Cảm biến PIR phức tạp hơn rất nhiều các cảm biến khác được giải thích trong các hướng dẫn này (như photocells, FSRs và công tắc tilt) vì có nhiều biến ảnh hưởng đến đầu vào và đầu ra của bộ cảm biến.Để bắt đầu giải thích cách hoạt động của một bộ cảm biến cơ bản, chúng ta sẽ sử dụng sơ đồ khá tốt này
Cảm biến PIR tự nó có hai khe cắm, mỗi khe được làm bằng một vật liệu đặc biệt nhạy cảm với IR. Ống kính được sử dụng ở đây không thực sự làm nhiều và vì vậy chúng ta thấy rằng hai khe có thể 'nhìn thấy' ra qua một số khoảng cách (về cơ bản độ nhạy cảm của cảm biến). Khi cảm biến không hoạt động, cả hai khe phát hiện cùng một lượng IR, lượng xung quanh bức xạ từ phòng, tường hoặc ngoài trời. Khi một cơ thể ấm áp giống như con người hoặc động vật đi qua, đầu tiên nó đánh chặn một nửa cảm biến PIR, gây ra một sự thay đổi khác biệt tích cực giữa hai nửa. Khi cơ thể ấm rời khỏi khu vực cảm ứng, ngược lại xảy ra, nhờ đó cảm biến tạo ra sự thay đổi khác biệt âm. Những xung thay đổi này là những gì được phát hiện.
Bộ cảm biến PIR
Các cảm biến hồng ngoại của chính nó được đặt trong một kim loại hermetically niêm phong hộp để cải thiện tiếng ồn / nhiệt độ / độ ẩm miễn dịch. Có một cửa sổ được làm bằng vật liệu truyền IR (silicon được bọc bởi vì nó rất dễ đi qua) để bảo vệ phần tử cảm biến. Phía sau cửa sổ là hai bộ cảm biến cân bằng.
Bạn có thể nhìn thấy phía trên sơ đồ hiển thị cửa sổ phần tử, hai mảnh vật liệu cảm biến
Hình ảnh này cho thấy sơ đồ nội bộ. Có một JFET bên trong (một loại bóng bán dẫn) rất ồn ào và đệm trở kháng cao cực đại của bộ cảm biến vào một cái gì đó có thể là một chip giá rẻ (như BIS0001).
Ống kính
Cảm biến PIR là khá chung chung và phần lớn chỉ thay đổi về giá và độ nhạy. Hầu hết các phép thuật thực sự xảy ra với quang học. Đây là một ý tưởng khá tốt cho sản xuất: bộ cảm biến PIR và mạch được cố định và chi phí một vài đô la. Ống kính chỉ mất vài cent và có thể thay đổi chiều rộng, dải, cảm giác, rất dễ dàng.Trong sơ đồ lên trên, ống kính chỉ là một miếng nhựa, nhưng điều đó có nghĩa là vùng phát hiện chỉ là hai hình chữ nhật. Thông thường, chúng tôi muốn có một khu vực phát hiện lớn hơn nhiều. Để làm được điều đó, chúng ta sử dụng một ống kính đơn giản như những ống kính tìm thấy trong máy ảnh: chúng ngưng tụ một vùng lớn (như cảnh quan) thành một tấm nhỏ (trên phim hoặc một cảm biến CCD). Vì những lý do sẽ sớm xuất hiện, chúng tôi muốn làm cho các ống kính PIR nhỏ và mỏng và có thể được khuôn từ nhựa rẻ tiền, mặc dù nó có thể làm méo mó. Vì lý do này các cảm biến thực sự là ống kính Fresnel :
Ống kính Fresnel ngưng tụ ánh sáng, cung cấp phạm vi lớn hơn của IR tới cảm biến.
OK, vì vậy bây giờ chúng tôi có một phạm vi lớn hơn nhiều. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng chúng ta thực sự có hai cảm biến, và quan trọng hơn là chúng ta không muốn có hai hình chữ nhật diện tích lớn thực sự, mà là một vùng phân tán nhỏ. Vì vậy, những gì chúng tôi làm là chia tách các ống kính thành nhiều phần, mỗi phần trong đó là một ống kính fresnel.
Tại đây, bạn có thể thấy phần nhiều mặt
Chụp macro này cho thấy các ống kính Frenel khác nhau ở mỗi mặt!
Các faceting và sub-lens khác nhau tạo ra một loạt các khu vực phát hiện, interleaved với nhau. Thats lý do tại sao ống kính trung tâm ở các mặt trên là 'không tương phản' - mỗi điểm khác chỉ tới một nửa khác nhau của bộ cảm biến PIR
Đây là một hình ảnh khác, chất lượng hơn nhưng không phải là định lượng. (Lưu ý rằng bộ cảm biến trong cửa hàng Adafruit là 110 ° không phải 90 °)
No comments:
Post a Comment