraag om wat verduidelijking, vandaar dat ik hier terecht ben gekomen met mijn vraag of iemand mij hierin wil verder helpen a.u.b. De link waar ik het artikel vond is http://dredx.com/electronics/2014/07/motion-activated-lighting/

    Dank voor jullie hulp!

    Beantwoorden

    Frank

    • 10 jun 2015 - 09:02 - hans - Auteur: Reactie Link

      Hoi Frank,

      Ik heb het artikel net even bekeken, en dat ziet er best leuk uit!
      Inderdaad jammer dat er geen echt schema bij zit.

      Voor wat de PIR betreft; je kunt tot 12V schakelen maar niet al te zwaar belasten. Ik zou ook meer in de 5V richting blijven.

      Ik heb helaas mijn spullen niet bij de hand (zit net midden in een verhuis van de VS naar Nederland), maar het principe is relatief eenvoudig. Een transistor is geplaatst aan de PIR uitgang, welke dan de spanning schakelt die het relay voed. De transistor is waarschijnlijk gebruikt omdat het een zwaardere belasting aan kan. Het is dan wel even zoeken welke pinnen waaraan gaan (van de transistor).

      Ik kan pas wat uit proberen als ik mijn spullen weer heb … 

      Beantwoorden

      hans

      • 10 jun 2015 - 10:17 - Frank Reactie Link

        Beste Hans,

        Hartelijk dank voor uw vlugge reactie hoor! Ik heb reeds veel pogingen ondernomen om de auteur van het artikel in de link (Ryan Holm) te bereiken, maar er komt helaas geen antwoord, vandaar dat ik het hier even probeer. En aangezien ik reeds al de componenten gekocht heb, zou ik het uiteraard graag ook zo willen uitproberen.

        Als uw spullen terug beschikbaar zijn, wilt u dan zo vriendelijk zijn om dat bij gelegenheid eens uit te proberen a.u.b.? Mocht u de gebruikte transistor 2N3904 niet echt in huis hebben, dan kan ik die gerust opsturen hoor. Het advies om in de 5V richting te blijven is wellicht beter, maar ik had die schakeling op het oog omdat alles blijkbaar met 1 en dezelfde 12volt voeding kan aangestuurd worden, zelfs zonder extra spanningsregelaar (noch diode). En veel mensen hebben zo’n 12volt transformator wel liggen.

        Trouwens, veel succes met de verhuis Hans!

        groeten en bedankt

        frank

        Beantwoorden

        Frank

        • 10 jun 2015 - 13:24 - Frank Reactie Link

          Graag nog even verder inpikken om de transistor op de PIR aan te sluiten: ik vond ook nog deze link (http://diyhacking.com/pir-motion-sensor-automate-home/) Daar staat ongeveer halverwege een klein schema waar ook sprake is van een transistor (BC547) die aangesloten is op de pir sensor, samen met een relais en een volt regulator. Misschien kan dit schema een hulp zijn? groeten, frank

          Beantwoorden

          Frank

        • 11 jun 2015 - 08:38 - hans - Auteur: Reactie Link

          Hoi Frank,

          dank je wel voor de beste wensen! 
          Het is een hele klus.

          Wat de 5V bedoelde ik eigenlijk het voltage dat we met de PIR gaan schakelen. Wat er “achter” het relay gebeurt kan gerust 12V zijn.

          De BC547 is (voor zover ik me kan herinneren) een prima transistor hiervoor. De beschreven schakeling ziet er goed uit, en daar kun je zeker mee verder werken. Zoals je ziet zit het kritieke punt bij de aansluitingen van de transistor (B=Basis, C=Collector, E=Emitter). Ik gok even dat dit ook zal werken met de 2N3904 ipv de BC547 – met je wel even de pin beschrijving van de 2N3904 bekijken. Zoals ik het nu (zonder testen) zie: je kunt de BC547 in het schema gewoon vervangen door de 2N3904. De voltage regulator wordt alleen maar gebruikt om de spanning naar de PIR en transistor stabiel te houden – mocht je al een zeer stabiele 5V voeding gebruiken, dan kan dat deel zelfs achterwege gelaten worden.

