Датчик движения hc sr501: схема подключения, настройка чувствительности, описание

PIR датчик против доплеровского датчика движения RCWL-0516 — что лучше

PIR датчики обнаруживают движение с помощью обнаружения тепла, излучаемого человеческим телом. Они идеально подходят для случаев, когда заранее известны образцы (шаблоны) движения, например, на дорожке (аллее). Чтобы иметь хорошую площадь покрытия PIR датчик необходимо располагать на некотором возвышении и под правильным углом, соответственно, его легко может обнаружить и сломать злоумышленник.

С другой стороны, микроволновые датчики (подобные RCWL-0516) идеальны для больших площадей. Они имеют значительно лучшую чувствительность по сравнению с PIR датчиками, но они могут иногда ложно срабатывать, например, из-за деревьев, качающихся под действием ветра. Но зато они могут обнаруживать движение сквозь некоторые препятствия: пластик, стекло, тонкие стены.

Большинство PIR датчиков подвержено влиянию климата, особенно высоких температур. Их чувствительность оставляет желать лучшего в случае если температура окружающей среды превышает 35 градусов Цельсия. В то же время микроволновые датчики обеспечивают устойчивую работу в диапазоне температур от -20°C до 45°C. По сравнению с PIR датчиками микроволновые датчики имеют больший жизненный цикл и могут корректно работать даже после 100 тыс. часов непрерывной работы.

То есть, каждый из этих датчиков хорош по своему, нельзя сказать, что какой то из них во всем лучше чем другой. Но если вам нужен всепогодный датчик для обнаружения движения на большой площади с высокой точностью, то вам лучше использовать микроволновый датчик (подобный RCWL-0516).

Устройство и характеристики

Устройство отправляет SMS при возникновении следующих событий:

открытие двери (герконовый датчик);
резкое изменение освещения (фоторезистор);
движение (PIR датчик);
выход температуры из заданного диапазона;
низкое напряжение батареи.

Пример SMS с событием

Также, раз в сутки можно настроить время ежедневного отчета

Питается устройство от 3-х батареек AA. Расчетное время работы ≥6мес.

Настройка устройства, считывание логов событий и построение месячного графика температуры происходит с помощью утилиты (Python 2.7 + Tk + pyserial + matplotli).

Основное окно утилиты настройки

Окно лога событий

Окно лога температуры

Структура слова

Основное, на что нужно обратить внимание при проектировании систем распознавания звука – сама фонетика языка. В русском, есть гласные и согласные буквы

Последние еще и бывают шипящего, звонкого и глухого произношения. Устройства улавливающие звуковые волны, наиболее слышат, как раз, первые, вторые и третьи, а вот к последним «глуховаты». Поэтому, собственно и программировать конечный аппарат требуется именно на их определение, а не слова в целом. Опять же. Каждый человек обладает определенной дикцией и высотой тона голоса. Посудите сами, послушав, как одно и то же слово произносится мужчиной или женщиной. К тому же некоторые люди быстро проговаривают текст, другие медленнее. Все названые факторы требуется учесть при написании скетча обработки.

Еще одно ограничение, накладываемое платам KY-037 и KY-038 – падение уровня улавливаемого сигнала в зависимости от расстояния до его источника. То есть, нужно предусмотреть сравнение именно разниц поступающих пиков, а не конкретных значений.

Понятие фотодиода

Фотодиод, ФД — это полупроводниковая деталь, тот же диод, как и он пропускает ток в одну сторону, с p-n (p-i-n) переходом, но из материала, который меняет свои качества при влиянии оптического излучения, инициируя процессы, создающие электроток.

Если свет полностью отсутствует, не падает на такую радиодеталь, то она в спокойном состоянии, в равновесии, имеет качества аналогичные простому диоду.

Если же на чувствительный участок попадает УФ или ИК-излучение, то элемент начинает реагировать, преобразовывать этот поток в электричество.

