使用PIC单片机开发的被动红外传感器模块的报警器
在本文中，单片机开发工程师们分享了一个使用pic单片机开发的被动红外（pir）传感器模块的报警器。在这个方案中，我们使用pic12f635单片机进行开发，持续监控传感器模块的输出，并在其激活时打开蜂鸣器。
一、被动红外（pir）报警器方案的原理
某些半导体材料具有暴露于热红外辐射时会产生表面电荷的特性。这种现象称为热电。被动红外（pir）传感器模块的工作原理相同。人体以红外线辐射的形式辐射热量，最大约为9.4微米。人体的存在会导致热释电传感器感应到的周围环境的ir轮廓发生突然变化。pir传感器模块在板上具有仪表电路，该仪表电路将该信号放大到适当的电压电平以指示运动的检测。
pir传感器需要大约10到60秒的初始稳定时间才能正常运行。在这段时间内，传感器要熟悉周围的环境，并应避免其视野内的任何运动。pir传感器的典型范围为6米，其设计旨在适应缓慢变化的条件，例如随着时间的流逝，周围温度分布的逐渐变化。但是，传感器会响应任何轮廓的突然变化（例如，人体运动）。这就是为什么不应将pir传感器模块放置在加热器，交流电源插座或任何会在周围环境中产生快速变化的地方的原因。
pir传感器模块通常具有3针连接：vcc，输出和接地。引脚排列可能会有所不同，因此我建议查看制造商的数据表以确认引脚。有时候，他们确实在板上靠近引脚的地方有标签。我所拥有的一个可以做到，它可以通过5-12v电源供电，因为它具有自己的稳压器。当检测到运动时，输出变高。
此外，它还有3针跳线选择，可用于单触发或连续触发输出模式。这两个位置带有标签h和l。当跳线位于h位置时，当反复重新触发传感器时，输出将保持高电平。在位置l，每次触发传感器，输出就变高和变低。因此，在此模式下，连续运动将产生重复的高/低脉冲。传感器模块的前部具有菲涅耳透镜，可将红外光聚焦到传感器元件上。
二、红外报警器方案电路图
该红外报警器方案的电路图非常简单，这里使用4节aa电池为电路供电，可提供6v电源。串联使用一个二极管将电压降至5.4v，因为pic单片机的工作电压应低于5.5v。此外，在电源极性相反的情况下，该二极管还可以为电路提供保护。我已经使用ni-mh可充电电池（可提供4.8v）对电路进行了测试，并且可以正常工作，但是我建议使用碱性电池（每个1.5v）以提高性能。你也可以使用9v电池，但是电路中需要lm7805稳压器ic。
pir传感器模块的输出通过pic12f635的gp5（引脚2）进行监控。当检测到运动时，此输出约为3.3v（我的传感器模块的板上有3.3v稳压器ic）。你仍然可以使用该电压作为pic12f635的有效逻辑高电平，但我更喜欢使用该电压来驱动npn晶体管（bc547）的基极，以便在集电极处获得逻辑电压的完整摆幅。现在，单片机监视晶体管的集电极上的电压。在正常情况下，晶体管截止，集电极输出为逻辑高电平（+5v）。当检测到运动时，传感器模块的高输出使晶体管饱和，并且集电极处的电压下降至逻辑低。触发器的跳线选择在h位置，因此只要运动存在，传感器的输出将保持有效。注意，pic12f635单片机使用4.0 mhz的内部时钟源。在本方案中，mclr功能被禁用，wdt为off。
led通过串联的限流电阻连接到端口gp4。电源打开时，led闪烁3次。这表示系统已启动。端口引脚gp2驱动压电蜂鸣器。压电蜂鸣器在其谐振频率处提供最大的输出声压。我使用的压电蜂鸣器是efm-290ed，其谐振频率为3.4±0.5 khz。玩了一点之后，我发现最大的输出声音约为3725 hz。尽管规范说工作电压为7-12v，但仅用5v供电时会产生很大的声音。
该方案用c语言编写，并使用mikroc pro for pic进行编译。首次打开电源时，led闪烁3次，表明系统已打开电源。然后，单片机等待60秒钟，然后开始监视pir传感器输出。需要注意的是，首次开启电源时，pir传感器需要此等待一小会时间才能稳定下来。当单片机检测到传感器被触发时，它以3725 hz方波驱动压电蜂鸣器。mikroc具有用于生成声音的内置库（sound_play（））。另一个需要注意的问题是当感应到运动时你想要让警报响多长时间，这取决于你对单片机进行编程的设置。由于传感器处于重新触发模式，因此只要持续感测到运动，蜂鸣器就会保持打开状态。如果运动消失，并且传感器输出变为逻辑低电平，则蜂鸣器不会立即停止，但仍会打开约10秒钟，但频率略有不同（3570 hz）。如果再次检测到运动，它将以其峰值谐振频率（3725 hz）驱动压电蜂鸣器。
三、红外报警器方案源代码
sbit sensor_ip at gp5_bit; // sensor i/p
sbit led at gp4_bit; // led o/p
unsigned short trigger， counter;
void get_delay（）{
delay_ms（300）;
}
void main（） {
cmcon0 = 7;
trisio = 0b00101000; // gp5， 5 i/p‘s， rest o/p’s
gpio = 0;
sound_init（&gpio，2）;
// blink led at startup
led = 1;
get_delay（）;
led = 0;
get_delay（）;
led = 1;
get_delay（）;
led = 0;
get_delay（）;
led = 1;
get_delay（）;
led = 0;
delay_ms（60000）; // 45 sec delay for pir module stabilization
counter = 0;
trigger = 0;
do {
while （！sensor_ip） { // sensor i/p low
sound_play（3725， 600）;
delay_ms（500）;
trigger = 1;
counter = 0;
}
if （trigger） {
sound_play（3570， 600）;
delay_ms（500）;
counter = counter+1;
if（counter == 10） trigger=0;
}
}while（1）;
