كاشفات الحركة والمحركات الخطية

كاشفات الحركة

كاشفات الحركة ، كما يوحي اسمها ، هي أجهزة استشعار تستخدم لاستشعار الحركة. يتم رؤيتها بشكل شائع في أجهزة الإنذار الأمني ​​وأنظمة الإضاءة التي تعمل بالحركة ولكن يمكن استخدامها مع المحركات الخطية لمجموعة واسعة من التطبيقات الرائعة. أحد التطبيقات الشائعة لـ المحركات الخطية وكاشفات الحركة المستخدمة معًا داخل منازل مسكونة لمخاوف القفز. ولكن يمكن أيضًا استخدام المشغلات الخطية وكاشفات الحركة معًا في مجموعة واسعة من مشاريع التشغيل الآلي للمنزل.

كاشف الحركة

عندما تفكر في أجهزة كشف الحركة ، فإنك تفكر عمومًا في نوعين:

  • الأشعة تحت الحمراء السلبية - الذي يقيس التغيرات في حرارة الجسم (طاقة الأشعة تحت الحمراء) لاكتشاف الحركة
  • الميكروويف - التي تقيس انعكاسات الأجسام باستخدام الموجات الدقيقة لاكتشاف الحركة

هذان النوعان من أجهزة كشف الحركة هما الأكثر شيوعًا حيث يتم استخدامهما غالبًا في تطبيقات مثل أنظمة الأمان. على الرغم من وجود العديد من الأنواع الأخرى من أجهزة الكشف عن الحركة ، بما في ذلك أجهزة استشعار المنطقة العاكسة ، والتي تستخدم الضوء المستنتج ، وأجهزة استشعار الاهتزاز ، وأجهزة الاستشعار فوق الصوتية [1]. للاستخدام مع الهواة ومشروعات DIY ، أكثر أنواع كاشفات الحركة شيوعًا واستخدامًا هو مستشعر الحركة بالأشعة تحت الحمراء السلبية (PIR). لهذا السبب ، ستركز بقية هذه المدونة على كيفية استخدام كاشف حركة PIR مع المشغل الخطي. في حين أن كل نوع من أجهزة الاستشعار سيكون له تطبيقات مختلفة ، فإن الكثير مما هو موصوف أدناه حول كيفية التحكم في مشغل خطي باستخدام كاشف الحركة سيكون مشابهًا لجميع أنواع أجهزة كشف الحركة.

ماذا عن مستشعرات القرب؟

مستشعرات القرب ليست كاشفات للحركة لأنها تكتشف قرب الجسم بدلاً من الحركة. وظيفيا ، أ مستشعر القرب يمكن أن يخبرك بمدى قرب الجسم من المستشعر سواء كان الجسم يتحرك أم لا. أثناء تشغيل أجهزة الكشف عن الحركة ، لن يتم تشغيلها إلا عندما تكون هناك حركة بغض النظر عن مدى قرب الكائن. يمكنك استخدام مستشعرات القرب كأجهزة كشف الحركة حيث سيتغير خرج مستشعرات القرب عندما يتحرك جسم أو شخص أمام المستشعر. على الرغم من أن مستشعرات القرب تكتشف فقط مدى قرب أقرب كائن من المستشعر ، لذلك إذا كان هناك شيء ما يتحرك خلف أقرب كائن ، فلن يكتشف مستشعر القرب هذه الحركة. أثناء استخدام مستشعر القرب ككاشف للحركة ، قد لا يكون أفضل حل لتصميمك.

مستشعر القرب

إعداد كاشف الحركة PIR الخاص بك

إذا كنت تبحث عن تصميم روبوت تخويف القفز الخاص بك لعيد الهالوين أو لديك مشروع آخر حساس للحركة ، فستحتاج إلى استخدام كاشف حركة PIR كمفتاح إدخال لتحديد متى يجب أن يتحرك المشغل الخطي. للقيام بذلك ، ستحتاج إلى استخدام متحكم دقيق ، مثل اردوينو، لقراءة ناتج كاشف الحركة PIR الخاص بك ولتشغيل المشغل الخطي. يشبه خرج كاشف الحركة PIR زر الضغط البسيط ، عندما تكون هناك حركة ، سيرسل المستشعر إشارة أو جهدًا عاليًا إلى وحدة التحكم الدقيقة وعندما لا تكون هناك حركة ، سيرسل إشارة أو جهدًا منخفضًا. قد ترغب أيضًا في اختبار مستشعر PIR قبل تثبيته في التصميم الخاص بك لأن بعض مستشعرات PIR تسمح لك بضبط حساسية المستشعر للحصول على أداء أفضل.

مستشعر PIR متصل بـ Arduino 

نظرًا لأنك لن تعرف متى سيمشي شخص ما عبر كاشف الحركة الخاص بك ، فستحتاج إما إلى قراءة إخراج مستشعر PIR باستمرار في الحلقة الرئيسية لشفرتك أو يمكنك الاستفادة من المقاطعات الخارجية. المقاطعات الخارجية هي دبابيس في Arduino تكشف عن تغير في الجهد ويمكن استخدامها في حالتنا لتنبيه Arduino أن مستشعر PIR الخاص بنا قد اكتشف الحركة. اعتمادًا على التطبيق الخاص بك ، تكون أي من طريقتين لقراءة إخراج مستشعر PIR أمرًا ممكنًا ، على الرغم من أن الأخير يعتبر أفضل ممارسة لأنه يضمن أن الكود الخاص بك لن يفوت أي حركة يكتشفها مستشعر PIR. إذا كنت تخطط لاستخدام مقاطعة خارجية لاكتشاف تغيير من كاشف الحركة ، فستحتاج إلى الرجوع إلى ورقة بيانات Arduino الخاصة بك للتأكد من أي دبابيس في وحدة التحكم الدقيقة يمكن استخدامها كدبابيس للمقاطعة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فيمكنك ببساطة توصيل خرج مستشعر PIR بأي من دبابيس الإدخال الرقمية في Arduino. يجب أيضًا توصيل مستشعر PIR بمصدر طاقة مناسب وبأرضية مشتركة.