Надо отличать разные радиодетали с приставкой «фото»:

рассматриваемый нами фотодиод. Кратко выразить суть «фото» или «опто», «гальванического» (такие названия применяют реже) диода, которая сразу же отличит его, можно одним предложением: деталь преобразует свет в ток;
фототранзисторы. «Два в одном», это объединенные одним корпусом фотоэлемент и транзистор, который открывается от количества подаваемого света. То есть, если на рассмотренных ниже нами схемах эти элементы разнесены, то в данном случае они в одной опрессовке. Вместо связки отдельных указанных деталей можно применить такую цельную запчасть, если она подходит по параметрам;
фоторезисторы. Меняют сопротивление (тут это ключевой параметр) в зависимости от уровня освещенности.

Как видим, «фото» радиодетали можно применять для очень схожих, в некоторых случаях аналогичных целей (например, датчики, реле), но схемы будут разными с учетом отличий принципа работы каждого типа.

Обозначение на схемах разных элементов надо также знать. Фотодетектор имеет две стрелки, направленные к нему, и в такой графике есть логика: изделие воспринимает излучение.

Светодиод часто сотрудничает в схемах с фотодиодом. Первый инициирует сработку второго: его ставят напротив, и когда включают, поток света падает на первый элемент, активизирует его, а тот подает сигнал исполнительному узлу. Такой принцип применен для пультов ДУ, разнообразных приемников ИК-сигналов, а также для оптических (лазерных) сигнализаций, активируемых, если злоумышленником пересекается световой поток.

Итак, фотоэлемент преобразует свет, попадающий на его чувствительный сегмент, в электрозаряд. Такой процесс происходит, из-за возникновения особых процессов при движении частичек-транспортировщиков заряда на атомном уровне при облучении p-n зоны. Данное явление обуславливается изменениями свойств применяемых материалов (полупроводников).

Если на фоторезисторах меняется именно проводимость при движении транспортировщиков заряда, то на фотодиодах появляется ток на сегментах смыкания p-n переходов — в этом их отличие.

Структура

Обычный светодиод имеет такую же структуру, как и «фото», но у последнего есть окошечко, чтобы свет попадал на воспринимающую его часть.

Фотодиод схема структуры:

Недостатки

В силу отработанности аппаратной платформы, хорошо документированных схем, простоты разработки ПО и дешевизны PIR-датчики на Ардуино не обладают особыми недостатками в рамках возлагаемых на них задач. Возможности их применения ограничиваются естественными пределами ИК-технологии, периферийным оборудованием и заложенными в прошивку контроллера функциями.

Из недостатков отметим долгую инициализацию: многим образцам на переход в рабочий режим после первого включения требуется около минуты, на протяжении которой велик шанс ложных срабатываний. Кроме того, они не способны отличить человека от другого теплого объекта; для этого требуется иной класс устройств.

Сборка устройства

Себестоимость деталей устройства на момент публикации этой статьи составляет примерно 1000-1200 рублей (без учета заказа платы).

Для удобства сборки и надежности в эксплуатации лучше заказать плату. Китайские друзья с известного сайта предлагают сделать 10 штук с доставкой за ~$7, а иногда и меньше. Но всегда можно собрать и на макетке, как я и поступил с первым прототипом:

Прототип.

Arduino и совместимые модули были заказаны с aliexpress. Понадобятся:

Arduino Pro Mini 3.3v 8MHz (5v 16MHz is also acceptable, but requires different firmware);
MH-SR602 MINI Motion Sensor;
SIM800C(L) GSM Module;
CP2102 MICRO USB to UART TTL Module;
DS3231 RTC Module For Raspberry Pi;
3 AA battery holder With ON OFF Switch;
различная рассыпуха (резисторы, конденсаторы, зуммер и поч.).

В списке специально указаны названия, дающие нужный результат при вводе в поиск.

Схема устройства
Для снижения энергопотребления с платы Arduino нужно обязательно удалить резистор светодиода питания и регулятор напряжения. Проект платы сделан в Ki-CAD.

