Určite ste už videli automatické otvárače dverí v nákupných centrách a iných komerčných budovách. Otvoria dvere, keď sa niekto priblíži k vchodu, a po nejakom čase ich zatvoria. K dispozícii je množstvo technológií na výrobu takých druhov systémov, ako sú PIR snímače, radarové snímače, laserové snímače, infračervené snímače atď. V tomto projekte založenom na arduine sme sa pokúsili replikovať ten istý systém pomocou PIR snímača.
Na otváranie alebo zatváranie dverí využíva senzor detekcie pohybu (PIR senzor), ktorý detekuje infračervenú energiu vynechanú z tela človeka. Keď niekto príde pred dvere, zmení sa infračervená energia detegovaná snímačom a tá spustí snímač, aby otvoril dvere, kedykoľvek sa niekto priblíži k dverám. Signál sa ďalej posiela na arduino uno, ktoré ovláda dvere.
Súčasti obvodu
- Arduino UNO
- 16x2 LCD
- PIR senzor
- Pripojovacie vodiče
- Chlebová doska
- 1 k rezistor
- Zdroj
- Vodič motora
- Obal na CD (DVD Troly)
PIR senzor
PIR senzor detekuje akúkoľvek zmenu tepla a kedykoľvek zistí akúkoľvek zmenu, jeho výstupný PIN sa stane HIGH. Tiež sa označujú ako pyroelektrické alebo IR snímače pohybu.
Tu by sme si mali uvedomiť, že každý objekt vyžaruje pri zahrievaní určité množstvo infračerveného žiarenia. Človek vyžaruje infračervené žiarenie aj z dôvodu telesného tepla. PIR snímače dokážu detekovať malé zmeny v infračervenom žiarení. Kedykoľvek objekt prejde dosahom snímača, produkuje infračervené žiarenie kvôli treniu medzi vzduchom a predmetom a je zachytený PIR.
Hlavnou súčasťou PIR senzora je pyroelektrický senzor zobrazený na obrázku (obdĺžnikový kryštál za plastovým uzáverom). Spolu s BISS0001 ("Micro Power PIR Motion Detector IC"), niektoré rezistory, kondenzátory a ďalšie komponenty používané na výrobu PIR senzora. BISS0001 IC odoberá vstup zo snímača a robí spracovanie tak, aby bol výstupný kolík zodpovedajúcim spôsobom VYSOKÝ alebo NÍZKY.
Pyroelektrický snímač sa delí na dve polovice, ak nie je žiadny pohyb, obe polovice zostávajú v rovnakom stave, čo znamená, že obe snímajú rovnakú úroveň infračerveného žiarenia. Len čo niekto vstúpi do prvej polovice, infračervená úroveň jednej polovice sa stane väčšou ako iná, čo spôsobí, že PIR reagujú a výstupný kolík je vysoký.
Pyroelektrický senzor je zakrytý plastovým uzáverom, ktorý má vo vnútri pole mnohých Fresnelových šošoviek. Tieto šošovky sú zakrivené takým spôsobom, že snímač dokáže pokryť široký rozsah.
Schéma zapojenia a vysvetlenie
Pripojenia pre obvod otváracích dverí na základe arduina sú znázornené na vyššie uvedenej schéme. Tu sa na snímanie ľudského pohybu používa snímač PIR, ktorý má tri svorky Vcc, GND a Dout. Dout je priamo pripojený k pinu číslo 14 (A0) arduino uno. Na zobrazenie stavu sa používa 16x2 LCD. RS, EN piny LCD pripojené k 13 a 12 arduina a dátové piny D0-D7 sú pripojené k arduino digitálnym pinom číslo 11, 10, 9, 8. RW je priamo spojené so zemou. Budič motora L293D je pripojený k pinom arduino 0 a 1 na otváranie a zatváranie brány. Tu v obvode sme použili motor pre bránu.
Vysvetlenie programovania
Koncept, ktorý sa tu používa na programovanie, je veľmi jednoduchý. V programe sme použili iba digitálny vstupný výstup.
DigitalRead sa používa na čítanie výstupu PIR snímača.
Potom, ak PIR senzor zaznamená akýkoľvek pohyb, program pošle príkaz na otvorenie brány, zastavenie brány, zatvorenie brány a zastavenie brány.
Kompletný kód automatického otvárača dverí založeného na arduine nájdete nižšie.