Bộ đầu dò PIR, do than nhiet ban dem

Giới thiệu sản phẩm (cửa hàng Phúc Lan): Bộ đầu dò PIR, phát chuyển động ngang người qua cảm ứng thân nhiệt Chào Bạn, Cuộc sống tồn lúc với nhiều thực thể vật lý, thứ nhận biết vận động học, tác dụng nhiệt (nhận biết qua lớp da), ánh sáng(nhận biết qua mắt), âm (nhận biết qua tai), mùi (nhận biết qua mũi), vị (nhận biết qua lưỡi), điện Hiện nay, điện tử học công cụ phục vụ người nhiều nhất, có radio, cassette, TV, máy ghi hình, máy tính Ưu điểm thiết bị điện xử lý vấn đề nhanh, thiết bị điện lại làm việc với tín hiệu thuộc điện, mà chung quanh có tượng thuộc điện mà song song nhiều tượng phi điện khác tồn tại, từ người ta nghĩ đến SENSOR Sensor cảm biến, dùng để chuyển đổi tín hiệu không thuộc điện dạng tín hiệu điện đưa vào dạng mạch điện để xử lý Ngày có nhiều, nhiều loại SENSOR Trong lần này, tìm hiểu loại sensor dùng phát vật thể nóng có chuyển động ngang, quen gọi PIR moton detector 1 TỔNG QUAN PIR Nó chữ viết tắt Passive InfraRed sensor (PIR sensor), tức cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích tia hồng ngoại Tia hồng ngoại (IR) tia nhiệt phát từ vật thể nóng Trong thể sống, có thân nhiệt (thông thường 37 độ C), từ thể phát tia nhiệt, hay gọi tia hồng ngoại, người ta dùng tế bào điện để chuyển đổi tia nhiệt dạng tín hiệu điện nhờ mà làm cảm biến phát vật thể nóng chuyển động Cảm biến gọi thụ động không dùng nguồn nhiệt tự phát (làm nguồn tích cực, hay chủ động) mà phụ thuộc vào nguồn tha nhiệt, thân nhiệt thực thể khác, người vật CẤU TRÚC CỦA MỘT CẢM BIẾN PIR Trên đầu dò PIR, loại bên gắn cảm biến tia nhiệt, có chân ra, chân nối masse, chân nối với nguồn volt DC, mức áp làm việc từ đến 15V Góc dò lớn Để tăng độ nhậy cho đầu dò, Bạn dùng kính Fresnel, thiết kế cho loại đầu có cảm biến, góc dò lớn, có tác dụng ngăn tia tử ngoại Hình vẽ cho thấy cách dùng đầu dò PIR để phát người hay vật di chuyển ngang NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LOẠI ĐẦU DÒ Các nguồn nhiệt (với người vật nguồn thân nhiệt) phát tia hồng ngoại, qua kính Fresnel, qua kích lọc lấy tia hồng ngoại, cho tiêu tụ cảm biến hồng ngoại gắn đầu dò, tạo điện áp khuếch đại với transistor FET Khi có vật nóng ngang qua, từ cảm biến cho xuất tín hiệu tín hiệu khuếch có biên độ đủ cao đưa vào mạch so áp để tác động vào thiết bị điều khiển hay báo động Hình vẽ cho thấy vùng cảm ứng nhậy cảm tương ứng với cảm biến đầu dò Khi có vật ngang, từ thân vật phát tia nhiệt, tiêu tụ mạnh với kính Fresnel tiêu tụ bia cảm biến hồng ngoại, vật ngang, ngả đầu dò thậy xuất tín hiệu, tín hiệu cho vào mạch xử lý để tạo tác dụng điều khiển hay báo động Bạn xem hình động sau dùng diễn tả nguyên lý làm việc đầu dò PIR người qua lại: Hãy nói tia nhiệt: Mọi vật thể cấu tạo từ phân tử nhỏ li ti, nhiệt dạng lượng tạo từ xao động phân tử (Bạn xem hình), chuyển động hỗn loạn, không trật tự Từ xao động này, phát tia nhiệt, cảm giác thông thường giác quan, người nói sức nóng Ở người nguồn thân nhiệt thường điều ổn mức 37 độ C, nguồn nhiệt mà có dùng linh kiện cảm ứng thân nhiệt, có thiết bị phát người, ý tưởng mà người