ИК-приемник VS1838B и arduino

Управлять своими устройствами можно очень многими способами, один из них – это с помощью ИК-сигналов, про этот метод постараюсь расписать в сегодняшней статье. Тут поможет любой ИК-пульт – от телевизора, музыкального центра или любого другого домашнего устройства, которое есть у каждого.

Пульт дистанционного управления являться передатчиком информации, а в качестве приемника можно использовать инфракрасный датчик VS1838B, который продается совсем за смешные деньги.

Приемник работает на частоте 38 кГц, данная частота является самой распространенной среди ИК-пультов, используемых в домашней технике.

Подключение ИК-датчика VS1838B к arduino

Для считывания ИК-сигнала и преобразования его к человеческому виду – числу, можно воспользоваться библиотекой IRremote, с ее помощью весь скетч займет всего несколько строк.Ссылка на библиотеку: IRremote .

Но прежде, чем начать писать программу, необходимо разобраться с подключением приемника VS1838B. Датчик имеет всего три ноги, две из них – это питание, и третья передает полученный сигнал.

Ниже приведена фотография VS1838B с подписанными ножками:

Ногу, которая отвечает за передачу данных, будем подключать к пину 11 arduino. Так же для наглядности подключим к 13 пину светодиод, который будет включаться и выключаться при нажатии на кнопки на ИК-пульте.

Код скетча для ИК-приемника VS1838B

Каждая кнопка ИК-пульта имеет уникальный код, который мы будем получать с помощью датчика VS1838B. В первую очередь запишем скетч, который выводит в консоль коды кнопок, после чего уже дополнить программу условиями на конкретные кнопки.Ниже приведет скетч для работы с ИК-приемником VS1838B и arduino, скачать его можно тут: скачать.

#include // подключаем библиотеку int ledPin = 13; // светодиод int reciverPin = 11; // пин, к котрому подключен ИК-приемник IRrecv irrecv(reciverPin); decode_results results; void setup() { Serial.begin(9600); irrecv.enableIRIn(); // запуск приемника pinMode(ledPin, OUTPUT); } void loop() { // постоянно считываем данные с приемника if (irrecv.decode(&results)) { // выводим в консольку, что получили, число в 16-ричном виде Serial.println(results.value, HEX); // проверяем сигналы – и если это те, что нам нужны, то вкл или выкл светодиод if(results.value == 0x926DC837) digitalWrite(13, HIGH); if(results.value == 0x926D48B7) digitalWrite(13, LOW); irrecv.resume(); // готовы принимать следующий сигнал } }

Пример работы ИК-датчика VS1838B и arduino можно посмотреть ниже на видео.

Элементы платы

Пироэлектрический сенсор с линзой Френеля

Модуль выполнен на пироэлектрическом сенсоре RD-624 в металлическом герметичном корпусе. Внутри компонента расположено два чувствительных элемента, которые смотрят на внешний мир через прямоугольное окно, которое пропускает инфракрасное излучение.

На пироэлектрический сенсор одевается Линза Френеля, которая концентрируют излучение, значительно расширяя диапазон чувствительности датчика.

Микросхема управления

Мозгом сенсора является микросхема BISS0001. Чип считывает и обрабатывает сигналы с PIR-сенсора. В итоге на выходе модуля бинарный цифровой. Есть движение — единица, нет — ноль.

Выбор режима работы

Режим работы модуля задается перемычкой . Есть два режима — режим H и режим L. На фото выше в модуле установлен режим H.

Режим H — в этом режиме при срабатывании датчика несколько раз подряд на его выходе (на OUT) остается высокий логический уровень.

Режим L — в этом режиме на выходе при каждом срабатывании датчика появляется отдельный импульс.

Регулировка режимов работы

На модуле расположено три потенциометра отвечающие за подстройку режима работы:

— регулировка длительности сигнала при обнаружении движения объекта. Время на которое сенсор будет выдавать гарантированно высокий уровень при детектировании объекта. Диапазон длительности: от одной секунды до пяти минут.
— регулировка длительности игнорирования движения при повтором срабатывании датчика. Время на которое сенсор не будет реагировать на движущий объект при циклическом срабатывании датчика. Временной диапазон: от нуля до пяти секунд.
— регулировка чувствительности сенсора.

