Sensor PIR Arduino em Alarme para Automação Residencial

O Sensor PIR Arduino é um produto para automação residencial desenvolvido para auxiliar na segurança dos mais diversos ambientes. Os métodos de verificação de movimento e presença são bastante diversificados no mundo da eletrônica, basta escolher o que melhor se adapta ao projeto.

Visando incrementar os processos de automação, o sensor PIR de movimento possui a capacidade de verificar o ambiente e gerar um sinal sempre que detectada uma movimentação diferente no local. Estes sensores são normalmente pequenos, econômicos, de baixo custo e de fácil instalação, o que explica sua ampla utilização em aplicações domésticas e comerciais.

Diversos ambientes já são desenvolvidos com lâmpadas que se ascendem automaticamente quando verificada a presença de alguém, o que eliminou a necessidade de um interruptor. Nestes casos, é normal observarmos preso ao teto, um sensor PIR de movimento.

 

Sensor PIR Arduino de Movimento

Ele é um sensor desenvolvido com princípios infravermelhos passivo, ou seja, o dispositivo não gera e não irradia energia IR (Infrared) durante o processo de detecção. Trabalha através da detecção de energia infravermelha emitida pelos corpos que ultrapassam seus limites de verificação.

Todo objeto com temperatura superior ao zero absoluto possuem energia térmica emitida em forma de radiação, normalmente invisível ao olho humano, porém podem ser detectadas por sensores especiais como o PIR.

Baseado em um Efeito Piroelétrico em que a mudança na temperatura causa uma expansão térmica o PIR possui a capacidade de gerar uma carga elétrica através do efeito piezoelétrico.

A área de detecção do componente Infrared instalado no Sensor PIR Arduino de Movimento é constituída por feixes duplos que verificam a variação do movimento entre seus pares. Cada feixe possui a capacidade de detectar a radiação IR a uma certa distância que irá variar de acordo com a sensibilidade do sensor.

Tendo em vista que o componente Infrared é apenas um emissor de feixe duplo com campo bastante limitado. O Sensor de Movimento Arduino possui um encapsulamento plástico que o cobre e possui lentes especiais baseadas nas lentes de Fresnel que aumentam o campo de visão do equipamento.

Por mais que tenha uma teoria parcialmente complexa, o Sensor é um equipamento de fácil utilização e instalação contando com apenas três pinos, dois de alimentação e um de comunicação.

Constituído de dois trimpots, um destes realiza a regulagem do tempo em que o sinal continua sendo enviado quando acionado e o outro a sensibilidade de detecção do Sensor. Além dos recursos citados anteriormente, o Sensor PIR de Movimento conta ainda com um jumper para ajuste do modo de acionamento, podendo ser High ou Low.

Seu desenvolvimento é bastante complexo e usual, uma vez que possibilita sua inclusão em projetos sem necessariamente utilizar-se de um Arduino. O sinal gerado corresponde diretamente à alimentação que é introduzida no módulo através dos pinos VCC e GND.

 

Produtos Utilizados no Teste

– Arduino Uno R3 + Cabo USB;

– Sensor PIR / Sensor de Movimento para Arduino – HC-SR501;

– Módulo Relé 5V 10A 1 Canal com Optoacoplador;

– Sirene para Alarme Monotonal 12V 120dB de Alta Potência;

– Fonte de Alimentação Chaveada 12VDC 1A;

– Jumpers.

 

Esquema de Ligação Sensor PIR Arduino

O esquema de ligação deste projeto é bastante simples tendo em vista que tanto o Sensor PIR de movimento quanto o Módulo Relé possuem apenas 3 fios de conexão para alimentação e funcionamento.

Como já vimos anteriormente em outros projetos, utilizamos um pino digital como pino de  alimentação para eliminar a necessidade de uma protoboard, ou seja, o pino D9 que normalmente é utilizado como pino de comunicação, neste nosso projeto ele está em nível alto alimentando o Módulo Relé.

Como vimos, o esquema de ligação não possui grandes segredos, nossa alteração nos pinos irá ter maior interferência apenas durante a fase de desenvolvermos o software que iremos utilizar.

O que geralmente causa um pouco de incertezas ao trabalhar-se com módulos relés é quanto a conexão de equipamentos nos bornes de controle que são Normalmente Aberto (NA ou NO), Normalmente Fechado (NF ou NC) e Comum (COM). Veja abaixo como fica a ligação da sirene que irá realizar o disparo do nosso Alarme com Sensor de Movimento.

Com isto, concluímos o nosso esquema de ligação dos componentes utilizados em nosso projeto, todos os procedimentos extremamente simples e fácil de se compreender e desenvolver.

 

Código de Funcionamento Sensor PIR de Movimento

O código assim como o esquema de ligação é bastante simples, o que o torna diferente dos demais vistos é o fato de possuir um pino digital como pino de alimentação. Isto ocorre já que atribuímos o pino como um pino de saída (OUTPUT) e sempre em nível alto (HIGH), estas configurações tornam este pino, um pino 5V como qualquer outro de alimentação.

CUIDADO: Este procedimento necessita de um certo cuidado, o equipamento que for ligado nestes 5V não pode exceder a corrente máxima da porta digital que é menor que a de alimentação. Um excesso na corrente pode causar danos ao seu equipamento.
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Como podemos observar, o código está totalmente comentado e é de fácil compreensão, ao testar o produto notou-se que o mesmo possui uma sensibilidade bastante acentuada, choques e deslocamentos podem ser tratados como movimento e realizar o disparo da sua sirene.

 

Esquema de Ligação Sensor PIR sem Arduino

Através dos pinos de alimentação e comunicação do Sensor PIR de Movimento e do Módulo Relé é possível realizar uma ligação direta entre os mesmo, proporcionando um projeto sem a utilização de um Arduino.

Diferente do projeto com Arduino, onde especificamos o tempo de acionamento através de Código, quando ligado diretamente ao módulo relé a configuração do tempo pode ser realizada através do respectivo trimpot.

Quanto ao tempo, temos uma variação que vai de 1 segundo até 4 minutos, sendo que quando posicionado exatamente ao centro do trimpot, o tempo corresponde à 2 minutos. Com um esquema de ligação ainda mais simplificado que o anterior, o projeto pode ser facilmente desenvolvido e dispensa a necessidade de um código.

Porém, salientamos a necessidade de uma fonte de alimentação de 5V como a que pode ser encontrada no seguinte link: CLIQUE AQUI.

Segue esquema de ligação do Sensor PIR de Movimento sem Arduino:

Por sua vez, a ligação da sirene junto ao módulo relé continua a mesma. Tendo em vista as tensões de alimentação dos referentes módulos, não é possível utilizar uma fonte de alimentação de 12V como a da sirene.

 

Conclusão

Mostrando-se extremamente versátil, o Sensor PIR de Movimento pode ser utilizado em esquemas elétrico com ou sem a necessidade de um Arduino, um fator que aumenta a sua aplicabilidade e simplifica sua utilização.

A instalação do mesmo por sua vez deve ter alguns cuidados, o sensor deve ser instalado em uma superfície fixa sem intervenções externas como vibrações, choques e demais ações que gerem o deslocamento direto do mesmo. Isto pois, o mesmo trabalha com a variação de suas leituras.

As possibilidades de aplicação do Sensor PIR de movimento aumentam de acordo com as necessidades do projetista e a aplicação. Ele pode ser utilizado em sistemas de alarme, sistemas autônomo de acionamento de lâmpadas e demais projetos ao qual possui sua funcionalidade aplicada.

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