Como usar o Sensor HC-SR501
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| Figura 1: Pinagem do sensor |
- Tensão de Operação: 5V ~ 20V
- Corrente de Operação: <50mA
- Saída TTL: 3.3V
- Tempo de retardo Ajustável: 2s ~ 200s
- Distância detectável: 3~7m (Ajustável)
- Tempo de Bloqueio: 2,5s (Padrão)
- Trigger: (L)-Não Repetível (H)-Repetível (Padrão: H)
- Ângulo do cone de detecção: < 100°
- Temperatura de Trabalho: -15 ~ +70°C
- Dimensão: 32x24x18mm
Em negrito as características que mais usaremos neste post.
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| Figura 2: Alcance do sensor. Fonte: Datasheet |
Alimentação: Primeiro falando da pinagem. VCC e GND são os pinos de alimentação, neles você irá ligar os famosos cabos vermelho e preto de alimentação. A tensão que deverá entrar em VCC deverá ser de no máximo 20V continuo (ou DC) mas é aconselhável usar uma tensão bem menor como 12V , 9V ou 5V. Esse dispositivo tem um regulador de tensão interno e funciona em 3,3 Volts por isso o ideal é de 5V a 9V.
Saída: Quando o sensor detecta uma presença o pino de saída eleva sua tensão de 0V para 3,3V. O tempo que essa tensão fica em 3,3V depende do potenciômetro de ajuste de tempo. Você pode ajustar esse potenciômetro através de uma chave estrela. O tempo minimo é de 2 segundos e o máximo é de 200 segundos (Aprox: 3 minutos e 20 segundos). Após esse tempo a tensão pode voltar a zero ou continuar em 3,3 enquanto estiver detectando uma presença. Se ela volta ou não depende do modo no qual o sensor esta operando.
Modo de operação: O modo de operação é descrito pela posição do jumper amarelo (Figura 1). Quando esse jumper está na posição L ele irá disparar apenas uma vez e na posição H ele ficará em nível alto até que a presença saia do raio de Alcance do sensor.
Raio de alcance: Na figura 2 podemos observar o raio de alcance: ele possui um pouco menos de 100º graus de abertura por 3 a 4 de raio minimo. O alcance frontal é variável sendo de 3 a 7 metros ajustável por o potenciômetro a direita. Você pode ajustá-lo da mesma forma que o ajuste de tempo.
Tempo de Bloqueio: O tempo de bloqueio é o tempo minimo que o sensor gasta entre uma leitura e outra, isso significa que se o sensor foi ativado ele só vai poder ser ativado novamente 2,5 segundos depois de o pino de sinal ir para nível lógico baixo (Sair de 3,3V para 0V).
Dito o básico agora podemos começar a explorar os usos do sensor. Agora montaremos um circuito simples para por em pratica o que vimos acima.
Para esse circuito você ira precisar de:
- 1 Protoboard de 400 ou 830 furos;
- 2 LEDs, uma vermelha e uma Verde;
- 2 Resistores de 220 Ohms (Cores: Vermelho, Vermelho, Marrom)
- 1 Sensor HC-SR501
- Jumpers
Circuito: Monte em sua protoboard o circuito abaixo:
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| Circuito com sensor HC-SR501 |
Código fonte: A parte que está de cor azulada seja a frente de "//" ou entre "/*" e "*/" São comentário e não são compilados pela IDE, em outras palavras estão ai apenas para explicar o que está acontecendo. Abaixo do código eu deixei um em comentário um código alternativo que faz a mesma coisa do primeiro código mas usando outras estruturas que são explicadas no próprio comentário.
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Agora falando um pouco sobre o funcionamento do sensor:
Dentro da capsula branca (que na verdade é uma lente fresnel) tem um sensor PIR (Passive InfraRed ou em português sensor infravermelho passivo). Todo objeto de temperatura acima do zero absoluto emite calor em forma de radiação. Essa radiação é invisível aos olhos pois o comprimento de onda dela é infravermelha porém ela pode ser detectada por dispositivos eletrônicos projetados para isso.
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| Sensor PIR ao centro. |
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| Funcionamento do sensor PIR junto a lente fresnel |
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| Circuito equivalente do Sensor PIR. |
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| A lente fresnel ajusta o foco para o centro do sensor |
Abaixo temos uma foto completa do circuito do sensor, caso você queira conhecer com mais profundidade o sensor vou deixar aqui o link em PDF e o site onde a adafruit fez uma abordagem do funcionamento interno desse sensor, onde no qual muitas informações aqui mostradas foram obtidas.
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| Circuito do sensor HC SR501 |
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