المحرك الخطي المتحكم فيه بالحركة

في كلا المثالين أدناه ، يتحكم Arduino في المشغل الخطي باستخدام ملف سائق دراجه ناريه. لمعرفة كيفية قيادة مشغل خطي بسائق محرك أو مكونات وسيطة أخرى ، مثل يمرر، يمكنك التحقق من منشورنا على كيفية التحكم في مشغل خطي باستخدام Arduino. أيضًا ، لا يستخدم أي من المثالين أدناه أ ردود الفعل المحرك الخطي أو مفاتيح الحد الخارجية في تصميمها ، مما يمنحك مزيدًا من التحكم في المشغل أكثر من بدونه. إذا كنت مهتمًا بكيفية وخيارات التعليقات المتاحة ، يمكنك التحقق من منشورنا حول هذا الموضوع هنا.  

يوضح مثال الكود أعلاه كيفية إعداد مقاطعة في Arduino IDE حيث سيتم تشغيل المقاطعة على الحافة الصاعدة لنبض الجهد. يمكنك إعداد المقاطعة الخاصة بك ليتم تشغيلها في نقاط مختلفة في تغيير الجهد ويجب عليك الرجوع إلى ورقة بيانات وحدة التحكم الدقيقة لتحديد الخيارات المتاحة. بمجرد تحديد واختيار دبوس المقاطعة المناسب ، فإن الجانب الأخير الذي يتعين عليك القيام به لإعداد المقاطعة هو كتابة روتين خدمة المقاطعة الخاص بك. روتين خدمة المقاطعة هو وظيفة بسيطة سيتم تشغيلها في كل مرة يتم فيها تشغيل المقاطعة. في حالتنا ، فإن كاشف الحركة الروتينية لخدمة المقاطعة الخاص بنا يضبط ببساطة حركة العلم المكتشفة إلى عالية عند تشغيل المقاطعة.

بمجرد أن يقرأ Arduino إخراج مستشعر PIR الخاص بك ، إما عن طريق استخدام مقاطعة خارجية أو ببساطة عن طريق قراءة الإخراج ، فإن كيفية استخدامك لهذه الملاحظات للتحكم في المشغل الخطي سيعتمد على التصميم والتطبيق الخاص بك. نظرًا لأن مستشعر PIR يوفر فقط ردود فعل ثنائية ، مثل زر الضغط ، فإن مستوى التحكم في المشغل الخطي سيكون محدودًا. تتمثل إحدى طرق التحكم في المشغل الخطي بهذه الملاحظات في إخبار المشغل بالتحرك كلما تم اكتشاف الحركة ، وهو ما يمكن أن يكون مفيدًا في تطبيقات مثل مخاوف القفز الروبوتية في منزل مسكون. يوضح الكود أعلاه كيف يمكنك تنفيذ هذا التصميم. بمجرد تعيين علم الحركة المكتشفة على ارتفاع ، نقوم بتمديد المشغل الخطي للأمام وبعد 10 ثوانٍ ، تتم إعادة تعيين العلم إلى المستوى المنخفض ويتراجع المشغل لإخافة القفزة التالية. نظرًا لأننا نستخدم كاشف الحركة فقط لإخبار Arduino بوجود شخص ما ، فإننا نستخدم مؤقتًا لإعادة ضبط العلم وانتظار مرور الشخص التالي.

هناك طريقة أخرى وهي التبديل بين المواضع الممتدة والمتراجعة للمشغل الخطي في كل مرة يتم فيها اكتشاف الحركة ، وهو ما قد يكون مفيدًا في تطبيقات الأتمتة المنزلية. يظهر تنفيذ هذا النهج أعلاه. في روتين خدمة المقاطعة ، يتم تبديل حركة العلم التي تم اكتشافها في كل مرة يكتشف فيها مستشعر PIR الحركة. عندما يتم ضبط العلم على مرتفع ، يتم تمديد المشغل الخطي وعندما يتم ضبط العلم على منخفض ، يتم سحب المشغل. لقد أضفنا أيضًا إشارات TimerFlag أخرى والتي يتم استخدامها لإضافة تأخير زمني بعد تشغيل كاشف حركة PIR. يتم تعيين هذه العلامة على HIGH عند تشغيل المقاطعة لأول مرة ويتم إرسالها منخفضة فقط بعد التأخير الزمني المصمم ، وهو دقيقة واحدة في هذا المثال. يتم استخدامه أيضًا لضمان عدم تبديل قيمة حركة العلم المكتشفة إلا بعد هذا التأخير الزمني.

مرجع:

  1. Tross ، K. (2019 ، أكتوبر). دليل المبتدئين لأجهزة استشعار الحركة. استردادها من: https://www.safewise.com/resources/motion-sensor-guide/
product-sidebar product-sidebar
Tags:

Share this article

منتجات مميزة

هل تحتاج إلى مساعدة في العثور على المشغل الصحيح؟

نحن نقوم بمهندس دقيق وتصنيع منتجاتنا حتى تحصل على أسعار المصنع مباشرة. نحن نقدم الشحن في نفس اليوم ودعم العملاء على دراية. حاول استخدام حاسبة المشغل للحصول على مساعدة في اختيار المشغل المناسب لتطبيقك.