Световой индикатор

Индикаторный светодиод дублирующий выходной сигнал с датчика движения. При высоком уровне сигнала с модуля — светодиод горит, при низком — не горит.

Датчик освещённости

Датчик освещённости на фоторезисторе GL5528, подкорректирует чувствительность модуля на солнечный свет. Это удобно при необходимости отключение работы сенсора в дневное время суток.

Troyka-контакты

На модуле выведена группа Troyka-контактов:

Сигнальный (S) — цифровой выход сенсора. Используется для передачи текущего состояния модуля. Подключите к цифровому пину микроконтроллера.
Питание (V) — соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
Земля (G) — соедините с землёй микроконтроллера.

Про датчик движения и подключение его к Arduino

Опубликовано: 25.10.2016 19:00

Всем привет, сегодня мы рассмотрим устройство под названием датчик движения. Многие из нас слышали об этой штуке, кто то даже имел дело с этим устройством. Что же такое датчик движения? Попробуем разобраться, итак:

Основные технические характеристики датчика движения(PIR Sensor):

Зона работы датчика: от 3 до 7 метров

Угол слежения: до 110 о

Рабочее напряжение: 4,5. 6 Вольт

Потребляемый ток: до 50мкА

Примечание: Стандартный функционал датчика можно расширить, подключив на пины IN и GND датчик освещенности, и тогда датчик движения будет срабатывать только в темноте.

Инициализация устройства.

При включении, датчику требуется почти минута для инициализации. В течение этого периода, датчик может давать ложные сигналы, это следует учесть при программировании микроконтроллера с подключенным к нему датчиком, или в цепях исполнительных устройств, если подключение производится без использования микроконтроллера.

Угол и область обнаружения.

Угол обнаружения(слежения) составляет 110 градусов, диапазон расстояния обнаружения от 3 до 7 метров, иллюстрация ниже показывает всё это:

Регулировка чувствительности(дистанции обнаружения) и временной задержки.

На приведённой ниже таблице показаны основные регулировки датчика движения, слева находится регулятор временной задержки соответственно в левом столбце приведено описание возможных настроек. В правом столбце описание регулировок расстояния обнаружения.

Подключение датчика:

Типичная схема подключения дана на схеме ниже, в нашем случае датчик показан условно с тыльной стороны и подключен к плате Arduino Nano.

Скетч демонстрирующий работу датчика движения(используем программу Serial Monitor Pro):

Скетч является обычной проверкой работы датчика движения, в нём есть много недостатков, таких как:

Усложнив схему и расширив функционал датчика, можно избежать вышеописанных недостатков. Для этого потребуется дополнить схему модулем реле и подключить обычную лампу на 220 вольт через данный модуль. Сам же модуль реле будет подключен к пину 3 на плате Arduino Nano. Итак принципиальная схема:

В программе присутствует конструкция:

unsigned long prevMillis = 0;

int interval = 1000;

unsigned long currMillis = millis();

// Наши операции заключенные в тело конструкции

Ну и в завершение статьи видео от автора:

https://youtube.com/watch?v=Azw-OjRjpwk

Источник

PIR датчик

PIR датчик представляет собой пироэлектрический инфракрасный (PIR) датчик движения. Подобные датчики часто используются в системах сигнализации и легко обнаруживают присутствие людей или животных. Они малые по габаритам, недорогие, потребляют мало энергии, легки в эксплуатации и практически не подвержены износу.

В PIR датчике присутствуют два важных элемента: пироэлектрический кристалл, который может обнаруживать тепловые сигнатуры от живого организма (человека/животных), и линзы Френеля, которые расширяют диапазон действия датчика. Также в PIR датчике доступно несколько вариантов опций, показанных на следующем рисунке.