ta chế thiết bị motion detector, điều khiển theo nguồn thân nhiệt chuyển động Hình vẽ sau cho thấy vật liệu nhóm pyroelectric dùng làm cảm biến dò tia nhiệt Người ta kẹp vật liệu pyroelectric cực, có tác kích tia nhiệt, hai cực xuất hiệu tín hiệu điện, tín hiệu yếu nên cần mạch khuếch đại Trong đầu dò PIR, người ta gắn cảm ứng PIR nằm ngang, cho nối vào cực Gate (chân Cổng) transistor FET có tính khuếch đại Khi cảm biến pyroelectric thứ nhận tia nhiệt, phát tín hiệu nguồn nóng di chuyển ngang, đến cảm biến pyroelectric thứ hai nhận tia nhiệt lại phát tín hiệu điện Sự xuất tín hiệu cho nhận biết có nguồn nhiệt di động ngang mạch điện tử phát tín hiệu điều khiển Tín hiệu dùng tắt mở đèn hay dùng để báo động có kẻ lạ vào nhà Bây nói đến thiết bị tiêu tụ gôm tia nhiệt rọi bề mặt cảm ứng PIR: Chúng ta biết tia nhiệt phát từ thân thể người yếu phân tán, để tăng độ nhậy phải dùng kính có mặt kính lồi tạo chức tiêu tụ, quen gọi kinh Focus, hình động cho thấy mặt sóng tia sáng qua mặt kính lồi cho gôm lại điểm nhỏ, điểm gọi tiêu điểm ( 焦点 ， theo âm Hán Việt, chữ tiêu 焦 bên có hỏa 灬 火 , có nghĩa điểm nóng, nhiều Bạn dùng kính lúp tạo điểm nóng, điểm nóng đốt cháy giấy đấy, trò chơi bạn nhỏ) Khuyết điểm loại kính hội tụ dùng mặt lồi thông thường mặt kính mở rộng, điểm tiêu tụ không nằm chổ, người ta cho hiệu chỉnh sai lệch mặt kính Fresnel (Bạn xem hình, mặt cong xa trục quang chỉnh lại) Bạn thấy xa trục quang học, độ cong mặt kính hiệu chỉnh lại, với cách làm này, hội tụ nhiều tia sáng tốt hơn, diện tích rộng lớn tăng độ nhậy cao có góc dò rộng Tìm hiểu kính Fresnel Để hiểu rõ cách tiêu tụ dùng kính Fresnel, Bạn Click Xem nguyên lý kính Fresnel,Từ giải thích qua đoạn phim ngắn này, Bạn thấy kính Fresnel tạo tính tiêu tụ tốt loại kính lồi thông thường mở rộng mặt kính Một sơ đồ mạch điện điển hình: Sau sơ đồ điển hình cho thấy cách kết hợp đầu dò PIR mạch khuếch đại, mạch so áp (dùng ic LM324) mạch tạo trễ (dùng ic logic CD4538) để có tiếp điểm kim (của relay) dùng điều khiển dụng cụ điện khác Phân tích sơ đồ mạch điện: Sơ đồ cho thấy, đầu PIR có chân, chân cho nối masse, chân nối vào đường nguồn chân cho xuất tín hiệu, nguyên phải phân cực cho đầu PIR bên có dùng transistor FET R2 (100K) điện trở lấy tín hiệu Tín hiệu cho qua tầng khuếch đại với IC1A IC2B Ở đây, người ta dùng mạch hồi tiếp nghịch với R4 (1M), R3 (10K) tụ C2 (10uF) để định độ lợi cho tầng khuếch đại (do 1M/10K = 100, nên độ lợi tầng lấy khoảng 100), tụ C3 (0.1uF) có tác dụng ép dãy tần hẹp lại, cho làm việc vùng tần thấp bỏ vùng tần cao (vì tác nhân nhiệt có quán tính lớn, thường thay đổi chậm), tín hiệu lấy chân cho qua điện trở giảm biên R5 (10K) tụ liên lạc C4 (10uF) vào tầng khuếch đại sau chân số Mạch dùng điện trở R6 (1M), diode D1, D2 điện trở R7 (1M) tạo thành cầu chia áp, lấy áp phân cực cho chân tầng khuếch đại tạo điện áp mẫu (Vref) cấp cho chân (ngả vào đảo) chân 12 (ngả vào không đảo) tầng so áp IC1C IC1D Điện trở R8 (1M) tụ C5 (0.1uF) tạo tác dụng hồi tiếp nghịch, ổn định cho tầng khuếch đại IC1B Tín hiệu cảm biến sau khuếch đại cho chân 7, lúc đưa