آموزش نصب سنسور حرکتی برای روشن و خاموش کردن چراغ بصورت اتوماتیک

ارسال توسط

در تاریخ 2023/04/04

در این پروژه می‌خواهیم شما را با نحوه نصب سنسور حرکتی برای چراغ با آردوینو آشنا کنیم تا وقتی شخصی در جایی که سنسور قرار گرفته حرکت می‌کند، چراغ به صورت خودکار روشن شود؛ پس با بلاگ بهنام رباتیک همراه باشید.

سنسور حساس به حرکت که PIR از جمله محبوب‌ترین آنهاست، پس از هماهنگ شدن با آردوینو می‌تواند کوچک‌ترین حرکات را شناسایی و سپس چراغ را روشن کند.

شما با فراگیری این پروژه می‌توانید کاری کنید که وقتی سنسور PIR حرکت را تشخیص می‌دهد، چراغ وصل شده به خروجی آن به مدت 1 دقیقه روشن بماند. در واقع این همان شیوه کاری چراغ‌های حساس به حرکت به کار رفته در مجتمع‌های اداری و مسکونی می‌باشد. در چنین مکان‌هایی معمولاً وقتی کسی یا چیزی تکان می‌خورد، چراغ به مدت 1 تا 2 دقیقه روشن می‌ماند.

بدیهی است که اگر سنسور حرکت را تشخیص بدهد ولی چراغ را تنها به مدت 1 ثانیه روشن نگه دارد، فایده چندانی نخواهد داشت زیرا لامپ، مهتابی یا چراغ باید حداقل 1 تا 2 دقیقه روشن بماند تا نور کافی برای افراد وجود داشته باشد. معمولاً بعد از طی شدن این مدت زمان، چراغ خاموش خواهد شد ولی چنان‌چه شخص باز هم در نزدیکی سنسور حرکت کند، چراغ 1 یا 2 دقیقه دیگر روشن می‌شود. این چرخه تا زمان مورد نیاز کاربر، تکرار خواهد شد.

نکته: شما می‌توانید تعیین کنید که مدت زمان روشن ماندن چراغ پس از تشخیص حرکت چه‌قدر باشد. برای انجام این کار، می‌بایست ادامه مطلب را مطالعه کرده و کد مربوطه را در آردوینو آپلود کنید.

لوازم مورد نیاز برای پروژه نصب سنسور حرکتی برای چراغ

برای انجام پروژه نصب سنسور حرکتی برای چراغ لوازم زیر را نیاز خواهید داشت که با کلیک کردن روی هر کدام از آنها می‌توانید کالای مدنظر را خریداری کنید.

مهمترین لوازم مورد نیاز برای انجام این پروژه که به چراغ کمک خواهد کرد حرکات را تشخیص دهد، سنسور PIR است. PIR حسگری است که با شناسایی اشعه‌های مادون قرمز حرکات مختلف را تشخیص می‌دهد. تشخیص‌‌دهنده به کار رفته در این سنسور می‌تواند پس از شناسایی حرکت و با توجه به نحوه طراحی مدار، نسبت به آن واکنش نشان دهد. این سنسور همچنین قادرست که حرکات غیر انسان‌ها مانند توپ در حال چرخش را هم شناسایی کند زیرا وقتی تکان می‌خورند، اصطکاک به وجود می‌آورند و گرما تولید می‌کنند و سبب ایجاد اشعه مادون قرمز می‌شوند و در نهایت سنسور PIR آنها را تشخیص می‌دهد.

آشنایی با پین‌های سنسور PIR قبل از آغاز پروژه نصب سنسور حرکتی برای چراغ

سنسور PIR سه پین دارد که در ادامه به معرفی آنها پرداخته‌ایم:

پین شماره 1 وظیفه دریافت ولتاژ DC را بر عهده دارد. سنسور PIR به ولتاژ بین 5 تا 9 ولت DC نیاز خواهد داشت تا کار کند. ما در این پروژه از ولتاژ 6 ولت استفاده می‌کنیم. شما می‌توانید این نیرو را با یک آداپتور سوئیچینگ DC یا چهار باتری قلمی که به صورت سِری وصل شده‌اند، ایجاد نمایید. در ادامه می‌بایست این ولتاژ از طریق پین شماره 1 به سنسور PIR وارد شود.

پین شماره 2 همان اتصال به زمین (GND) یا پین منفی است. به این قسمت باید ترمینال منفی منبع تغذیه را متصل نمایید.

پین شماره 3 خروجی ماژول PIR است. وقتی حرکتی توسط ماژول تشخیص داده می‌شود، خروجی آن زیاد خواهد شد و به 3 ولت خواهد رسید. وقتی هم که حرکتی نباشد، خروجی کاهش خواهد یافت و طبیعتاً ولتاژی نیز دریافت نخواهد کرد. لازم به ذکر است که هنگام افزایش ولتاژ پین خروجی، چراغ متصل شده به آن روشن می‌گردد.

سنسور PIR تا فاصله 6 متری و زاویه 70 × 110 درجه را پوشش می‌دهد تا یکی از بهترین حسگرهای تشخیص حرکت در سطح بازار باشد. این یعنی این سنسور تا 110 درجه عمودی (از بالا به پایین) و 70 درجه افقی (از چپ به راست) را پوشش خواهد داد.

