Conozca Sensor Infrarrojo Pasivo (PIR) con Proyectos

Para establecer una comunicación inalámbrica con un dispositivo remoto, generalmente se utilizan ondas de radio, radiación óptica y, en ocasiones, ondas acústicas. Básicamente, este tipo de comunicaciones inalámbricas cambian sus frecuencias. Todas estas comunicaciones tienen frecuencias variables de bandas como HF, LF, VHF, UHF, etc. La radiación óptica utiliza la sección infrarroja y visible del espectro; las ondas acústicas utilizan una porción ultrasónica del espectro de frecuencia; y las ondas micro y milimétricas se llaman ondas de radio.

La radiación infrarroja 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 0,75 um a 1000 um, y las ondas infrarrojas son demasiado pequeñas para verse a simple vista. Si la región de la longitud de onda es de 0,75 um a 3 um, se denomina infrarrojo cercano; la región de 3um a 6um se llama infrarrojo medio; y, si la región es mayor de 6 µm, se denomina infrarrojo lejano.

Estas radiaciones han sido ampliamente utilizadas en varios sensores y aparatos electrónicos. Desde controles remotos de TV hasta dispositivos complicados como equipos de visión nocturna, utilizan ondas infrarrojas. La siguiente sección trata los conceptos básicos del sensor PIR y sus aplicaciones.

Sensor infrarrojo pasivo (PIR)

El término PIR es la abreviatura de PassiveInfra Red. El término "pasivo" indica que el sensor no participa activamente en el proceso, lo que significa que no emite las señales IR mencionadas por sí mismo, sino que detecta pasivamente la radiación infrarroja proveniente del cuerpo humano en el área circundante.

La radiación detectada se convierte en una carga eléctrica, que es proporcional al nivel de radiación detectado. Luego, esta carga se mejora aún más mediante 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 alcance del sensor PIR es de hasta 10 metros en un ángulo de +15o o -15o.

La imagen a continuación muestra una configuración típica de pines del sensor PIR, que es bastante simple de entender los pinouts; y, podemos organizarlos fácilmente en un circuito de trabajo utilizando los siguientes puntos:

Los sensores infrarrojos pasivos constan de tres pines, como se muestra en el diagrama anterior.

• El pin 1 es el terminal de drenaje del dispositivo, que debe conectarse al suministro positivo de 5 V CC.
• El pin 2 es el terminal fuente del dispositivo, que debe conectarse al terminal de tierra a través de una resistencia de 100K o 47K. El pin 2 es el pin de salida del sensor y la señal IR detectada se envía a un amplificador desde el pin 2 del sensor.
• El pin 3 del sensor está conectado a tierra.

Principio de funcionamiento del sensor PIR

Los sensores PIR son más complicados que otros sensores porque constan de dos ranuras. Estas ranuras están hechas de un material especial sensible a los infrarrojos. La lente de Fresnel se usa para ver que las dos rendijas del PIR pueden ver más allá de cierta distancia. Cuando el sensor está inactivo, ambas rendijas detectan la misma cantidad de IR. La cantidad ambiente se irradia desde el exterior, desde las paredes o la habitación, etc.

Cuando pasa un cuerpo humano o animal, intercepta la primera ranura del sensor PIR. Esto provoca un cambio diferencial positivo entre las dos bisecciones. Cuando un cuerpo humano sale del 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 sellado herméticamente para mejorar la humedad/temperatura/ruido/inmunidad. Hay una ventana que está hecha de un material de silicona generalmente recubierto para proteger el elemento sensor.

Un circuito de detección de movimiento usando un sensor PIR

En el segmento anterior, hemos aprendido el pinout de un sensor PIR, ahora analicemos una aplicación simple del sensor PIR. El siguiente diagrama ilustra un circuito de sensor PIR detector de movimiento. En presencia de energía o radiación infrarroja humana, el sensor infrarrojo detecta la energía e inmediatamente la convierte en pequeños pulsos eléctricos, suficientes para activar el transistor BC547 en conducción y hacer descender su colector.

Como comparador, está configurado el IC741, que consta de 8 pines. En el que el pin 3 se asigna como entrada de referencia, mientras que el pin 2 es la entrada de detección. Cuando el terminal del colector del transistor baja, el potencial del pin2 del IC se vuelve más bajo que el potencial del pin3. Inmediatamente hace que la salida del IC sea alta, activando el controlador de relé que consta de otro transistor y un relé. El relé dispara y enciende el dispositivo de alarma, que está conectado al circuito.

El capacitor de 100uF/25V asegura que el relé permanezca encendido incluso después de que se apague el sensor infrarrojo pasivo, posiblemente debido a la salida de la fuente de radiación. El dispositivo sensor PIR debe estar correctamente encerrado en una cubierta de lente Fresnel para garantizar que su eficiencia mejore lo suficiente.

Proyectos basados ​​en sensores PIR con resúmenes

Al comprender el uso y las limitaciones de los sensores, da una idea clara del desarrollo de los proyectos. Los proyectos de nivel avanzado como SCADA, control de lógica difusa, adquisición de datos generalmente adoptan sistemas integrados y estos proyectos requieren conocimiento del dominio del software, especialmente el lenguaje C. A continuación se brindan detalles de algunos proyectos basados ​​en sensores infrarrojos pasivos con descripción.

Sistema automático de apertura de puertas basado en sensor PIR

El objetivo principal de este proyecto es abrir y cerrar 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 apropiados a sus pines de entrada y habilitación.

Sistema de alarma de seguridad basado en sensor PIR

La intención principal 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 emiten los humanos y luego da una salida digital. Esta salida digital se aplica al UM3561 IC. Por lo tanto, genera el sonido cuando se detecta un cuerpo humano. El UM3561 IC es un ROM IC, que genera varios tonos de sirena, como sirenas de bomberos, sirenas de ambulancia, sonidos de ametralladoras y sirenas de policía.

Robot de detección humana mediante sensor PIR

El robot de detección humana que utiliza un sensor PIR detecta principalmente humanos y se basa en un microcontrolador de 8 bits. Un sensor infrarrojo pasivo utilizado para detectar seres humanos y este proyecto se utiliza principalmente para rescatar a personas atrapadas en escombros durante un terremoto. Esencialmente, atrae a los humanos atrapados debajo de los escombros hacia la superficie, rescatándolos 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 tecnología robótica. Esta tecnología se utiliza principalmente para aplicaciones avanzadas. En este proyecto, el sensor PIR interno se usa para un rendimiento excelente: el sensor IR se usa en sistemas de alarma antirrobo, interruptores de luz, monitoreo de visitantes y los robots. En robótica, los motores paso a paso son muy utilizados 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 el monitoreo en tiempo real, incluida la salud física, los sistemas de seguridad electrónica, etc. Aparte de eso, para cualquier ayuda con respecto a este tema o ideas para proyectos basados ​​en sensores, puede contactarnos comentando en la sección de comentarios a continuación.

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