          Ik zal betreffende schema en pin-out er even bij plaatsen om je op weg te helpen.

          Pin layout van de 2N3904:

          2n3904

          Schema voor schakelen van een relay m.b.v. een PIR:

          PIRschematic

          Beantwoorden

          hans

        • 11 jun 2015 - 09:58 - hans - Auteur: Reactie Link

          Op deze website vond ik nog een artikel wat behulpzaam kan zijn.

          pir-relay

          Het schema is erg eenvoudig en gebruikt de 2N2222, een 1K Ohm weerstandje, een 1N4001 (ook erg gangbaar) diode, een 5 Volt relay (wordt gestuurd door 5V maar kan natuurlijk hogere voltages, zoals 12V, prima schakelen).
          Ook hier weer: volgens mij kun je de 2N2222 gewoon door de transistor vervangen die je al hebt.

          Beantwoorden

          hans

          • 11 jun 2015 - 11:43 - Frank Reactie Link

            dag Hans,

            Hartelijk dank voor al uw moeite hoor! Ik heb toch enigszins begrepen dat het wellicht beter is om de transistor en de pir niet echt te gaan voeden met een en dezelfde voeding van 12 volt (zoals dat het geval is in de eenvoudige schakeling die ik eerder vond om een 12 volt led strip aan te sturen). Dus ik ben wellicht beter af dat ik er dan toch best een spanningsregelaar tussen steek (7805) en meteen ook een diode tussen de spoel, ondanks dat ik dan toch wel een 12 volt relais zou gebruiken om de 12 volt led strip te schakelen, niet? Trouwens, die diode mag wellicht ook de 1N4007 zijn vermoed ik? En zoals u wel weet verbruikt een volledige led strip van 5 meter toch wel gauw minstens 1,5 A en meer. Kan het dan kwaad dat die diode van de 1Nxxxx groep, “maar” tot 1A aankan?

            THX

            Frank

          • 12 jun 2015 - 09:38 - hans - Auteur: Reactie Link

            Hoi Frank,

            Graag gedaan 

            Het is belangrijk om te realiseren dat 1 helft van het relay netjes op 5V werkt (de spoel) en de andere kant van het relay de 12V schakelt. 

            De 12V omlaag brengen naar 5V kan misschien problematisch zijn voor een 7805 (als ik me goed herinner kan die best warm worden – maar dat is misschien een kwestie van testen). Als alternatief kun je natuurlijk ook een PC voeding gebruiken aangezien die 5V en 12V gelijkspanning bieden. Misschien van een oude PC of even op eBay of Marktplaats kijken.

            Omdat alleen  het schakel-deel van het relay zwaar(der) belast wordt, heeft dit geen invloed op de belasting van het spoel-deel van het relay. Dus wat diode hoef je jezelf daar niet druk om te maken. Beide kanten van het relay zijn goed gescheiden. 

            Of de 1N4007 hiervoor geschikt is als vervanger van de 1N4001 weet ik niet, maar volgens deze post bij StackExchange zou het geen probleem mogen zijn. Van wat ik lees: kwestie van proberen. Ik vermoed dat het niet super kritisch is in deze schakeling.

            Hopelijk helpt deze info 

            hans



Jouw Reactie ...

Vriendelijk verzoek om hier geen lange teksten te plaatsen (zoals source codes, log files of config files). Gebruik daarvoor het Forum.

Deel met anderen:
*
*
Houd me op de hoogte van nieuwe reacties (email).
       Gebruik jouw RSS reader om reacties te volgen.


Tweaking4All uses the free Gravatar service for Avatar display.
Tweaking4All zal nooit jouw email adres met anderen delen.