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2.10 Menschliche Bewegung erkennen

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

PIR-Bewegungssensor-Modul

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

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

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	KAUF-LINK
Pico 2 W Starter Kit	450+	Pico 2 W Kit

Sie können sie auch separat über die untenstehenden Links kaufen.

SN	KOMPONENTENVORSTELLUNG	MENGE	KAUF-LINK
1	Einführung in den Pico 2 W	1
2	Micro USB Kabel	1
3	Breadboard	1	KAUFEN
4	Jumper-Kabel	Mehrere	KAUFEN
5	PIR-Bewegungssensor-Modul	1	KAUFEN

Schaltplan

sch_pir

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

Bemerkung

Der PIR-Sensor verfügt über zwei Potentiometer:

Empfindlichkeitseinstellung: Steuert den Erfassungsbereich.
Zeitverzögerungseinstellung: Steuert, wie lange der Ausgang nach der Bewegungserkennung HOCH bleibt.

Für erste Tests drehen Sie beide Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn auf ihre Mindestpositionen. Dies stellt den Sensor auf seine höchste Empfindlichkeit und die kürzeste Verzögerungseinstellung ein, sodass Sie sofortige Reaktionen beobachten können.

Verdrahtung

wiring_pir

Code schreiben

Bemerkung

Sie können die Datei 2.10_detect_human_movement.ino im Verzeichnis pico-2w-kit-main/arduino/2.10_detect_human_movement öffnen.
Oder kopieren Sie diesen Code in die Arduino IDE.
Vergessen Sie nicht, das Board (Raspberry Pi Pico) und den richtigen Port auszuwählen, bevor Sie auf den Upload-Button klicken.

const int pirPin = 14;     // PIR-Sensorausgangspin verbunden mit GP14
int pirState = LOW;        // Aktueller Zustand des PIR-Sensors
int val = 0;               // Variable zum Speichern des PIR-Wertes

void setup() {
  Serial.begin(115200);    // Initialisieren des Serial Monitors
  pinMode(pirPin, INPUT);  // Setzen des PIR-Pins als Eingang
  Serial.println("PIR Sensor Test");
  delay(2000);             // Dem PIR-Sensor Zeit geben, sich zu stabilisieren
}

void loop() {
  val = digitalRead(pirPin);  // Lesen des PIR-Sensors

  if (val == HIGH) {
    if (pirState == LOW) {
      Serial.println("Motion detected!");
      pirState = HIGH;
    }
  } else {
    if (pirState == HIGH) {
      Serial.println("Motion ended!");
      pirState = LOW;
    }
  }
  delay(500);  // Eine halbe Sekunde warten, bevor erneut geprüft wird
}

Wenn der Code läuft und der Serial Monitor offen ist:

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

Verständnis des Codes

Lesen des PIR-Sensors:

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

Bewegung erkennen:

Wenn 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 unbefugte Bewegungen erkennen.
Automatische Beleuchtung: Lichter einschalten, wenn Bewegung erkannt wird.
Energieeinsparung: Geräte abschalten, wenn für eine bestimmte Zeit keine Bewegung erkannt wird.

Fehlerbehebungstipps

Falsche Auslösungen:
- PIR-Sensoren können empfindlich auf Umweltfaktoren 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 zum Initialisieren hatte (einige Sensoren benötigen bis zu 60 Sekunden).
- Stellen Sie den Empfindlichkeitspotentiometer ein.
Interferenzen:
- Halten Sie den Sensor fern von Elektronik, die elektromagnetische Störungen verursachen könnte.

Fazit

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