Detectando seres humanos estáticos com PIR

A publicação explica um método que provavelmente pode ser usado para melhorar a capacidade de um sensor infravermelho passivo detectar até mesmo uma presença humana estática ou de mesa. Esse recurso normalmente não é possível com sensores PIR convencionais.

Como o PIR detecta a presença humana

Eu já discuti muitos aplicativos de detector de movimento baseados em PIR neste site, no entanto, todos esses aplicativos exigem que a presença humana esteja constantemente em movimento para que o PIR detecte sua presença, isso parece ser uma grande desvantagem que impede esses dispositivos. unidades detectam uma ocupação humana constante ou estacionária.

No entanto, a desvantagem explicada acima tem uma razão por trás disso. Os sensores PIR convencionais funcionam detectando sinais de infravermelho de um corpo humano através de um par de slots paralelos em sua lente frontal, e seu circuito interno é ativado somente quando os sinais de infravermelho cruzam-se entre esses slots de detecção (“vistas”).

O cruzamento de sinais IR através dos slots de detecção permite que o circuito PIR traduza as informações em dois pulsos alternados correspondentes, que por sua vez são retificados para gerar a tensão de disparo no pino de saída PIR.

O PIR não pode detectar o alvo do papel de carta

Isso implica que, se a fonte de infravermelho estiver estacionária, não fará com que o módulo PIR produza nenhum disparador através do pino de saída. Isso também implica que o sinal infravermelho da fonte deve, de alguma forma, continuar a atravessar os slots de detecção PIR fornecidos para permitir a detecção de um ser humano dentro da área.


Parece não haver solução direta ou simples para isso, porque os módulos PIR não podem ser modificados internamente para isso, impedindo a unidade de detectar presença humana estacionária.

No entanto, uma observação lógica nos diz que se uma fonte de IR variável é necessária para manter o módulo PIR ativado, por que não forçar o próprio PIR a estar em constante movimento, em vez do assunto?

O conceito pode ser visualizado a partir da seguinte simulação GIF, que mostra um módulo PIR oscilante e um humano estático na zona de detecção.

Aqui podemos ver como um PIR oscilante se adapta ao problema e é transformado, permitindo a detecção de sujeitos de infravermelho estáticos.

Isso é possível porque, com seu movimento, o módulo PIR transforma a fonte de infravermelho estacionária em uma imagem de infravermelho que muda continuamente através de seus dois slots de recebimento.

Embora a idéia pareça complexa, ela pode realmente ser resolvida simplesmente usando um circuito de motor controlado por PwM de balanço lento.

Aprenderemos todo o mecanismo e detalhes do circuito nas seções a seguir.


Como discutimos, os módulos PIR convencionais podem detectar apenas objetos vivos em movimento e não podem identificar um alvo estacionário, limitando sua aplicação apenas como um detector de movimento humano.

Para aplicações em que a detecção de ocupação humana sem motor é necessária nesses cenários, um PIR convencional pode se tornar inútil e exigir alguma correção externa para atualizar.

Projeto PIR para detectar alvos estacionários

Na seção anterior, aprendemos que, em vez de exigir que o alvo esteja em movimento, o módulo PIR pode ser movido dentro de um raio especificado para implementar a detecção estática desejada do alvo.

Nas seções a seguir, aprendemos sobre um mecanismo de circuito simples que pode ser usado com um PIR montado em um pequeno motor DC para as oscilações propostas.

O controlador de motor controlado por PWM / flip-flop

O sistema basicamente requer uma determinação de velocidade controlada por PWM e uma mudança de flip-flop para o motor O diagrama a seguir mostra como essas características podem ser atribuídas ao motor PIR com a ajuda de um circuito simples:

O circuito mostrado usa um único IC IC HEF40106 hexagonal invertido de porta schmitt, incluindo 6 inversores, NÃO portas.

Os portões N1 e N2 são configurados para produzir uma saída PWM ajustável que é alimentada aos portões N4, N5, N6 que formam os buffers.

