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2.10 Menschliche Bewegungen erkennen

In dieser Lektion lernen wir, wie man einen Passiv-Infrarot (PIR) Sensor mit dem Raspberry Pi Pico 2 verwendet, um menschliche Bewegungen zu erkennen. PIR-Sensoren werden häufig in Sicherheitssystemen, automatischer Beleuchtung und anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen Bewegungserkennung erforderlich ist. Sie erkennen die von warmen Objekten wie Menschen oder Tieren in ihrem Sichtfeld ausgestrahlte Infrarotstrahlung.

Was Sie benötigen

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Newton Lab Kit	450+	Newton Lab Kit

Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

SN	COMPONENT	QUANTITY	LINK
1	Raspberry Pi Pico 2	1	KAUFEN
2	Micro-USB-Kabel	1
3	Steckbrett	1	KAUFEN
4	Jumperkabel	Mehrere	KAUFEN
5	PIR-Bewegungssensormodul	1	KAUFEN

Schaltplan

sch_pir

Wenn das PIR-Modul eine vorbeigehende Person erkennt, ist GP14 hoch, ansonsten niedrig.

Bemerkung

Der PIR-Sensor verfügt über zwei Potentiometer:

Empfindlichkeitseinstellung: Steuert den Erkennungsbereich.
Zeitverzögerungseinstellung: Steuert, wie lange der Ausgang nach erkannter Bewegung HOCH bleibt.

Für die Ersttests beide Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn auf ihre minimale Position drehen. Dies setzt den Sensor auf die höchste Empfindlichkeit und die kürzeste Verzögerungseinstellung, sodass Sie sofortige Reaktionen beobachten können.

Verdrahtungsplan

wiring_pir

Schreiben des Codes

Bemerkung

Sie können die Datei 2.10_detect_human_movement.ino aus newton-lab-kit/arduino/2.10_detect_human_movement öffnen.
Oder kopieren Sie diesen Code in die Arduino IDE.
Wählen Sie das Raspberry Pi Pico 2-Board und den richtigen Port, dann klicken Sie auf „Upload“.

const int pirPin = 14;     // PIR sensor output pin connected to GP14
int pirState = LOW;        // Current state of PIR sensor
int val = 0;               // Variable to store the PIR reading

void setup() {
  Serial.begin(115200);    // Initialize Serial Monitor
  pinMode(pirPin, INPUT);  // Set the PIR pin as input
  Serial.println("PIR Sensor Test");
  delay(2000);             // Allow the PIR sensor to stabilize
}

void loop() {
  val = digitalRead(pirPin);  // Read the PIR sensor

  if (val == HIGH) {
    if (pirState == LOW) {
      Serial.println("Motion detected!");
      pirState = HIGH;
    }
  } else {
    if (pirState == HIGH) {
      Serial.println("Motion ended!");
      pirState = LOW;
    }
  }
  delay(500);  // Wait half a second before checking again
}

Wenn der Code läuft und der serielle Monitor geöffnet ist:

Bewegen Sie sich vor dem PIR-Sensor. Der serielle Monitor sollte „Bewegung erkannt!“ anzeigen.
Hören Sie auf sich zu bewegen oder bewegen Sie sich außerhalb der Reichweite des Sensors. Nach einer kurzen Verzögerung sollte der serielle Monitor „Bewegung beendet!“ anzeigen.

Verständnis des Codes

Lesen des PIR-Sensors:

Liest den aktuellen Zustand des PIR-Sensors. Er ist HOCH, wenn Bewegung erkannt wird, und NIEDRIG, wenn keine Bewegung erkannt wird.
```
val = digitalRead(pirPin);
```

Bewegung erkennen:

Wenn eine Bewegung erkannt wird und es die erste Erkennung ist, wird „Bewegung erkannt!“ gedruckt und pirState aktualisiert.
Wenn die Bewegung endet, wird „Bewegung beendet!“ gedruckt und pirState aktualisiert.

if (val == HIGH) {
  if (pirState == LOW) {
    Serial.println("Motion detected!");
    pirState = HIGH;
  }
} else {
  if (pirState == HIGH) {
    Serial.println("Motion ended!");
    pirState = LOW;
  }
}

Praktische Anwendungen

Sicherheitssysteme: Eindringlinge oder unerlaubte Bewegungen erkennen.
Automatische Beleuchtung: Lichter einschalten, wenn Bewegung erkannt wird.
Energiesparen: Geräte ausschalten, wenn keine Bewegung erkannt wird.

Tipps zur Fehlerbehebung

Fehlauslösungen:
- PIR-Sensoren können empfindlich auf Umgebungsfaktoren wie Temperaturänderungen oder Sonnenlicht reagieren.
- Vermeiden Sie es, den Sensor direkt auf Wärmequellen oder Fenster zu richten.
Sensor erkennt keine Bewegung:
- Stellen Sie sicher, dass der Sensor Zeit hatte, sich zu initialisieren (einige Sensoren benötigen bis zu 60 Sekunden).
- Stellen Sie den Empfindlichkeitspotentiometer ein.
Störungen:
- Halten Sie den Sensor fern von Elektronik, die elektromagnetische Störungen verursachen könnte.

Fazit

In dieser Lektion haben Sie gelernt, wie man einen PIR-Sensor mit dem Raspberry Pi Pico verwendet, um menschliche Bewegungen zu erkennen. Sie haben die Hardware eingerichtet, Code geschrieben, um den Ausgang des Sensors zu lesen, und getestet, wie er auf Bewegungen reagiert. Das Verständnis dafür, wie man die Einstellungen des PIR-Sensors anpasst, ermöglicht es Ihnen, ihn auf Ihre spezifische Anwendung zuzuschneiden, sei es für Sicherheit, Automatisierung oder interaktive Projekte.