Máy dò chuyển động & Bộ truyền động tuyến tính

Máy dò chuyển động

Máy dò chuyển động, như tên gọi của chúng cho thấy, là cảm biến được sử dụng để cảm nhận chuyển động. Chúng thường được thấy trong hệ thống báo động an ninh và hệ thống chiếu sáng kích hoạt chuyển động nhưng có thể được sử dụng kết hợp với thiết bị truyền động tuyến tính cho một loạt các ứng dụng tuyệt vời. Một ứng dụng phổ biến của thiết bị truyền động tuyến tính và máy dò chuyển động đang được sử dụng cùng nhau trong những ngôi nhà ma ám để dọa nhảy. Nhưng cùng với bộ truyền động tuyến tính và bộ dò chuyển động cũng có thể được sử dụng cho một loạt các dự án tự động hóa gia đình.

Máy dò chuyển động

Khi bạn nghĩ về máy dò chuyển động, bạn thường nghĩ về 2 loại:

  • Hồng ngoại thụ động - Đo lường sự thay đổi nhiệt của cơ thể (năng lượng hồng ngoại) để phát hiện chuyển động
  • Lò vi sóng - Phép đo phản xạ từ các vật thể bằng cách sử dụng vi sóng để phát hiện chuyển động

Hai loại máy dò chuyển động này là phổ biến nhất vì chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng như hệ thống an ninh. Mặc dù, có nhiều loại thiết bị phát hiện chuyển động khác có sẵn bao gồm cảm biến phản xạ khu vực, sử dụng ánh sáng suy luận, cảm biến rung và cảm biến siêu âm [1]. Để sử dụng cho những người có sở thích và các dự án tự làm, loại máy dò chuyển động có sẵn và được sử dụng phổ biến nhất là cảm biến chuyển động Hồng ngoại thụ động (PIR). Do đó, phần còn lại của blog này sẽ tập trung vào cách sử dụng bộ dò chuyển động PIR với bộ truyền động tuyến tính của bạn. Mặc dù mỗi loại cảm biến sẽ có các cách triển khai khác nhau, nhưng phần lớn những gì được mô tả dưới đây về cách điều khiển bộ truyền động tuyến tính với bộ dò chuyển động sẽ giống nhau đối với tất cả các loại bộ dò chuyển động.

Điều gì về Cảm biến tiệm cận?

Cảm biến tiệm cận không phải là công cụ phát hiện chuyển động vì chúng phát hiện điểm gần của một đối tượng hơn là chuyển động. Về mặt chức năng, a cảm biến tiệm cận có thể cho bạn biết mức độ gần của một đối tượng với cảm biến cho dù đối tượng đó có chuyển động hay không. Trong khi máy dò chuyển động, sẽ chỉ kích hoạt khi có chuyển động bất kể vật thể ở gần như thế nào. Bạn có thể sử dụng cảm biến tiệm cận làm công cụ phát hiện chuyển động vì đầu ra của cảm biến tiệm cận sẽ thay đổi khi một đối tượng hoặc người di chuyển trước cảm biến. Mặc dù, cảm biến tiệm cận chỉ phát hiện khoảng cách của vật thể gần nhất với cảm biến, vì vậy nếu có vật gì đó di chuyển phía sau vật thể gần nhất, cảm biến tiệm cận sẽ không phát hiện ra chuyển động này. Mặc dù có thể sử dụng cảm biến khoảng cách làm máy dò chuyển động, nhưng nó có thể không phải là giải pháp tốt nhất cho thiết kế của bạn.