vào tầng so áp chân 10 chân 13 Đây tầng so áp có chu trình hồi sai, dùng tạo xung kích thích có độ dóc tốt, kích vào tầng đa hài đơn ổn ic CD4538, diode D3 diode D4 có công dụng cách ly tránh ảnh hưởng qua lại đường chân chân 14 CD 4538 ic logic có tầng đơn ổn, định thời gian độ (thời gian trễ) theo thời điện trở R10 (1M) tụ C6 (1uF) chân số Xung làm chuyển trạng thái đưa vào chân 4, chuyển mạch mức áp cao cho xuất chân số 6, kích dẫn transistor thúc Q1, Q1 cấp dòng cho relay để đóng tiếp điểm kim Do dùng mạch đơn ổn, định thời theo thời R10 tụ C6, nên sau thời gian qui định, mạch tự trở lại trạng thái ổn cố, Q1 tắt relay bị cắt dòng nhã tiếp điểm kim Mạch làm việc với mức nguồn nuôi từ đến 12V (Bạn ý mức nguồn nuôi để chọn loại relay cho thích hợp) Tóm lại, có người ngang qua đầu dò, nguồn thân nhiệt người hay vật tác kích vào đầu dò PIR, relay cấp dòng để đóng tiếp điểm kim, Bạn dùng tiếp điểm để mở đèn, sau lúc mạch đơn ổn trở trạng thái vốn có đèn tự tắt Chúng ta có mạch tắt mở đèn theo "hơi người qua lại" phải không? Thích không? Tư liệu ic LM324 CD4538 dùng mạch: Trong ic LM324 có tầng khuếch đại toán thuật (op-amp), Bạn dùng tầng khuếch đại op-amp để khuếch đại tín hiệu hay dùng làm tầng so áp Đây ic có nhiều công dụng, Bạn tải tư liệu liên quan phần mục download để hiểu rõ Đây ic có đa hài đơn ổn, thời gian độ xác định theo mạch thời với điện trở tụ điện Mạch tự trở lại trạng thái ổn cố sau thời gian qui định IC thông dụng mạch điều khiển Các sơ đồ mạch điện tham khảo: Sau sơ đồ tham khảo (tôi sưu tầm từ mạng), sơ đồ này, đầu dò PIR dùng phát chuyển động nguồn thân nhiệt người vật cho xuất tín hiệu để đóng mở đèn hay mạch báo động, nguyên lý làm việc tương tự mạch điện điển hình phân tích phần Mạch 1: Mạch dùng ic KC778B chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng làm mạch tự tắt mở đèn theo người, làm việc trực tiếp với nguồn điện AC, cho giảm áp tụ tắt mở đèn TRIAC Mạch 2: Mạch dùng ic KC778B chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng làm mạch tự tắt mở đèn theo người, làm việc trực tiếp với nguồn điện AC, cho giảm áp tụ tắt mở đèn tiếp điểm relay, Mạch 3: Mạch dùng ic KC778B chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng làm mạch tự tắt mở đèn theo người, làm việc trực tiếp với nguồn điện DC (12V), tắt mở đèn relay có trang bị quang trở (SCd) để mạch tác dụng đêm tối, Mạch 4: Mạch dùng ic HT7601A chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng làm mạch tự tắt mở đèn theo người, làm việc trực tiếp với nguồn điện AC, cho giảm áp tụ tắt mở đèn relay Mạch 5: Mạch dùng ic HT7601B chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng làm mạch tự tắt mở đèn theo người, làm việc trực tiếp với nguồn điện AC, cho giảm áp tụ tắt mở đèn TRIAC, Mạch 6: Mạch dùng ic KC778B chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng để phát người theo thân nhiệt, dùng điều khiển với loại thiết bị cắm lỗ OUTPUT, làm việc với nguồn điện DC, có dùng quang trở (SCd) để mạch có tác dụng đêm tối Mạch 7: Mạch tắt mở đèn theo người dùng đầu dò PIR, tắt mở đèn với TRIAC, mạch dùng