Come progettare un sensore infrarosso (PIR)

Questo articolo descrive l'hardware ed il software richiesto per un sensore ad infrarossi completamente funzionante con una unità di controllo remoto associata. L'unità di controllo remoto modifica l'algoritmo chiave dei parametri di rilevamento che sono memorizzati nell'aria di memoria flash dell'MC68HC908JK1/3.

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Il sensore PIR è montato dietro una lente Fresnel. Il segnale di uscita dal sensore è amplificato e condizionato da due elementi di un amplificatore operazionale, prima di essere connesso direttamente ad un canale analogico-digitale (A/D) del microcontroller (MCU) che è il tradizionale approccio analogico. In alternativa, può essere accoppiato all' ingresso AC del microcontroller tramite una rete R/C che costituisce la base per il metodo di rilevazione alternativo Delta Sigma. L'uscita "intruder detect" è un segnale che viene utilizzato per indicare al PIR unità madre che un evento di intrusione valido è stato rilevato. In questa applicazione, un diodo emettitore di luce (LED) è usato per indicare una condizione di allarme. Normalmente, si tratta di un dispositivo per l'attivazione di dispositivi d'allarme, quali un relè, transistor, ecc

Caratteristiche
Caratteristiche del PIR:

Usare un microcontroller a basso costo come l'MC68HC908JK1/3 ha molti vantaggi comparato ad un analogo circuito dato che il microcontroller può applicare un'intelligenza in real time ai dati che i sensori inviano in ingresso. Questa intelligenza forma il cuore dell'algoritmo di rilevamento di intrusi; il vantaggio è incrementato dall'abilità dell'utente di modificare dei parametri chiave dell'algoritmo, che sono memorizzati nella memoria FLASH. I parametri nella memoria FLASH sono regolati da comunicazioni infrarosse a due vie usando un'unità REMOTA. L'utilizzo di un microcontrollore provvede inoltre il progettista con un metodo alternativo di amplificazione dei sensori, che impiega un numero minore di componenti rispetto all'approccio con operazionali.

remote_control_dev_board

analog_pir_schematic

mc68hc908gp32_programmer_circuit

Source Code (Abstract)

////////////
// main() //
////////////
void main( void )
{
MicroStartUp();
while( 1 )
{
STOP();
ServiceWatchDog();
////////////////////////////////////////////////////////////
// by virtue of the fact that we have got to this part of //
// the software a KEYBOARD interrupt must have ’fired’. //
////////////////////////////////////////////////////////////
Initialise908GP32();
if ( GetPirPassword() )
{
do {
ServiceWatchDog();
ReadButtons();
IRCommsCheck();
RS232CommsCheck();
ModeCheck();
////////////////////////
// 10ms do-while sync //
////////////////////////
while ( !flags1.bit._10MS_LOOP );
flags1.bit._10MS_LOOP = 0;
} while ( ++stop_counter < _5MINUTE );
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// there must have been 5mins of no button activity OR a password problem //
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
PrepareForSTOP();
}
} // main()
//-----------------------------------------------

Uno dei più importanti fattori da considerare quando si progetta un sistema di allarme antiintrusi è che devono offrire una buona sensibilità combinata con un'alta immunità ai falsi allarmi. I sensori pirolitici usati in un sistema di allarme forniscono un'ampiezza di uscita molto bassa, che è proporzionale ai cambiamenti della radiazione infrarossa incidenti che cadono su di essi. Tradizionalmente, un'amplificazione multi-stadio si usa per condizionare l'uscita del sensore per fornire un segnale utilizzabile. Dopo ogni operazione analogica di lettura/memorizzazione viene effettuato un test di differenza di ampiezza.

Procedura di programmazione

Nota: Il PIR MC68HC908JK1/3 è incluso nel circuito, non c'è nessuno zoccolo separato.

Lista di materiali per l'unità PIR

Resistors

Miscellaneous

Capacitors

Semiconductors

L'unità PIR è basata sull'MC68HC908JK1/3, microcontroller flash basato su 1536/4096 byte, il "9" nella parte numerica lo denota come dispositivo flash. La dimensione minima della memoria flash che può essere cancellata in una volta è di 64 bytes e la massima che può essere programmata in una volta è di 32 bytes. Questo progetto usa l'ultimo blocco da 64 byte dello spazio per codice come una memoria non volatile da 32 byte. Questa caratteristica allevia la necessità di una memoria IC esterna come un I2C ad 8 pin 2-wire.

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Source: Passive Infra Red (PIR) for Security Peripherals