PIR-Bewegungsmelder-Modul (HC-SR501)¶

Einleitung¶

Der Passive Infrarot (PIR) Bewegungsmelder ist ein Sensor zur Erfassung von Bewegungen. Er findet häufig Einsatz in Sicherheitssystemen und automatischen Beleuchtungsanlagen. Der Sensor besitzt zwei Schlitze, die Infrarotstrahlung erkennen. Passiert ein Objekt, etwa eine Person, den Erfassungsbereich des Sensors, so registriert dieser eine Veränderung der Infrarotstrahlung und löst ein Ausgangssignal aus.

Funktionsprinzip¶

Der PIR-Sensor ist in zwei Schlitze unterteilt, die mit einem Differenzverstärker verbunden sind. Wenn ein stationäres Objekt vor dem Sensor ist, empfangen beide Schlitze dieselbe Menge an Strahlung, und der Ausgang bleibt neutral. Bewegt sich jedoch ein Objekt vor dem Sensor, nimmt einer der Schlitze mehr Strahlung auf als der andere, was zu Schwankungen im Ausgangssignal führt. Diese Veränderung der Ausgangsspannung ist ein Indikator für erkannte Bewegung.

Nach der Verkabelung des Sensormoduls erfolgt eine einminütige Initialisierung. Während dieser Zeit kann das Modul 0 bis 3-mal in Abständen ein Signal ausgeben. Danach geht das Modul in den Standby-Modus. Um Fehlbedienungen durch störende Signale zu vermeiden, sollte der Sensor von Lichtquellen und anderen Störeinflüssen ferngehalten werden. Am besten wird der Sensor in einer windgeschützten Umgebung eingesetzt, da auch Wind die Sensorik beeinträchtigen kann.

Reichweiteneinstellung¶

Durch Drehen des Potentiometers für die Reichweiteneinstellung im Uhrzeigersinn wird die Erfassungsreichweite erhöht, mit einem Maximalbereich von etwa 0-7 Metern. Dreht man es gegen den Uhrzeigersinn, verringert sich die Reichweite auf etwa 0-3 Meter.

Verzögerungseinstellung¶

Dreht man das Potentiometer für die Verzögerungseinstellung im Uhrzeigersinn, erhöht sich die Verzögerungszeit. Die maximale Verzögerungszeit kann bis zu 300 Sekunden betragen. In entgegengesetzter Richtung verringert sich die Verzögerung auf ein Minimum von 5 Sekunden.

Zwei Trigger-Modi¶

Durch Verwendung einer Jumperkappe können verschiedene Modi ausgewählt werden.

H: Wiederholbarer Trigger-Modus. Nach der Erfassung einer Bewegung gibt das Modul ein hohes Signal aus. Während der anschließenden Verzögerungszeit bleibt das Ausgangssignal bei erneuter Bewegungserkennung hoch.
L: Nicht wiederholbarer Trigger-Modus. Nach der Erfassung einer Bewegung gibt das Modul ein hohes Signal aus, das nach Ablauf der Verzögerungszeit automatisch auf ein niedriges Niveau zurückfällt.

Anwendungsbeispiele¶

Hardware-Komponenten

Arduino Uno R4 oder R3 Platine * 1
PIR-Bewegungsmelder-Modul * 1
Jumperkabel

Schaltungsaufbau

Bemerkung

Die Pin-Markierungen sind durch die Fresnel-Linse verdeckt. Zum Ansehen kann diese geöffnet werden.

Programmcode¶

Code-Erklärung¶

Einrichten des PIR-Sensor-Pins. Der Pin für den PIR-Sensor wird als Pin 2 definiert.
```
const int pirPin = 2;
int state = 0;
```
Initialisierung des PIR-Sensors. In der setup() Funktion wird der Pin des PIR-Sensors als Eingang definiert. Dadurch kann der Arduino den Status des PIR-Sensors lesen.
```
void setup() {
  pinMode(pirPin, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}
```
Auslesen des PIR-Sensors und Anzeige der Ergebnisse. In der loop() Funktion wird der Status des PIR-Sensors kontinuierlich ausgelesen.
```
void loop() {
  state = digitalRead(pirPin);
  if (state == HIGH) {
    Serial.println("Somebody here!");
  } else {
    Serial.println("Monitoring...");
    delay(100);
  }
}
```
Wenn der Status HIGH ist, also eine Bewegung erkannt wird, erscheint die Meldung „Somebody here!“ im seriellen Monitor. Andernfalls wird „Monitoring…“ angezeigt.

Weitere Ideen¶

Einbindung einer LED, die bei erkannter Bewegung aufleuchtet oder blinkt. Dies bietet eine visuelle Rückmeldung zusätzlich zur Nachricht im seriellen Monitor.
Integration eines Summers, der bei Bewegungserkennung einen Alarmton ausgibt.