Cảm biến tiệm cận

Thiết lập máy dò chuyển động PIR của bạn

Nếu bạn đang muốn thiết kế rô-bốt sợ nhảy của riêng mình cho Halloween hoặc có một dự án nhạy cảm với chuyển động khác, bạn sẽ muốn sử dụng máy dò chuyển động PIR làm công tắc đầu vào để xác định khi nào bộ truyền động tuyến tính của bạn sẽ di chuyển. Để làm điều này, bạn sẽ muốn sử dụng một bộ vi điều khiển, như Arduino, để đọc đầu ra của máy dò chuyển động PIR và điều khiển bộ truyền động tuyến tính của bạn. Đầu ra của bộ dò chuyển động PIR tương tự như một nút ấn đơn giản, khi có chuyển động cảm biến sẽ gửi tín hiệu hoặc điện áp cao đến vi điều khiển và khi không có chuyển động sẽ gửi tín hiệu hoặc điện áp thấp. Bạn cũng có thể muốn kiểm tra cảm biến PIR trước khi cài đặt nó vào thiết kế của bạn vì một số cảm biến PIR cho phép bạn điều chỉnh độ nhạy của cảm biến để có hiệu suất tốt hơn.

Cảm biến PIR được kết nối với Arduino 

Vì bạn sẽ không biết khi nào ai đó sẽ đi ngang qua máy dò chuyển động của bạn, bạn cần phải liên tục đọc đầu ra của cảm biến PIR trong vòng lặp chính của mã của bạn hoặc bạn có thể sử dụng các ngắt bên ngoài. Ngắt bên ngoài là các chân của Arduino phát hiện sự thay đổi điện áp và trong trường hợp của chúng tôi có thể được sử dụng để cảnh báo Arduino rằng cảm biến PIR của chúng tôi đã phát hiện chuyển động. Tùy thuộc vào ứng dụng của bạn, một trong hai phương pháp đọc đầu ra của cảm biến PIR đều khả thi, mặc dù phương pháp sau được coi là phương pháp hay nhất vì nó đảm bảo mã của bạn sẽ không bỏ lỡ bất kỳ chuyển động nào được phát hiện bởi cảm biến PIR. Nếu định sử dụng ngắt bên ngoài để phát hiện thay đổi từ bộ dò chuyển động của mình, bạn sẽ cần tham khảo biểu dữ liệu của Arduino để đảm bảo có thể sử dụng chân nào của bộ vi điều khiển làm chân ngắt. Nếu không, bạn có thể chỉ cần kết nối đầu ra của cảm biến PIR với bất kỳ chân đầu vào kỹ thuật số nào của Arduino. Cảm biến PIR cũng sẽ cần được kết nối với nguồn điện thích hợp và với điểm chung.

Bộ truyền động tuyến tính điều khiển chuyển động

Trong cả hai ví dụ dưới đây, Arduino điều khiển bộ truyền động tuyến tính bằng cách sử dụng người điều khiển động cơ. Để tìm hiểu cách lái thiết bị truyền động tuyến tính với trình điều khiển động cơ hoặc các thành phần trung gian khác, như rơ le, bạn có thể xem bài đăng của chúng tôi trên Cách điều khiển Bộ truyền động tuyến tính với Arduino. Ngoài ra, không có ví dụ nào dưới đây sử dụng bộ truyền động tuyến tính phản hồi hoặc là công tắc giới hạn bên ngoài trong thiết kế của họ, điều này sẽ giúp bạn kiểm soát nhiều hơn thiết bị truyền động của mình hơn là không có. Nếu bạn quan tâm đến cách thức và những tùy chọn phản hồi khả dụng, bạn có thể xem bài đăng của chúng tôi về chủ đề này đây.  

Ví dụ mã ở trên cho thấy cách thiết lập một ngắt trong Arduino IDE nơi ngắt sẽ được kích hoạt trên cạnh lên của xung điện áp. Bạn có thể thiết lập ngắt để được kích hoạt tại các điểm khác nhau trong sự thay đổi điện áp và nên tham khảo biểu dữ liệu của bộ vi điều khiển để xác định các tùy chọn khả dụng. Khi bạn đã xác định và chọn được chân ngắt thích hợp, khía cạnh cuối cùng bạn cần làm để thiết lập ngắt là viết quy trình dịch vụ ngắt của bạn. Quy trình phục vụ ngắt là một chức năng đơn giản mà mã sẽ chạy mỗi khi ngắt được kích hoạt. Trong trường hợp của chúng ta, motionDetector thường trình dịch vụ ngắt của chúng ta chỉ đơn giản đặt cờ motionDetected lên cao khi ngắt được kích hoạt.