Два потенциометра (оранжевый цвет) используются для управления чувствительностью и срабатывания по времени датчика. Основной контакт датчика (Dout) располагается между его контактами Vcc и Gnd. Датчик работает от напряжения 3.3 В, но также может работать и от напряжения 5 В. В левом верхнем углу датчик имеет переключатель режимов своей работы. Всего доступно два режима работы: “H” режим и “I” режим.

В “H” режиме на выходном контакте датчика Dout будет появляться напряжение высокого уровня (3.3V) когда в диапазоне действия датчика будет появляться человек. Спустя некоторое время, устанавливаемое с помощью потенциометра, напряжение на этом контакте становится низкого уровня. То есть в этом режиме напряжение высокого уровня на контакте Dout будет независимо от того присутствует ли еще человек в зоне действия датчика или покинул ее. Этот режим мы будем использовать в нашем проекте – в большинстве случаев он предпочтительней при работе с этим датчиком. Еще его называют режимом “с перезапуском”.

В режиме “I” напряжение высокого уровня (3.3V) на выходном контакте датчика Dout будет только тогда, когда человек находится в зоне действия датчика. Как только человек покинет ее, то спустя некоторое время, регулируемое с помощью потенциометра, на контакте Dout будет напряжение низкого уровня. То есть если вы будете ходить около датчика, то он будет постоянно срабатывать и выключаться. Этот режим еще называется режимом “без перезапуска”.

Примечание: местоположение контактов и потенциометров могут отличаться в зависимости от производителя PIR датчика.

Инфракрасный датчик препятствий E18-D80NK

E18-D80NK – это инфракрасный датчик (обнаружения) препятствий (Infrared Obstacle Avoidance Sensor), отличающийся низкой стоимостью и способный обнаруживать препятствия в диапазоне от 3 до 80 см. Состоит из инфракрасных передатчика (IR Transmitter) и приемника (IR receiver), размещенных в одном модуле. Инфракрасный передатчик излучает модулированный инфракрасный сигнал, который затем отражается от объекта и обнаруживается инфракрасным приемником. Благодаря использованию модулированного инфракрасного сигнала датчик E18-D80NK значительно меньше подвержен влиянию солнечного света.

Инфракрасные датчики E18-D80 используются в роботах для предотвращения столкновения с препятствиями, сборочных линиях на производстве, системах парковки автомобилей, системах умного дома, системах безопасности и многих других приложениях. Диапазон обнаружения может быть отрегулирован индивидуально для каждого применения с помощью специального винта, размещенного на обратной стороне датчика. Сигнал на выходе датчика изменяется в зависимости от обнаружения препятствий. Когда никаких препятствий не обнаружено, он высокого уровня (high), при обнаружении препятствий он изменяет свое состояние на low (низкий уровень). На обратной стороне датчика кроме винта регулировка диапазона обнаружения также расположен светодиод красного цвета, который включается всегда при обнаружении препятствий. Датчик E18 работает от напряжения 5V и в режиме покоя потребляет ток от 5mA до 30mA. Его распиновка показана на следующем рисунке.

Технические характеристики датчика E18-D80NK:

входное напряжение: 5V DC (постоянного тока);
потребление тока: > 25mA (min) ~ 100mA (max);
размеры: 1.7 см (диаметр) x 4.5 см (длина);
длина кабеля: 45 см;
обнаружение объектов: как прозрачных, так и непрозрачных;
диапазон обнаружения: от 3 до 80 см (в зависимости от положения винта на тыльной стороне датчика);
тип выхода: NPN (normally high);
диапазон рабочих температур: -25 °C ~ 55 °C.

Особенности датчиков давления Ардуино

Датчик давления представляет собой небольшой устройство, созданное на основе кремния. Область его использования очень широкая. Их можно встретить как в промышленности, так и в быту. Он способен работать при различных измерениях (относительных, абсолютных). При этом следует учесть, что относительным называют показатель постоянного давления атмосферы, а абсолютным – показатели в вакууме.

