Comment construire un meilleur système de contrôle et de mouvement IR passif

La détection et la mesure des mouvements sont un élément essentiel pour de nombreuses applications IoT industrielles et commerciales – de l’éclairage et de la sécurité à la conduite assistée. Les systèmes de détection de mouvement se composent d’un capteur, d’une électronique de conditionnement de signal et d’un circuit de commande pour effectuer certaines actions liées à la détection.

Il existe une variété de capteurs de mouvement, mais cet article se concentrera sur l’un des types les plus courants, à savoir les capteurs infrarouges passifs (PIR). Ces capteurs sont utilisés pour détecter les rayonnements IR, par exemple des humains et d’autres mammifères à sang chaud. Les capteurs PIR sont couramment utilisés dans la détermination de l’occupation, les alarmes et les systèmes de sécurité.

Détection de mouvement infrarouge

Les capteurs PIR s’appuient sur le rayonnement infrarouge (IR) pour détecter la présence d’êtres émetteurs de chaleur par opposition aux objets inanimés (par exemple, comme avec les capteurs à ultrasons). En règle générale, un capteur pyroélectrique mesure la température moyenne de l’environnement environnant, mais cette mesure n’est pas particulièrement utile lorsque vous essayez de suivre un mouvement.

Capteur de mouvement PIR HC-SR501, Amazon

Au lieu de cela, les capteurs de mouvement PIR se composent de capteurs pyroélectriques qui ont été divisés en deux moitiés, qui servent alors de type de système de signal différentiel. Les deux moitiés mesurent l’environnement et sont connectées de telle sorte qu’elles s’annulent lorsqu’elles sont équilibrées. Lorsqu’une source IR comme un corps humain passe devant le capteur, il y a un déséquilibre entre les deux capteurs, et donc la sortie du capteur change. Si une moitié voit plus ou moins de rayonnement IR que l’autre, la sortie basculera haut ou bas.

Un capteur PIR est généralement connecté à – ou fait partie d’un module de détection de mouvement qui détermine le moment où un mouvement s’est produit. De plus, un microcontrôleur peut être inclus dans la conception pour permettre la personnalisation du logiciel afin de permettre des fonctionnalités supplémentaires, telles que la capacité de fournir des séquences LED personnalisées, d’ignorer les signaux entrants dans certaines conditions et de traiter davantage les données.

Construire un meilleur système de contrôle de mouvement

Détecter le mouvement est une chose ; l’utiliser pour contrôler un système ou un processus industriel en est une autre. Une plate-forme de microprocesseur est souvent nécessaire pour réaliser la partie contrôle de l’équation de mouvement, telle que le fonctionnement des ventilateurs, des lumières ou d’autres composants électroniques.

Pour être clair : un microprocesseur ou un microcontrôleur n’est pas nécessaire pour détecter un mouvement car le capteur pourrait se connecter directement à un module PIR. Cependant, la connexion d’un module au processeur ou au contrôleur de votre choix présente un certain nombre d’avantages, notamment la personnalisation des actions de sortie, la suppression des signaux entrants dans certaines conditions et la fourniture d’une base pour un traitement ultérieur des données.

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L’inclusion d’un processeur ou d’un contrôleur dans la conception du produit améliore considérablement la flexibilité des systèmes via le logiciel. Une configuration simple aurait une entrée de module de capteur PIR vers un microprocesseur ou un microcontrôleur dont la sortie contrôle « quelque chose », par exemple l’allumage et l’extinction d’une LED. Par exemple, la LED pourrait clignoter à chaque détection PIR ou à chaque fois que quelqu’un passe. Naturellement, un exemple plus pratique serait que le processeur ou le contrôleur (ou même le PIR lui-même) allume les lumières lorsque quelqu’un entre dans une pièce sombre.

Le logiciel pour une telle opération est simple. Lorsque la sortie PIR devient élevée, indiquant une détection, la sortie LED devient élevée pour fonctionner sur la lumière. Faire de la sortie PIR une variable permet de régler la détection à un certain niveau, par exemple, attendre qu’un nombre X de personnes passent avant d’allumer la LED.

À partir de l’exemple précédent, il est possible de créer un capteur de présence basé sur un système PIR basé sur un processeur ou un contrôleur. Cette détermination peut être utilisée pour augmenter l’éclairage dans certaines zones et éteindre les lumières dans les zones sans occupants, économisant ainsi sur les coûts énergétiques.

Une autre façon de compter l’occupation consiste à utiliser une vision par ordinateur, basée sur des capteurs d’imagerie CMOS, un microprocesseur à faible consommation et des technologies algorithmiques. Dans ces scénarios, les lumières peuvent être automatiquement allumées, éclaircies ou atténuées en fonction du nombre de personnes dans une zone configurable. Mais c’est un sujet pour un prochain article.