} // end main（）
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某些半导体材料具有暴露于热红外辐射时会产生表面电荷的特性。这种现象称为热电。被动红外（pir）传感器模块的工作原理相同。人体以红外线辐射的形式辐射热量，最大约为9.4微米。人体的存在会导致热释电传感器感应到的周围环境的ir轮廓发生突然变化。pir传感器模块在板上具有仪表电路，该仪表电路将该信号放大到适当的电压电平以指示运动的检测。
pir传感器需要大约10到60秒的初始稳定时间才能正常运行。在这段时间内，传感器要熟悉周围的环境，并应避免其视野内的任何运动。pir传感器的典型范围为6米，其设计旨在适应缓慢变化的条件，例如随着时间的流逝，周围温度分布的逐渐变化。但是，传感器会响应任何轮廓的突然变化（例如，人体运动）。这就是为什么不应将pir传感器模块放置在加热器，交流电源插座或任何会在周围环境中产生快速变化的地方的原因。
pir传感器模块通常具有3针连接：vcc，输出和接地。引脚排列可能会有所不同，因此我建议查看制造商的数据表以确认引脚。有时候，他们确实在板上靠近引脚的地方有标签。我所拥有的一个可以做到，它可以通过5-12v电源供电，因为它具有自己的稳压器。当检测到运动时，输出变高。
此外，它还有3针跳线选择，可用于单触发或连续触发输出模式。这两个位置带有标签h和l。当跳线位于h位置时，当反复重新触发传感器时，输出将保持高电平。在位置l，每次触发传感器，输出就变高和变低。因此，在此模式下，连续运动将产生重复的高/低脉冲。传感器模块的前部具有菲涅耳透镜，可将红外光聚焦到传感器元件上。
二、红外报警器方案电路图
该红外报警器方案的电路图非常简单，这里使用4节aa电池为电路供电，可提供6v电源。串联使用一个二极管将电压降至5.4v，因为pic单片机的工作电压应低于5.5v。此外，在电源极性相反的情况下，该二极管还可以为电路提供保护。我已经使用ni-mh可充电电池（可提供4.8v）对电路进行了测试，并且可以正常工作，但是我建议使用碱性电池（每个1.5v）以提高性能。你也可以使用9v电池，但是电路中需要lm7805稳压器ic。
pir传感器模块的输出通过pic12f635的gp5（引脚2）进行监控。当检测到运动时，此输出约为3.3v（我的传感器模块的板上有3.3v稳压器ic）。你仍然可以使用该电压作为pic12f635的有效逻辑高电平，但我更喜欢使用该电压来驱动npn晶体管（bc547）的基极，以便在集电极处获得逻辑电压的完整摆幅。现在，单片机监视晶体管的集电极上的电压。在正常情况下，晶体管截止，集电极输出为逻辑高电平（+5v）。当检测到运动时，传感器模块的高输出使晶体管饱和，并且集电极处的电压下降至逻辑低。触发器的跳线选择在h位置，因此只要运动存在，传感器的输出将保持有效。注意，pic12f635单片机使用4.0 mhz的内部时钟源。在本方案中，mclr功能被禁用，wdt为off。
led通过串联的限流电阻连接到端口gp4。电源打开时，led闪烁3次。这表示系统已启动。端口引脚gp2驱动压电蜂鸣器。压电蜂鸣器在其谐振频率处提供最大的输出声压。我使用的压电蜂鸣器是efm-290ed，其谐振频率为3.4±0.5 khz。玩了一点之后，我发现最大的输出声音约为3725 hz。尽管规范说工作电压为7-12v，但仅用5v供电时会产生很大的声音。
该方案用c语言编写，并使用mikroc pro for pic进行编译。首次打开电源时，led闪烁3次，表明系统已打开电源。然后，单片机等待60秒钟，然后开始监视pir传感器输出。需要注意的是，首次开启电源时，pir传感器需要此等待一小会时间才能稳定下来。当单片机检测到传感器被触发时，它以3725 hz方波驱动压电蜂鸣器。mikroc具有用于生成声音的内置库（sound_play（））。另一个需要注意的问题是当感应到运动时你想要让警报响多长时间，这取决于你对单片机进行编程的设置。由于传感器处于重新触发模式，因此只要持续感测到运动，蜂鸣器就会保持打开状态。如果运动消失，并且传感器输出变为逻辑低电平，则蜂鸣器不会立即停止，但仍会打开约10秒钟，但频率略有不同（3570 hz）。如果再次检测到运动，它将以其峰值谐振频率（3725 hz）驱动压电蜂鸣器。
三、红外报警器方案源代码
sbit sensor_ip at gp5_bit; // sensor i/p
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unsigned short trigger， counter;
void get_delay（）{
delay_ms（300）;
}
void main（） {
cmcon0 = 7;
trisio = 0b00101000; // gp5， 5 i/p‘s， rest o/p’s
gpio = 0;
sound_init（&gpio，2）;
// blink led at startup
led = 1;
get_delay（）;
led = 0;
get_delay（）;
led = 1;
get_delay（）;
led = 0;
get_delay（）;
led = 1;
get_delay（）;
led = 0;
delay_ms（60000）; // 45 sec delay for pir module stabilization
counter = 0;
trigger = 0;
do {
while （！sensor_ip） { // sensor i/p low
sound_play（3725， 600）;
delay_ms（500）;
trigger = 1;
counter = 0;
}
if （trigger） {
sound_play（3570， 600）;
delay_ms（500）;
counter = counter+1;
if（counter == 10） trigger=0;
}
}while（1）;
} // end main（）
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