Главным элементом датчика называют вакуумную камеру, сделанную из пластика. Именно относительно нее производятся все расчеты для измерения абсолютного давления.

Arduino-шилд для датчиков измерения атмосферного давленияИсточник electronshik.ru

Надежность работы датчика Arduino доказывает тот факт, что многие ведущие производители медицинской и бытовой техники используют именно их. Вместе с датчиком применяется LCD-дисплей, куда выводится вся информация. Чтобы подключить датчик, используют операционный усилитель.

Микроволновый датчик приближения RCWL-0615

Модуль датчика RCWL-0615 является альтернативой обычным датчикам движения PIR, которые широко используются в охранной сигнализации. В ИК-датчиках используется механизм анализа черного тела, что означает, что он проверяет тепло, выделяемое человеческими телами. RCWL-0516 использует доплеровскую радиолокационную технологию для обнаружения движущихся объектов. Он работает на частоте около 3,2 ГГц и использует чип обработки RCWL-9196.

RCWL-0516 излучает микроволны и анализирует отраженные волны, чтобы проверить наличие каких-либо изменений. Эти датчики могут обнаруживать движущиеся объекты через стены и другие материалы и имеют диапазон чувствительности до 7 метров. Обычно они дешевле и менее подвержены ошибкам. При обнаружении движения выходной контакт (OUT) уровня TTL датчика переключается с НИЗКОГО (0 В) на ВЫСОКОЕ (3,3 В) в течение конечного времени (от 2 до 3 с), а затем возвращается в свое состояние покоя (НИЗКОЕ).

Основные характеристики RCWL-0615

Мощность передачи: 20 мВт (минимум) / 30 мВт (максимум)
Входное напряжение: 4–28 В постоянного тока
Расстояние обнаружения: 5–7 м
Частота датчика: ~ 3,2 ГГц

Распиновка RCWL-0615

VIN — 4В — 28В DC источник питания
CDS — вход отключения датчика (низкий = отключить) (для датчиков LDR)
GND — Земля
3volt — выход постоянного тока (максимум 100 мА)
OUTPUT — HIGH /LOW(3.3 V) ВЫХОД — ВЫСОКИЙ / НИЗКИЙ (3.3 В) (в соответствии с обнаружением движения)

Теперь, когда мы знакомы с датчиком, который мы используем, и с тем, как работает технология, давайте погрузимся в сам проект.

Как выглядит и где используется

Рабочая пластина датчика состоит из кристаллических веществ, которые имеют свойство при попадании света на них поляризоваться. И от того насколько изменится интенсивность излучения зависит изменение и поляризации, а как следствие это вызывает изменение напряжения в электрическом поле кристаллического элемента. Следовательно, если измерить разность потенциалов на разных точках кристаллической пластины можно узнать и величину излучения.

Это основной физический принцип, по которому работают датчики присутствия, с центральным пироэлектрическим элементом. Он помещается в герметичный или пластиковый корпус.

Такие детекторы движения с успехом применяются:

в промышленных системах охранной сигнализации;
управление освещением в квартирах или офисных помещениях. Часто эти детекторы помогают автоматизировать процесс освещения;
в системах «Умный дом».

Прибор может зафиксировать движение — электрическая цепь замкнется и включится освещение. Также он сработает и в обратную сторону — если людей в помещении уже нет, то нет и движения, соответственно цепь размыкается и свет гаснет.

Датчик расстояния в проектах Arduino

Способность ультразвукового датчика определять расстояние до объекта основано на принципе сонара – посылая пучок ультразвука, и получая его отражение с задержкой, устройство определяет наличие объектов и расстояние до них. Ультразвуковые сигналы, генерируемые приемником, отражаясь от препятствия, возвращаются к нему через определенный промежуток времени. Именно этот временной интервал становится характеристикой помогающей определить расстояние до объекта.

Описание датчика HC SR04

Датчик расстояния Ардуино является прибором бесконтактного типа, и обеспечивает высокоточное измерение и стабильность. Диапазон дальности его измерения составляет от 2 до 400 см. На его работу не оказывает существенного воздействия электромагнитные излучения и солнечная энергия. В комплект модуля с HC SR04 arduino также входят ресивер и трансмиттер.