A saída comum desses portões intermediários termina no portão de um mosfet de motor.

O conteúdo do PWM é configurado com a ajuda de P1, que é finalmente aplicado ao motor conectado por meio de um conjunto de contatos de relé DPDT.

Esses contatos do relé determinam a direção do movimento do motor (no sentido horário ou anti-horário).

Esses contatos do relé DPDT de flip-flop são controlados por um temporizador configurável em torno do portão N3, no qual o capacitor C3 / R3 determina em que velocidade o relé precisa mudar para permitir que o motor altere seu sentido de rotação de maneira consistente. .


O projeto acima permite que o motor execute o movimento oscilatório lento necessário para frente e para trás através de uma determinada zona radial.

C3 pode ser selecionado para iniciar a mudança após cada 5 a 6 segundos, e o PWm pode ser ajustado para permitir um movimento motor extremamente lento, porque você só precisa garantir que os slots PIR cruzem os sinais de IR do alvo em tempo hábil. .

No entanto, como a operação do motor é lenta, a saída PIR deve ser mantida através de um temporizador de retardo para que a carga conectada não desligue e ligue enquanto o movimento do motor corta alternadamente as linhas de infravermelho da ocupação humano.

O temporizador de atraso

O seguimento estágio do circuito temporizador Ele pode ser usado para garantir que cada vez que a saída PIR produz o pulso detectado, o atraso do temporizador se estende de 5 a 10 segundos e a carga conectada nunca é interrompida durante o processo.

Na configuração acima, podemos ver o motor que recebe sua alimentação elétrica do estágio PWM / flip-flop, conforme discutido no parágrafo anterior.

O eixo do motor pode ser visto acoplado a um eixo horizontal no qual o PIR é mantido, de modo que, quando o motor se move, o PIR passa por um movimento radial de um lado para o outro que muda de acordo.

Ao induzir o movimento PIR anterior, os sinais IR de um alvo estacionário na área são detectados na forma de pulsos alternados curtos, que são gerados no pino de saída PIR indicado pelo fio azul.

Esses pulsos são aplicados através do capacitor de 1000uF carregado com cada pulso e garante que o BC547 seja mantido no modo de condução sem interrupção durante o processo.

O controlador de relé compreendendo a etapa BC557 responde ao sinal estável anterior do coletor BC547 e, por sua vez, mantém o relé ligado, desde que o PIR continue detectando uma presença humana.

Portanto, a carga do relé permanece ativada continuamente devido à presença de um ser humano estacionário na área.

No entanto, no caso de a ocupação humana ser eliminada ou quando o alvo se afasta da área, o estágio do temporizador de retardo mantém o relé e a carga pelos 5 a 10 segundos estipulados, após o que é desligado permanentemente , até a área ser capturada novamente. por uma fonte potencial de IR que emana.

Lista de peças

  • R1, R4 = 10K
  • R2 = 47 OHMS
  • P1 = POT 100K
  • D1, D2 = 1N4148
  • D3 = MUR1560
  • C1, C2 = 0,1uF / 100V
  • Z1 = 15V, 1/2 WATT
  • Q1 = IRF540
  • Q2 = BC547
  • N1 — N6 = IC MM74C14
  • DPDT = INTERRUPTOR DPST OU RELÉ DPDT
  • R3, C3 será determinado por alguma tentativa e erro

ATUALIZAR:

O circuito PIR explicado acima para detectar a presença humana estática pode ser bastante simplificado, empregando um circuito de comutação de sinal, como mostrado na seguinte simulação GIF:

Uma inspeção cuidadosa mostra que o movimento oscilatório simplesmente não é realmente necessário; o motor e a lâmina rotativa podem girar livremente, mantendo a velocidade do motor em um nível mais baixo.

Isso também efetivamente realizaria a operação de detecção estática planejada de PIR.

PIR modificado para detectar seres humanos estáticos

Vídeo de demonstração testando a detecção humana estática para um PIR

https://youtu.be/6Z7BasSa76k



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

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