Sensores de infravermelhos passivos

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Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Licenciatura em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Unidade Curricular de Laboratório de electrónica e computação
Sensores de movimento
Sensores de Infravermelhos Passivos (PIR)
Carlos Barreira
Bruno Jorge

Resumo

Neste trabalho pretende-se explicar o funcionamento e exemplificar como se procede à montagem“caseira”de um pequeno sensor de movimento baseado na arquitectura PIR por meio de esquemas e algumas instruções úteis de montagem e de uso.

Introdução

Existem muitas formas diferentes de criar um sensor de movimento. O movimento é detectado quando um corpo com uma certa temperatura irradia luz infravermelha, passa em frente de uma outra a temperatura diferente, como uma parede. É comum aslojas terem um feixe de luz que atravessam a sala perto da porta, e um foto-sensor do outro lado da sala. Quando um cliente quebra o feixe, o foto-sensor detecta a alteração na quantidade de luz e toca uma campainha. Muitos supermercados têm portas automáticas que utilizam uma forma muito simples de radar para detectar quando alguém passa perto da porta. A caixa acima da porta envia um pulso daenergia de microondas de rádio e espera o retorno de energia reflectida de volta. Quando uma pessoa se move para o campo da energia de microondas, o que altera a quantidade de energia reflectida ou o tempo que leva para a reflexão para chegar, e abre a porta. A mesma coisa pode ser feita com o som das ondas ultra-sónicas, fixando um alvo e esperando pelo eco. Todos estes sensores estão activos. Elesinjectam energia (luz, microondas ou som) no ambiente, com vista a detectar uma mudança de algum tipo.
Um PIR  (Passive InfraRed sensor) ou sensor de infra vermelhos passivo é um dispositivo electrónico que mede  a quantidade de luz infravermelha que é irradiada pelos corpos no seu campo de visão. Os PIR são frequentemente usados na construção de sensores de movimento, pois este tipo de sensordetecta variações na quantidade de luz que recebe e como todos os corpos emitem radiação, estes sensores limitam-se a medir as diferenças de radiação e reconhecem movimento caso haja alteração brusca da quantidade de luz recebida. Por isso é que quando uma pessoa caminha, a quantidade de energia infravermelha no campo de visão muda rapidamente e é facilmente detectada, mas caso a pessoa permaneçaimóvel o sensor não reconhece a presença. É o "sensor de movimento" característico na maioria das luzes (e sistemas de segurança). Muitas vezes esta tecnologia é emparelhada com um outro modelo para maximizar a precisão e reduzir consumo de energia.
A fim de fazer um sensor que pode detectar um ser humano, é preciso fazer o sensor sensível à temperatura de um corpo humano. Os seres humanos, comuma temperatura da pele de cerca de 34 graus Célsius, irradiam energia infravermelha com um comprimento de onda entre 9 e 10 micrómetros. Assim, os sensores são normalmente sensíveis na faixa de 8 a 12 micrómetros.
Os dispositivos em si são simplesmente componentes electrónicos e não um sensor fotossensível. A luz infravermelha arranca electrões para fora de um substrato e esses electrões podem serdetectados e amplificados num sinal.
O amplo campo de visão do dispositivo deve se à lente que o cobre uma vez que a radiação infravermelha é uma forma de luz e de tal modo que se pode concentrar e focar com lentes de plástico sendo apenas necessário um sensor para cobrir todo o campo de visão.

Construção de um sensor de movimento com a tecnologia PIR

Figura 2: Esquema e pcb de um sensorcom
tecnologia PIR.

Figura 1: Componentes necessários á construção
de um sensor de movimento com tecnologia PIR.

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Figura 3: Esquema de um sensor de movimento PIR

Figura 4:

Montagem
Primeiramente o RE200B (PIR), o LDR (resistência dependente luz) e a lente Fresnel de plástico são montados no verso, no lado de cobre do PCB. Estes componentes não são montados no topo do pcb tal...
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