بهترین روش برای امتحان دقت این سنسور، زمانی است که پروژه نصب سنسور حرکتی برای چراغ را به اتمام رسانده‌اید زیرا در آن موقع می‌توانید با جابه‌جا شدن در اطراف سنسور، دقت آن را بیازمایید و ببینید در چه زوایایی می‌تواند و در چه زوایایی نمی‌تواند حرکت شما را تشخیص دهد. تقریباً مطمئن‌ترین شیوه برای شناسایی نقاط کور و دور از دسترس سنسور PIR، آزمون و خطاست تا در نهایت بهترین مکان برای قرارگیری آن را معین کنید.

در کنار سنسور، به یک چراغ LED نیز نیاز خواهد بود تا وقتی PIR تشخیص داد که حرکتی در نزدیکی آن رخ داده، چراغ را روشن کند.

شما می‌توانید جهت انجام پروژه نصب سنسور حرکتی برای چراغ از هر نوع بورد آردوینو استفاده کنید. به علاوه، به یک کابل USB هم نیاز خواهید داشت که در یک طرف آن کانکتور USB A و در طرف دیگر آن کانکتور USB B قرار دارد. کانکتور USB A به رایانه وصل خواهد شد و کانکتور USB B وارد درگاه USB بورد آردوینو می‌شود. با این کار، می‌توانیم برنامه‌نویسی خود را انجام دهیم و کدهای مربوطه را در آردوینو آپلود کنیم.

شماتیک مدار پروژه نصب سنسور حرکتی برای چراغ

در پروژه نصب سنسور حرکتی برای چراغ، باید برد آردوینو و سنسور PIR را مانند تصویر زیر به هم وصل کنید.

شماتیک مدار نیز به شکل زیر است.

پین شماره 1 سنسور تشخیص حرکت PIR به ترمینال ولتاژ 5 ولت DC آردوینو وصل می‌شود. پین شماره 3 آن نیز به پین اتصال به زمین (GND) آردوینو متصل می‌گردد و پین شماره 2 (خروجی) را هم به پین دیجیتالی D3 آردوینو می‌زنیم.

با این روش، پین‌های شماره 1 و 3 انرژی مورد نیاز خود یعنی 5 ولت را از آردوینو دریافت خواهند کرد. در واقع از طریق همین پین‌ها خواهد بود که سنسور PIR قدرت کافی برای فعالیت را به دست خواهد آورد.

به علاوه، از طریق پین شماره 2 هم آردوینو خروجی را دریافت می‌کند. بر این اساس، وقتی سنسور حرکتی را تشخیص نمی‌دهد، خروجی LOW خواهد شد و آردوینو هیچ سیگنال ولتاژی به دست نخواهد آورد اما وقتی حرکت تشخیص داده شد، آردوینو ولتاژ سیگنال را دریافت خواهد کرد و به وسیله بعدی مانند چراغ LED دستور خواهد داد تا روشن شود.

لامپ LED که قرار است در پروژه نصب سنسور حرکتی برای چراغ به کار برود، به پین شماره 13 و اتصال به زمین بورد وصل می‌شود؛ پین آند به پین 13 و پین کاتد به پین اتصال به زمین (GND). توجه داشته باشید که به هیچ مقاومت اضافه‌ای برای محدود کردن جریان LED نیاز نخواهد بود چرا که پین 13 خودش به صورت پیش‌فرض مجهز به مقاومت محدودکننده جریان می‌باشد.

کدهای پروژه نصب سنسور حرکتی برای چراغ

پس از اینکه برد آردوینو را با کابل USB به رایانه وصل کردید، باید کد مربوطه را آپلود کنید تا بفهمد وقتی حرکت تشخیص داده شد، چراغ LED را روشن کند.

کد زیر چراغ LED متصل به پین 13 را در زمان تشخیص حرکت توسط سنسور PIR، روشن خواهد کرد.

				
					//code for motion sensor circuit
const int ledPin= 13;
const int inputPin= 2;

void setup(){
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(inputPin, INPUT);
}

void loop(){
int value= digitalRead(inputPin);

if (value == HIGH)
{
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(60000);
digitalWrite(ledPin, LOW);
}
else
{
digitalWrite(ledPin, LOW);
}
}

توضیح کدهای پروژه نصب سنسور حرکتی برای چراغ

اولین خط کدهای این پروژه پین LED یعنی همان پین 13 را انتخاب می‌کند. دومین خط سراغ پین ورودی یا پین 2 می‌رود که نشان‌دهنده سنسور PIR است.

قسمت بعدی کدها LED را به عنوان پین خروجی و پین ورودی را به عنوان پین ورودی تعیین می‌کند.

قسمت سوم مقدار سنسور را شناسایی و آن را به یک عدد صحیح تبدیل خواهد کرد.

قسمت چهارم نیز پس از تشخیص حرکت توسط PIR، تعیین می‌کند که پین سنسور HIGH یا LOW است. اگر LOW بود، حسگر حرکتی تشخیص نداده و اگر HIGH بود، چراغ LED روشن خواهد شد و مشخص می‌کند که حرکتی رخ داده است.

لامپ LED به مدت 60000 میلی‌ثانیه که برابر با 1 دقیقه است، روشن می‌ماند. پس از پایان یافتن این مدت زمان، LED خاموش خواهد شد. شما می‌توانید این کد را تغییر دهید تا LED مثلاً 5 ثانیه روشن بماند. برای انجام این کار، مقدار قرار گرفته در جلوی delay() را تغییر دهید. لازم به ذکر است که 5 ثانیه برابر با 5000 میلی‌ثانیه، 2 دقیقه برابر با 120000 میلی‌ثانیه، 30 ثانیه برابر با 30000 میلی‌ثانیه و . . . می‌باشد.