Détecteurs de mouvement et actionneurs linéaires

Détecteurs de mouvement

Les détecteurs de mouvement, comme leur nom l'indique, sont des capteurs utilisés pour détecter les mouvements. Ils sont couramment observés dans les alarmes de sécurité et les systèmes d'éclairage à déclenchement par mouvement, mais peuvent être utilisés avec des actionneurs linéaires pour une large gamme d'applications froides. Une application courante de actionneurs linéaires et les détecteurs de mouvement utilisés ensemble se trouvent dans des maisons hantées pour faire peur aux sauts. Mais ensemble, les actionneurs linéaires et les détecteurs de mouvement peuvent également être utilisés pour un large éventail de projets domotiques.

Détecteur de mouvement

Lorsque vous pensez aux détecteurs de mouvement, vous pensez généralement à 2 types:

  • Infrarouge passif - Qui mesure les changements de chaleur corporelle (énergie infrarouge) pour détecter les mouvements
  • Four micro onde - Qui mesure les réflexions sur les objets à l'aide de micro-ondes pour détecter les mouvements

Ces deux types de détecteurs de mouvement sont les plus courants car ils sont souvent utilisés dans des applications telles que les systèmes de sécurité. Cependant, il existe de nombreux autres types de détecteurs de mouvement disponibles, notamment des capteurs à réflexion de zone, qui utilisent la lumière déduite, des capteurs de vibrations et des capteurs à ultrasons [1]. Pour une utilisation avec les amateurs et les projets de bricolage, le type de détecteur de mouvement le plus couramment disponible et utilisé est le capteur de mouvement infrarouge passif (PIR). Pour cette raison, le reste de ce blog se concentrera sur la façon d'utiliser un détecteur de mouvement PIR avec votre actionneur linéaire. Bien que chaque type de capteur ait des implémentations différentes, une grande partie de ce qui est décrit ci-dessous sur la façon de contrôler un actionneur linéaire avec un détecteur de mouvement sera similaire pour tous les types de détecteurs de mouvement.

Qu'en est-il des capteurs de proximité?

Les capteurs de proximité ne sont pas des détecteurs de mouvement car ils détectent la proximité d'un objet plutôt que le mouvement. Fonctionnellement, un capteur de proximité peut vous dire à quel point un objet est proche du capteur, que l'objet soit en mouvement ou non. Les détecteurs de mouvement ne se déclenchent que lorsqu'il y a un mouvement, quelle que soit la proximité d'un objet. Vous pouvez utiliser des capteurs de proximité comme détecteurs de mouvement car la sortie des capteurs de proximité changera lorsqu'un objet ou une personne se déplace devant le capteur. Bien que les capteurs de proximité ne détectent que la distance entre l'objet le plus proche et le capteur, si quelque chose devait se déplacer derrière l'objet le plus proche, le capteur de proximité ne détecterait pas ce mouvement. Bien qu'il soit possible d'utiliser un capteur de proximité comme détecteur de mouvement, ce n'est peut-être pas la meilleure solution pour votre conception.

Capteur de proximité

Configuration de votre détecteur de mouvement PIR

Si vous cherchez à concevoir votre propre robot de peur des sauts pour Halloween ou si vous avez un autre projet sensible au mouvement en tête, vous allez vouloir utiliser votre détecteur de mouvement PIR comme interrupteur d'entrée pour déterminer quand votre actionneur linéaire doit bouger. Pour ce faire, vous allez vouloir utiliser un microcontrôleur, comme un Arduino, pour lire la sortie de votre détecteur de mouvement PIR et pour piloter votre actionneur linéaire. La sortie du détecteur de mouvement PIR est similaire à un simple bouton poussoir, lorsqu'il y a un mouvement, le capteur enverra un signal ou une tension élevé au microcontrôleur et lorsqu'il n'y a pas de mouvement, il enverra un signal ou une tension faible. Vous pouvez également tester votre capteur PIR avant de l'installer dans votre conception, car certains capteurs PIR vous permettent d'ajuster la sensibilité du capteur pour de meilleures performances.