Khi Arduino của bạn đã đọc đầu ra của cảm biến PIR, bằng cách sử dụng ngắt bên ngoài hoặc chỉ đơn giản là đọc đầu ra, cách bạn sử dụng phản hồi này để điều khiển bộ truyền động tuyến tính sẽ phụ thuộc vào thiết kế và ứng dụng của bạn. Vì cảm biến PIR chỉ cung cấp phản hồi nhị phân, giống như một nút nhấn, nên mức độ điều khiển đối với bộ truyền động tuyến tính sẽ bị hạn chế. Một cách để điều khiển thiết bị truyền động tuyến tính với phản hồi này là ra lệnh cho thiết bị truyền động di chuyển bất cứ khi nào phát hiện chuyển động, điều này có thể hữu ích trong các ứng dụng như sợ hãi robot nhảy trong một ngôi nhà ma. Đoạn mã trên cho thấy cách bạn có thể triển khai thiết kế này. Khi cờ motionDetected được đặt thành cao, chúng tôi mở rộng bộ truyền động tuyến tính về phía trước và sau 10 giây, cờ được đặt lại ở mức thấp và bộ truyền động sẽ rút lại cho lần sợ nhảy tiếp theo. Vì chúng tôi chỉ sử dụng bộ dò chuyển động để nói với Arduino rằng có ai đó đang ở đó, chúng tôi sử dụng bộ hẹn giờ để đặt lại cờ và đợi người tiếp theo đi ngang qua.

Một phương pháp khác là chuyển đổi giữa các vị trí mở rộng và thu vào của bộ truyền động tuyến tính mỗi khi phát hiện chuyển động, có thể hữu ích trong các ứng dụng tự động hóa gia đình. Việc thực hiện cách tiếp cận này được hiển thị ở trên. Trong thói quen dịch vụ gián đoạn, chuyển động cờDetected được bật mỗi khi cảm biến PIR phát hiện chuyển động. Khi cờ được đặt thành cao, bộ truyền động tuyến tính được mở rộng và khi cờ được đặt ở mức thấp, bộ truyền động được rút lại. Chúng tôi cũng đã thêm một bộ đếm thời gian cờFlag được sử dụng thêm thời gian chậm trễ sau khi máy dò chuyển động PIR được kích hoạt. Cờ này được đặt CAO khi ngắt được kích hoạt lần đầu tiên và chỉ được gửi thấp sau khi thời gian trễ được thiết kế, đó là một phút trong ví dụ này. Nó cũng được sử dụng để đảm bảo giá trị của chuyển động cờDetected không chuyển đổi cho đến sau khi sự chậm trễ thời gian này.

Tham khảo:

  1. Tross, K. (2019, tháng 10). Hướng dẫn cho người mới bắt đầu về cảm biến chuyển động. Truy xuất từ: https://www.safewise.com/resources/motion-sensor-guide/
product-sidebar product-sidebar
Tags:

Share this article

Sản phẩm nổi bật

TVL-170 Giá treo TV bật lên phía sau
TVL-170 Giá treo TV bật lên phía sau In Stock
On Sale From $590.00USD

Bạn cần trợ giúp tìm thiết bị truyền động phù hợp?

Chúng tôi thiết kế chính xác và sản xuất các sản phẩm của chúng tôi để bạn có được giá cả nhà sản xuất trực tiếp. Chúng tôi cung cấp vận chuyển cùng ngày và hỗ trợ khách hàng am hiểu. Hãy thử sử dụng Máy tính truyền động của chúng tôi để nhận trợ giúp chọn thiết bị truyền động phù hợp cho ứng dụng của bạn.