Ультразвуковой дальномер HC SR04 имеет такие технические параметры:

Питающее напряжение 5В;
Рабочий параметр силы т ока – 15 мА;
Сила тока в пассивном состоянии -6 с.

Датчик оснащен четырьмя выводами (стандарт 2, 54 мм):

Контакт питания положительного типа – +5В;
Trig (Т) – выход сигнала входа;
Echo (R) – вывод сигнала выхода;
GND – вывод «Земля».

Схема взаимодействия с Arduino

Для получения данных, необходимо выполнить такую последовательность действий:

Подать на выход Trig импульс длительностью 10 микросек;
В ультразвуковом дальномере hc sr04 подключенном к arduino произойдет преобразование сигнала в 8 импульсов с частотой 40 кГц, которые через излучатель будут посланы вперед;
Когда импульсы дойдут до препятствия, они отразятся от него и будут приняты приемником R, что обеспечит наличие входного сигнала на выходе Echo;
На стороне контроллера полученный сигнал при помощи формул следует перевести в расстояние.

При делении ширины импульса на 58.2, получим данные в сантиметрах, при делении на 148 – в дюймах.

Подключение HC SR04 к Arduino

Выполнить подключение ультразвукового датчика расстояния к плате Arduino достаточно просто. Схема подключения показана на рисунке.

Контакт земли подключаем к выводу GND на плате Arduino, выход питания соединяем с 5V. Выходы Trig и Echo подсоединяем к arduino на цифровые пины. Вариант подключения с помощью макетной платы:

Библиотека для работы с HC SR04

Для облегчения работы с датчиком расстояния HC SR04 на arduino можно использовать библиотеку NewPing. Она не имеет проблем с пинговыми доступами и добавляет некоторые новые функции.

К особенностям библиотеки можно отнести:

Возможность работы с различными ультразвуковыми датчиками;
Может работать с датчиком расстояния всего через один пин;
Отсутствие отставания на 1 секунду при отсутствии пинга эха;
Для простой коррекции ошибок есть встроенный цифровой фильтр;
Максимально точный расчет расстояния.

Скачать бибилотеку NewPing можно здесь

Точность измерения расстояния датчиком HC SR04

Точность датчика зависит от нескольких факторов:

температуры и влажности воздуха;
расстояния до объекта;
расположения относительно датчика (согласно диаграммы излучения);
качества исполнения элементов модуля датчика.

В основу принципа действия любого ультразвукового датчика заложено явление отражения акустических волн, распространяющихся в воздухе. Но как известно из курса физики, скорость распространения звука в воздухе зависит от свойств этого самого воздуха (в первую очередь от температуры). Датчик же, испуская волны и замеряя время до их возврата, не догадывается, в какой именно среде они будут распространяться и берет для расчетов некоторую среднюю величину. В реальных условиях из-за фактора температуры воздуха HC-SR04 может ошибаться от 1 до 3-5 см.

Фактор расстояния до объекта важен, т.к. растет вероятность отражения от соседних предметов, к тому же и сам сигнал затухает с расстоянием.

Также для повышения точности надо правильно направить датчик: сделать так, чтобы предмет был в рамках конуса диаграммы направленности. Проще говоря, “глазки” HC-SR04 должны смотреть прямо на предмет.

Для уменьшения ошибок и погрешности измерений обычно выполняются следующие действия:

усредняются значения (несколько раз замеряем, убираем всплески, потом находим среднее);
с помощью датчиков (например, DHT11 или DHT22) определяется температура и вносятся поправочные коэффициенты;
датчик устанавливается на серводвигатель, с помощью которого мы “поворачиваем голову”, перемещая диаграмму направленности влево или вправо.

