Určitě jste viděli automatické otevírání dveří v nákupních centrech a jiných komerčních budovách. Otevírají dveře, když se někdo blíží ke vchodu, a po nějaké době je zavírají. K výrobě takových systémů je k dispozici řada technologií, jako jsou PIR senzory, radarové senzory, laserové senzory, infračervené senzory atd. V tomto projektu založeném na arduinu jsme se pokusili replikovat stejný systém pomocí PIR senzoru.
Využívá snímač detekce pohybu (PIR senzor) k otevření nebo zavření dveří, který detekuje infračervenou energii vynechanou z těla člověka. Když někdo přijde před dveře, změní se infračervená energie detekovaná senzorem a ona spustí senzor, aby otevřel dveře, kdykoli se někdo přiblíží ke dveřím. Signál je dále odeslán na arduino uno, které ovládá dveře.
Součásti obvodu
- Arduino UNO
- 16x2 LCD
- PIR senzor
- Připojovací vodiče
- Chlebová deska
- 1 k rezistor
- Zdroj napájení
- Řidič motoru
- Pouzdro na CD (DVD Troly)
PIR senzor
PIR senzor detekuje jakoukoli změnu tepla a kdykoli detekuje jakoukoli změnu, jeho výstupní PIN se stane VYSOKÝ. Jsou také označovány jako pyroelektrické nebo IR snímače pohybu.
Zde bychom si měli uvědomit, že každý objekt emituje při zahřátí určité množství infračerveného záření. Člověk také vyzařuje infračervené záření kvůli tělesnému teplu. PIR senzory mohou detekovat malé množství odchylek v infračerveném záření. Kdykoli objekt projde dosahem snímače, produkuje infračervené záření kvůli tření mezi vzduchem a předmětem a je zachycen PIR.
Hlavní součástí PIR senzoru je pyroelektrický senzor zobrazený na obrázku (obdélníkový krystal za plastovým víčkem). Spolu s BISS0001 ("Micro Power PIR Motion Detector IC"), některé odpory, kondenzátory a další komponenty používané k výrobě PIR senzoru. BISS0001 IC převezme vstup ze snímače a provede zpracování, aby byl výstupní kolík odpovídajícím způsobem VYSOKÝ nebo NÍZKÝ.
Pyroelektrický senzor se dělí na dvě poloviny, pokud nedochází k pohybu, obě poloviny zůstávají ve stejném stavu, což znamená, že obě snímají stejnou úroveň infračerveného záření. Jakmile někdo vstoupí do první poloviny, infračervená úroveň jedné poloviny se zvýší než ostatní, což způsobí, že PIR reagují a zvýší výstupní kolík.
Pyroelektrický senzor je zakryt plastovým krytem, který má uvnitř řadu Fresnelových čoček. Tyto čočky jsou zakřivené takovým způsobem, že snímač může pokrýt širokou škálu.
Schéma zapojení a vysvětlení
Ve výše uvedeném schématu jsou znázorněna zapojení pro obvod otevírání dveří na bázi arduino. Zde se pro snímání lidského pohybu používá snímač PIR, který má tři svorky Vcc, GND a Dout. Dout je přímo připojen k pinu číslo 14 (A0) arduino uno. K zobrazení stavu se používá 16x2 LCD. RS, EN piny LCD připojené k 13 a 12 arduino a datové piny D0-D7 jsou připojeny k digitálním pinům arduino čísla 11, 10, 9, 8. RW je přímo připojeno k zemi. Ovladač motoru L293D je připojen k pinům arduino 0 a 1 pro otevírání a zavírání brány. Tady v obvodu jsme použili motor pro bránu.
Vysvětlení programování
Koncept zde použitý pro programování je velmi jednoduchý. V programu jsme použili pouze digitální vstupní výstup.
DigitalRead se používá ke čtení výstupu PIR senzoru.
Poté, když PIR senzor zaznamená jakýkoli pohyb, program pošle povel k otevření brány, zastavení brány, zavření brány a zastavení brány.
Níže naleznete kompletní kód automatického otvírače dveří založeného na arduinu.