trực tiếp đường nguồn AC cho giảm áp tụ Kể Bạn nghe câu chuyện vui đèn PIR đêm Trung Thu Boston nước Mỹ Đêm Trung Thu, mùa thu vùng Đông Bắc Mỹ (Quincy-Boston) trời tối mù nên vầng trăng sáng tỏa vằng vặt trời cao, 10 đêm, nhà bắt đầu dọn bàn bánh trái, trà nước ban-công cúng chị Hằng Nga thỏ Do trời tối nên phải mở đèn, đèn bên hong nhà không sáng, người bạn Mỹ tưởng bóng đèn đứt anh thay bóng điện khác, đèn không sáng? Vì sao? Bạn có biết không? Vì đèn dùng mạch dò chuyển động thân nhiệt, lúc mà tưởng mạch điện đèn hư đèn lại tự phát sáng, sao? Anh bạn người Mỹ thắc mắc!!! Thật có ngang qua đèn đèn tự phát sáng, suy nghĩ tôi, sau lúc, đèn lại tự tắt Thì đèn có mạch PIR dùng để điều khiển đèn rọi ban-công Lúc muốn đèn sáng lại, lấy ngón tay quét qua kính Fresnel đèn lại tự sáng lại (Bạn xem hình) Sau bó hương thơm tàn, trời đêm trở lạnh, sương đêm xuống nhiều, lúc người quây quần ăn bánh, uống tra nói chuyện huyên thiên, đến dùng kính viễn vọng để ngắm trăng Tôi chỉnh cho vầng trăng lọt vào tầm ngắm kính cố tìm chị Hằng Nga xinh đẹp mà lúc tuổi thơ thường tơ tưởng, mong đêm đêm vui Nàng nhìn thấy dung nhan Nàng, lòng tự hỏi xem lúc Nàng làm gì, đâu? Nhưng kính viễn vọng toàn thấy lỗ tròn đen với vách đá lõm chõm, hình ảnh vùng đất xa xôi hoang dã, không bóng người Ôi! không lẽ cung trăng sa mạc hóa đến sao, thực tế phũ phàn đến sao? Thật hết hứng Sáng hôm sau, kiểm tra lại tất đèn cảm biến dùng tắt mở đèn theo người quanh nhà Đây đèn cảm biến PIR đặt đường vào tầng hầm (Bạn xem hình, vùng đất mà mua đông tuyết phủ trắng xóa này, nhà nhà có tầng hầm để chứa thiết bị làm ấm cho nhà, làm nơi cất giữ thứ linh tinh) Khi kiểm tra đèn PIR, dùng ngón tay quét qua mặt kính Fresnel đèn bậc sáng, good! Còn đèn PIR dùng để đêm rọi sân sau nhà có người vào Sau nhà bãi cỏ rộng, bãi cỏ xanh mát sáng chiều dờn trái bóng, cố đá trái bóng chân cho trúng trái bóng đàng cho đở nhớ đám bạn bè thuở thời học, nhớ lại chiều ôm bóng sân vận động trước trường, chia phe đá lúc mặt trời ngủ chịu đèn cảm ứng PIR dùng rọi nhà kho nhỏ đặt sân sau nhà, nơi cất đủ thứ, máy cắt cỏ, máy tỉa hoa lá, lò gar nướng thịt, đủ tất loại cào, cào cỏ, cào lá, rễ, làm lỗ, phân bón làm vườn, xe cút-kít, dù cắm trại, đủ thứ linh tinh [...]... đầu dò cảm biến PIR, dùng làm mạch tự tắt mở đèn theo hơi người, làm việc trực tiếp với nguồn điện AC, cho giảm áp bằng tụ và tắt mở đèn bằng TRIAC Mạch 2: Mạch dùng ic KC778B chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng làm mạch tự tắt mở đèn theo hơi người, làm việc trực tiếp với nguồn điện AC, cho giảm áp bằng tụ và tắt mở đèn bằng tiếp điểm của relay, Mạch 3: Mạch dùng ic KC778B chuyên dùng cho đầu. .. điện AC, cho giảm áp bằng tụ và tắt mở đèn bằng relay Mạch 5: Mạch dùng ic HT7601B chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng làm mạch tự tắt mở đèn theo hơi người, làm việc trực tiếp với nguồn điện AC, cho giảm áp bằng tụ và tắt mở đèn bằng TRIAC, Mạch 6: Mạch dùng ic KC778B chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng để phát hiện người theo thân nhiệt, dùng điều khiển với các loại thiết