Capteur PIR connecté à Arduino 

Comme vous ne savez pas quand quelqu'un passera devant votre détecteur de mouvement, vous devrez soit lire en permanence la sortie du capteur PIR dans la boucle principale de votre code, soit utiliser des interruptions externes. Les interruptions externes sont des broches de l'Arduino qui détectent un changement de tension et, dans notre cas, peuvent être utilisées pour alerter l'Arduino que notre capteur PIR a détecté un mouvement. En fonction de votre application, l'une ou l'autre méthode de lecture de la sortie du capteur PIR est faisable, bien que cette dernière soit considérée comme la meilleure pratique car elle garantit que votre code ne manquera aucun mouvement détecté par le capteur PIR. Si vous prévoyez d’utiliser une interruption externe pour détecter un changement de votre détecteur de mouvement, vous devrez consulter la fiche technique de votre Arduino pour vous assurer que les broches de votre microcontrôleur peuvent être utilisées comme broches d’interruption. Sinon, vous pouvez simplement connecter la sortie du capteur PIR à l'une des broches d'entrée numériques de l'Arduino. Le capteur PIR devra également être connecté à une source d'alimentation appropriée et à une masse commune.

Actionneur linéaire à mouvement contrôlé

Dans les deux exemples ci-dessous, l'Arduino contrôle l'actionneur linéaire à l'aide d'un conducteur de moteur. Pour apprendre à piloter un actionneur linéaire avec un pilote de moteur ou d'autres composants intermédiaires, comme relais, vous pouvez consulter notre article sur Comment contrôler un actionneur linéaire avec un Arduino. De plus, aucun des exemples ci-dessous n'utilise un actionneur linéaire à rétroaction ou interrupteurs de fin de course externes dans leur conception, ce qui vous donnerait plus de contrôle sur votre actionneur que sans. Si vous souhaitez savoir comment et quelles options de commentaires sont disponibles, vous pouvez consulter notre article sur le sujet Ici.  

L'exemple de code ci-dessus montre comment configurer une interruption dans l'IDE Arduino où l'interruption sera déclenchée sur le front montant de l'impulsion de tension. Vous pouvez configurer votre interruption pour qu'elle se déclenche à différents moments d'un changement de tension et vous devez consulter la fiche technique de votre microcontrôleur pour déterminer les options disponibles. Une fois que vous avez identifié et sélectionné une broche d'interruption appropriée, le dernier aspect que vous devez faire pour configurer votre interruption est d'écrire votre routine de service d'interruption. La routine de service d'interruption est une fonction simple que le code exécutera à chaque fois que l'interruption est déclenchée. Dans notre cas, notre routine de service d'interruption motionDetector met simplement l'indicateur motionDetected à l'état haut lorsque l'interruption est déclenchée.

Une fois que votre Arduino a lu la sortie de votre capteur PIR, soit en utilisant une interruption externe ou en lisant simplement la sortie, la façon dont vous utilisez ce retour pour contrôler votre actionneur linéaire dépendra de votre conception et de votre application. Comme le capteur PIR ne fournit qu'un retour binaire, comme un bouton poussoir, le niveau de contrôle sur l'actionneur linéaire sera limité. Une façon de contrôler l'actionneur linéaire avec cette rétroaction est de dire à l'actionneur de se déplacer chaque fois qu'un mouvement est détecté, ce qui pourrait être utile dans des applications telles que les pannes de saut robotiques dans une maison hantée. Le code ci-dessus montre comment vous pouvez implémenter cette conception. Une fois que le drapeau motionDetected est réglé sur haut, nous étendons l'actionneur linéaire vers l'avant et après 10 secondes, le drapeau est réinitialisé sur bas et l'actionneur se rétracte pour la prochaine alerte de saut. Comme nous utilisons uniquement le détecteur de mouvement pour dire à l'Arduino que quelqu'un est là, nous utilisons une minuterie pour réinitialiser le drapeau et attendre que la prochaine personne passe.

Une autre méthode consiste à basculer entre les positions étendues et rétractées de l’actionneur linéaire chaque fois que le mouvement est détecté, ce qui peut être utile dans les applications de domotique. La mise en œuvre de cette approche est indiquée ci-dessus. Dans la routine de service d’interruption, le mouvement du drapeau détecté est basculé chaque fois que le capteur PIR détecte le mouvement. Lorsque le drapeau est réglé en hauteur, l’actionneur linéaire est étendu et lorsque le drapeau est réglé à basse, l’actionneur est rétracté. Nous avons également ajouté un autre timerFlag drapeau qui est utilisé ajouter un délai de temps après le détecteur de mouvement PIR est déclenché. Ce drapeau est réglé HAUT lorsque l’interruption est déclenchée pour la première fois et n’est envoyé faible qu’après le délai prévu, qui est d’une minute dans cet exemple. Il est également utilisé pour s’assurer que la valeur du mouvement du drapeau Détecté n’est pas basculer jusqu’à ce que, après ce délai.

Référence:

  1. Tross, K. (2019, octobre). Le Guide du débutant pour les capteurs de mouvement. Extrait de: https://www.safewise.com/resources/motion-sensor-guide/
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