PIRによる静的な人間の検出

投稿では、静的または静止した人間の存在さえも検出するパッシブ赤外線センサーの機能を強化するためにおそらく使用できる方法について説明しています。この機能は通常、従来のPIRセンサーでは不可能です。

PIRが人間の存在を検出する方法

このウェブサイトで多くのPIRベースのモーションディテクタアプリケーションについてすでに説明しましたが、これらのアプリケーションはすべて、PIRがその存在を検出し続けるために、人間の存在が常に動いている必要があります。これは、これらのユニットが感知できない大きな欠点のようです。一定または静止した人間の占有。

ただし、上記の欠点には理由があります。従来のPIRセンサーは、フロントレンズの2つの平行なスロットを介して人体からのIR信号を感知することで機能し、その内部回路は、IR信号がこれらの感知スロット（「ビジョン」）間を通過するときにのみアクティブになります。

センシングスロット間でのIR信号の交差により、PIR回路は情報を2つの対応する交流パルスに変換し、次に整流されてPIRの出力ピンでトリガー電圧を生成します。

PIRがステーショナリーターゲットを検出できない

これは、IRソースが静止している場合、出力ピンの両端にトリガーを生成するようにPIRモジュールに要求しないことを意味します。また、ソースからのIR信号は、ゾーン内の特定の人間を感知できるようにするために、特定のPIR検出スロットを通過し続ける必要があることも意味します。

PIRモジュールはこれに対して内部的に変更できないため、これに対する直接または単純な救済策はないようです。これにより、ユニットは静止した人間の存在を検出できなくなります。

ただし、論理的な遵守により、PIRモジュールをアクティブに保つために必要となる可能性のあるさまざまなIRソースがある場合は、対象ではなくPIR自体を一定の動きに強制しないでください。

この概念は、振動するPIRモジュールと検出ゾーンにいる静的な人間を示す次のGIFシミュレーションから視覚化できます。

ここでは、振動するPIRが問題にどのように適応し、それ自体を変換して静的なIR対象の検出を可能にするかを確認できます。

これが可能になるのは、PIRモジュールがその動きによって、静止IRソースを2つの受信スロット全体で連続的に変化するIRイメージングに変換するためです。

アイデアは複雑に見えますが、実際には、低速で発振するPwM制御のモーター回路を使用して簡単に解決できます。

次のセクションでは、メカニズム全体と回路の詳細について学習します。

すでに説明したように、従来のPIRモジュールは、移動する生体のみを検出でき、静止したターゲットを識別できないため、人間の動き検出器としての用途が制限されます。

このようなシナリオで動機のない人間の占有の検出が必要になるアプリケーションの場合、従来のPIRは役に立たなくなる可能性があり、それ自体をアップグレードするための外部配置が必要になる場合があります。

静止したターゲットを検出するためのPIRの設計

上記のセクションでは、ターゲットを動かす代わりに、PIRモジュール自体を特定の半径上に移動して、目的の静的ターゲット検出を実装できることを学びました。

次のセクションでは、提案された発振のために小さなDCモーターに取り付けられたPIRで使用できる簡単な回路メカニズムについて学習します。

PWM /フリップフロップ制御モータードライバー

システムは基本的に必要です PWM制御の速度決定とフリップフロップの切り替え モーター用。次の図は、単純な回路を使用して、これらの機能をPIRモーターに関連付ける方法を示しています。

示されている回路は、6つのインバーターNOTゲートを含む単一のICHEF40106六角反転シュミットゲートICを利用しています。

ゲートN1およびN2は、バッファを形成するゲートN4、N5、N6に供給される調整可能なPWM出力を生成するように構成されています。

これらのバッファゲートからの共通出力は、モータードライバMOSFETのゲートで終端されます。

PWMの内容は、P1を使用して設定されます。これは、DPDTリレー接点のセットを介して接続されたモーターに最終的に適用されます。

これらのリレー接点は、モーターの動きの方向（時計回りまたは反時計回り）を決定します。

このフリップフロップDPDTリレー接点は、ゲートN3の周囲に構成された非安定タイマーによって制御されます。コンデンサC3 / R3は、モーターが一貫して回転方向を変更できるようにするためにリレーを切り替える必要がある速度を決定します。

上記の設計により、モーターは、特定のラジアルゾーン全体で必要な低速および前後の振動運動を実行できます。

C3は、5〜6秒ごとに切り替えを開始するように選択できます。また、PIRのスロットがターゲットのIR信号と交差することを確認するだけでよいため、PWmを調整してモーターの動きを非常に遅くすることができます。タイムリーな方法。

ただし、モーターの動作が遅いため、PIRからの出力は、モーターの動きが人間の占有からIRラインを交互に切断している間、接続された負荷がオフとオンに切り替わらないように、遅延オフタイマーによって維持される必要があります。

遅延タイマー

以下 遅延タイマー回路ステージ PIR出力が検出されたパルスを生成するたびに、タイマーからの遅延が5〜10秒間延長され、接続された負荷がプロセス中に中断されないようにするために使用できます。

上記の設定では、前の段落で説明したように、PWM /フリップフロップステージから電気駆動電源を受け取るモーターを見ることができます。

モーターのスピンドルは、PIRがクランプされている水平シャフトと結合しているのがわかります。これにより、モーターが移動すると、PIRはそれに応じて半径方向に前後に変化します。

上記のPIRモーションが誘導されている間、ゾーン内の静止ターゲットからのIR信号は、青い線で示されたPIRの出力ピンで生成される短い交互パルスの形で検出されます。

これらのパルスは、各パルスで充電される1000uFコンデンサの両端に印加され、プロセス中に中断することなくBC547が導通モードに保たれるようにします。

BC557ステージで構成されるリレードライバは、BC547コレクタからの上記の安定した信号に応答し、PIRが人間の存在を検出し続ける限り、リレーをオンに保ちます。

したがって、リレー負荷は、その領域に静止した人間が存在するため、継続的にアクティブ化されたままになります。

ただし、人間の占有が削除された場合、またはターゲットがゾーンから離れた場合、遅延タイマーステージは、ゾーンが再びキャプチャされるまで、リレーと負荷を規定の5〜10秒間アクティブにした後、永続的に停止します。潜在的なIR放射源による。

パーツリスト

• R1、R4 = 10K
• R2 = 47オーム
• P1 = 100K POT
• D1、D2 = 1N4148
• D3 = MUR1560
• C1、C2 = 0.1uF / 100V
• Z1 = 15V、1/2ワット
• Q1 = IRF540
• Q2 = BC547
• N1 --- N6 = IC MM74C14
• DPDT = DPSTスイッチまたはDPDTリレー
• R3、C3は試行錯誤によって決定されます

更新：

静的な人間の存在を検出するための上記で説明したPIR回路は、次のGIFシミュレーションに示すように、信号チョッパー回路を使用することで大幅に簡略化できます。

注意深く調べると、実際には振動運動は必要ないことがわかります。モーターとチョッパーブレードは、 より低いレベルでのモーター速度 。

これにより、意図した静的PIR検知操作も効果的に実行されます。

PIRの静的な人間の検出を証明するビデオデモ