bị cắm lỗ OUTPUT,... bằng tiếp điểm của relay, Mạch 3: Mạch dùng ic KC778B chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng làm mạch tự tắt mở đèn theo hơi người, làm việc trực tiếp với nguồn điện DC (12V), tắt mở đèn bằng relay và có trang bị quang trở (SCd) để mạch chỉ tác dụng trong đêm tối, Mạch 4: Mạch dùng ic HT7601A chuyên dùng cho đầu dò cảm biến PIR, dùng làm mạch tự tắt mở đèn theo hơi người, làm việc trực tiếp với nguồn... hơi người dùng đầu dò PIR, và tắt mở đèn với TRIAC, mạch dùng trực tiếp đường nguồn AC và cho giảm áp bằng tụ Kể Bạn nghe câu chuyện vui về đèn PIR trong đêm Trung Thu ở Boston trên nước Mỹ Đêm Trung Thu, mùa thu ở vùng Đông Bắc Mỹ (Quincy-Boston) trời tối mù nên vầng trăng sáng tỏa vằng vặt trên trời cao, bây giờ là 10 giờ đêm, chúng tôi cả nhà bắt đầu dọn bàn bánh trái, trà nước ra ban- công cúng...Đây là ic có 2 bộ đa hài đơn ổn, thời gian quá độ có thể xác định theo mạch thời hằng với điện trở và tụ điện Mạch sẽ tự trở lại trạng thái ổn cố sau thời gian qui định IC này rất thông dụng trong các mạch điều khiển Các sơ đồ mạch điện tham khảo: Sau đây là các sơ đồ tham khảo (tôi sưu tầm từ trên mạng), trong các sơ đồ này, bộ đầu dò PIR dùng phát hiện chuyển động của các... chúng tôi cả nhà bắt đầu dọn bàn bánh trái, trà nước ra ban- công cúng chị Hằng Nga và chú thỏ con Do trời tối nên phải mở đèn, đèn bên hong nhà không sáng, một người bạn Mỹ tưởng bóng đèn đã đứt và anh thay bóng điện khác, nhưng đèn vẫn không sáng? Vì sao? Bạn có biết tại sao không? Vì trong đèn này dùng mạch dò chuyển động của thân nhiệt, lúc mà ai cũng tưởng là mạch điện của đèn này đã hư thì đèn lại... người Mỹ thắc mắc!!! Thật ra vì đã có ai đó đi ngang qua đèn và đèn tự phát sáng, đúng như suy nghĩ của tôi, chỉ sau một lúc, đèn lại tự tắt Thì ra trong đèn đã có mạch PIR dùng để điều khiển đèn rọi ban- công Lúc này muốn đèn sáng lại, tôi lấy ngón tay của mình quét qua màn kính Fresnel là đèn lại tự sáng lại ngay (Bạn xem hình) Sau khi bó hương thơm đã sắp tàn, trời đêm trở lạnh, sương đêm xuống nhiều,... tầng hầm (Bạn xem hình, ở vùng đất mà mua đông tuyết phủ trắng xóa này, nhà nhà đều có tầng hầm để chứa các thiết bị làm ấm cho trong nhà, cũng làm nơi cất giữ các thứ linh tinh) Khi kiểm tra các đèn PIR, tôi dùng ngón tay quét qua mặt kính Fresnel là đèn bậc sáng, good! Còn đây là đèn PIR dùng để khi về đêm sẽ rọi sân sau nhà khi có người vào ra Sau nhà là một bãi cỏ rộng, trên bãi cỏ xanh mát này ... kế cho loại đầu có cảm biến, góc dò lớn, có tác dụng ngăn tia tử ngoại Hình vẽ cho thấy cách dùng đầu dò PIR để phát người hay vật di chuyển ngang NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LOẠI ĐẦU DÒ Các nguồn... nuôi để chọn loại relay cho thích hợp) Tóm lại, có người ngang qua đầu dò, nguồn thân nhiệt người hay vật tác kích vào đầu dò PIR, relay cấp dòng để đóng tiếp điểm kim, Bạn dùng tiếp điểm để mở... nhậy cảm tương ứng với cảm biến đầu dò Khi có vật ngang, từ thân vật phát tia nhiệt, tiêu tụ mạnh với kính Fresnel tiêu tụ bia cảm biến hồng ngoại, vật ngang, ngả đầu dò thậy xuất tín hiệu, tín