Использование

После сборки и прошивки устройство требует загрузки конфигурации (с помощью утилиты).
При подключении к USB нормальная работа устройства приостанавливается, очередь неотправленных сообщений очищается.
При неудачной отправке SMS, устройство произведет повторную попытку через 2 минуты, затем через 5, 10, 20, дважды через 40 и затем каждые 12 часов.
После принятого звонка, он будет завершен через 3 минуты.
Звуковая сигнализация включается на 30 секунд.
События «открытие двери», «движение» и «изменения освещения» срабатывают не чаще, чем раз в 20 мин.
Если питание устройства отсутствует более 3 часов, то записанная история измерения температуры сбрасывается.

Подключение датчика к Ардуино

Подключение датчика движения к Ардуино не представляет особой сложности. На датчик надо подать питание (обычно 5 В, но могут быть и другие варианты), а также присоединить выход сенсора к цифровому входу Ардуино. Схема подключения проста, ее можно наглядно рассмотреть на рисунке:

Контактная группа датчика состоит из трех электродов. Два из них подают питание с Ардуино на датчик, а третий передает сигнал с его выхода на управляющее устройство. Земля (на рисунке это черный провод) подключается к контакту GND группы «power» микрокомпьютера. Рядом с ним находится контакт питания +5 V, к которому надо подключить соответствующий контакт датчика (красный провод на рисунке). Выход, или сигнальный (желтый) провод присоединяют к контакту 2 группы «digital» (так показано на рисунке, но фактически можно подключиться к любому цифровому контакту на плате Ардуино).

Способ подключения ИК датчиков к Ардуино один и тот же, он не меняется при введении другого скетча. Есть разные модели микропроцессоров, отличающиеся от Arduino Uno некоторыми параметрами (количество слотов, размер памяти и тому подобное). Выбор модели зависит от сложности будущих задач и от степени подготовки пользователя.

Характеристики прибора

Датчик присутствия (Аrduino или Steinel ir quattro) представляют собой разновидность фиксаторов движения. Под этим понятием подразумевается инфракрасный прибор электронного образца. Это прибор способен обнаружить перемещение человека в заданной области контроля. При этом он коммутирует с питанием различных электроприборов (наиболее часто с освещением).
Принцип работы устройства базируется на отслеживании датчиком уровня инфракрасного излучения в заданной области работы (особенно пироэлектрического типа). Здесь в роли сенсора выступает первичный преобразователь. Он является элементом сигнального, измерительного, регулирующего, а также управляющего устройства системы, которая преобразует контрольные величины в сигнал, удобный для пользования. Иначе это можно выразить следующим образом: сенсор – элемент системы, необходимый для измерения неэлектрических величин электрическим способом.

Принцип работы

Любой человек, а вернее его тело, излучает температуру отличную от нуля (за ноль в данной ситуации берется -273°С). В результате человек обладает электромагнитным тепловым излучением. Именно это излучение улавливается прибором в качестве сигнала.
При улавливании тепловых лучей, они фиксируются на сегментной линзе и перенаправляются к пиродетектору. При передвижении тела в заданной прибору области происходит оценка датчиком теплового излучения пиродетектором и создание в нем напряжения. Созданное напряжение применяется в качестве сигнала для электроники.
Пиродатчик с помощью линзы, обладающей высокой разрешающей способностью, позволяет создать для помещения типичную и квадратную зону охвата. Именно в ней датчик и будет регистрировать самые мельчайшие движения.

На выходе сенсора монотонный сигнал определяется уровнем инфракрасного излучения, который был усреднен в области работы датчика.
Для определения, перемещается ли объект в контролируемой области, в устройстве применяется линза Френеля. В редких случаях вместо данной линзы используется система специально вогнутых сегментных зеркал/линз. С помощью такой системы или линзы и происходит проекция теплового излучения на пиросенсоре, преобразуя его в электроимпульс.
В зависимости от того, насколько датчик был настроен по чувствительности, происходит выдача двух или трех импульсов.
Такой принцип работы позволяет наиболее эффективно организовать освещение в помещениях, где имеется высокий процент «проходящих» людей.

Инфракрасный датчик движения hc sr501