Sensor PIR HC-SR501

Figura 1 - Sensor de detecção de movimento PIR

Fonte: IndiaMart[1]

O sensor infravermelho passivo conhecido como PIR (Infrared Passive Receptor), um exemplar destes na figura 21, é comumente utilizado como detector de movimento, estes sensores detectam luz infravermelha do ambiente. Animais ou seres humanos emitem raios infravermelhos, a quantidade de energia emitida dependerá muito da temperatura do corpo. Os fotodetectores (PIR) convertem luz em comprimentos de luz num sinal elétrico. Os fotodetectores geralmente trabalham na faixa de 8 e 12 micrômetros. Em seres humanos a energia captada pelo sensor é entre 9 e 10 micrômetros (PRASAD, 2014).

O sensor de movimento possui basicamente dois elementos fundamentais: O sensor piroelétrico (PIR) e a lente Fresnel. O sensor piroelétrico possui duas frestas que permitem a passagem de radiação infravermelha (PRESTES, 2016), como mostrado a seguir:

Figura 2- Funcionamento do sensor PIR

Fonte: Adaptado de Lastminuteengineer[2]

Atrás dessas frestas possuem dois eletrodos, um é responsável por produzir uma resposta positiva, e o outro uma resposta negativa. A razão disto é que o sensor foi projetado para verificar a mudança de níveis de raios infravermelhos, e não mensurar o nível destes. Os dois eletrodos são conectados de forma que as respostas possam se cancelar, se um dos eletrodos ver uma diferença do outro, a saída poderá variar a resposta entre os níveis lógicos baixo (LOW) ou alto (HIGH) (TSAI, 2011). Na figura 3 um movimento é detecado pelos eletrodos.

Figura 3 - Movimento detectado pelas frestas do sensor

Fonte: Adaptado de Fonte: Lastminuteengineers[3]

Na figura 4 quando o sensor estiver ocioso, não identificou nenhum movimento, as duas frestas detectam o mesmo nível de radiação infravermelha, resultando num sinal de saída nulo.

Figura 4 - Nenhum movimento detectado

Fonte: Adaptado de Fonte: Lastminuteengineers[4]

            As emissões de raios infravermelhos são enviadas por várias fontes de calor, na figura 5 a lente de Fresnel capta os raios e o direciona aos eletrodos que irão captar um sinal de movimento:

Figura 5 - Funcionamento do sensor PIR

Fonte: Instructables[5]

O PIR captará continuamente as ondas infravermelhas do ambiente, se alguma variação ocorrer o sensor acionará um dispositivo para que fora projetado, como um alarme ou luz. A lente Fresnel é uma lente especial que tem a função de focalizar todos os raios infravermelhos do ambiente no sensor PIR. Existem vários modelos de sensores PIR, um modelo robusto, de baixo custo é o sensor PIR HC- SR051. Este tem três pinos, GND, VCC, e a saída digital. A seguir a pinagem do sensor PIR (Last Minute Engineers, 2019):

Figura 6 - Pinagem do sensor PIR

Fonte: Adaptado de Lastminuteengineers[6]

Existem dois potenciômetros na placa para ajustar alguns parâmetros:

·         Sensibilidade: Este ajusta a máxima distância que o movimento pode ser detectado. Ele varia de 3 metros a aproximadamente 7 metros. A topologia do cômodo pode afetar o raio de alcance.

·         Tempo: Este ajusta por quanto tempo a saída permanecerá em estado alto (HIGH) após a detecção. O mínimo é de 3 segundos, e o máximo são 300 segundos, ou 5 minutos.

A placa do sensor possui um jumper. E possui dois tipos de ajustes:

·         H:  Nesta posição o HC-SR501 manterá o sinal da saída continuamente como HIGH, enquanto a peça continue detectando movimento. A figura 7 mostra a saída digital quando um movimento é detectado na posição H.

Figura 7 - Saída digital no modo repetitivo

Fonte: Adaptado de Lastminuteengineers[7]

·         L: Nesta posição o HC-SR501 manterá o sinal da saída continuamente como HIGH, pelo tempo ajustado no potenciômetro de tempo. A figura 8 mostra a saída digital quando um movimento é detectado na posição H.

Figura 8 - Saída digital no modo contínuo

Fonte: Adaptado de Lastminuteengineers[8]

Escrito por: Samuel Bressani Germano

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[1] Disponível em: < https://www.indiamart.com/proddetail/pir-sensor-module-16629025488.html> Acesso em 18 de julho, 2019.

[2] Disponível em: < https://lastminuteengineers.com/pir-sensor-arduino-tutorial/> Acesso em 24 de junho, 2019.

[3] Disponível em: < https://lastminuteengineers.com/pir-sensor-arduino-tutorial/> Acesso em 24 de junho, 2019.

[4] Disponível em: < https://lastminuteengineers.com/pir-sensor-arduino-tutorial/> Acesso em 24 de junho, 2019.

[5]  Disponível em: < https://www.instructables.com/id/A-Burglar-Alarm-Based-on-PIR-Sensor-With-Sms-Alert/> Acesso em 18 de julho, 2019.

[6] Disponível em: < https://lastminuteengineers.com/pir-sensor-arduino-tutorial/> Acesso em 24 de junho, 2019.

[7] Disponível em: < https://lastminuteengineers.com/pir-sensor-arduino-tutorial/> Acesso em 24 de junho, 2019.

[8] Disponível em: < https://lastminuteengineers.com/pir-sensor-arduino-tutorial/> Acesso em 24 de junho, 2019.