حساس الحركة PIR كيف يعمل , كيف يكشف وجود الانسان وما هي مكونات دائرته

ما هو حساس الحركة PIR و ما هي تطبيقاته

حساس الحركة PIR أو ما يعرف ب Passive Infrared sensor هو حساس يستعمل عادة لكشف حركة الانسان أو دخول انسان الى مكان ما. و على عكس حساس الاشعة تحت الحمراء Infrared sensor

(IR sensor) فهو لا يحتوي على مرسل للاشعة الحمراء بل يستقبل هذه الاشعة من الأجسام المحيطة به. ومن هنا أتت كلمة Passive. ومن تطبيقات مستشعر الحركة نذكر استعماله لكشف جسم الانسان من اجل الحماية من السرقة أو اشعال مصباح او فتح باب أو من أجل الاقتصاد في الطاقة الكهربائية…

قبل أن نعرف كيفية عمل حساسا الحركة يجب أن نعرف أولا أن اي جسم له حرارة تفوق الصفر درجة يقوم بارسال طاقة تحت الحمراء.و كلما زادت درجة حرارة الجسم زادت نسبة الطاقة المنبعثة منه. و هذه الطاقة أو الإشعاع لا يمكن رأيته بالعين المجردة (يمكن استعمال الكاميرا لرأيته) لكن المواد البيرولكتريكية الموجودة داخل حساس الحركة PIR يمكنها كشف هذا الاشعاع.و للمعلومة فقط فإن المواد البيرولكتريكية المستعملة في حساس PIR تتضمن جليمنترد, كاسيم نترات, و لثيوم تنتلت.

كيف يعمل حساس PIR و كيف يكشف وجود الإنسان

إن متوسط حرارة جلد الانسان هي 34 درجة و هي اعلى من درجة الخلفية التي يتواجد فيها أي انها يمكن ان تحدث فرقا في نسبة الاشعة تحت الحمراء التي يتلقاها حساس PIR. قد تساعدك الصورة الحرارية التالية على فهم ذلك و تذكر أن ارتفاع الحرارة يعني ارتفاع الطاقة التحت الحمراء المنبعثة من الجسم.

 إذن عندما يمر شخص أمام حساس الحركة PIR فإن طاقة الاشعة تحت الحمراء المضافة ستسبب في خروج طاقة اكبر من الحساس البيرولكتريكي او الكهرحراري(pyroelectric sensor) (انظر الصورة التالية) وهذه الطاقة او الجهد ضعيفة جدا لذلك يجب أن تمر على مضخم (Amplifier) ثم تمر على مقارن (Comparator) لتقع مقارنة هذا الجهد الكهربائي الجديد بالجهد الكهربائي للحالة العادية (بدون وجود أشخاص). فان تجاوزت الطاقة الجديدة حد الطاقة الاعتيادي يقوم المقارن باخراج جهد كهربائي يمكن ربطه بمتحكم دقيق او بدائرة اخرى.

لكن السؤال الذي يطرح نفسه الآن. ماذا عن الاشياء التي يمكنها ان تبعث طاقة تحت حمراء مثل بعض الجماد في يوم ساخن او انعكاس بعض الاضواء . لهذا السبب تتواجد طبقة فلتر على الحساس البيرولكتريكي و دورها تصفية الاشعة التي تصل اليه و ترك الاشعة ذات الطول الموجي المتراوح بين 8 و 14 μm تمر فقط. حيث ان هذا النطاق يحتوي على نطاق الاشعة تحت الحمراء المنبعثة من الانسان وهو بين 9 و 10 μm. و بهذه الطريقة نكون قد قللنا من امكانية خطا كشف اجسام غير الانسان.

ومن اجل تجميع الطاقة المنبعثة في كل مكان في نقطة و احدة و هي الحساس البيروكتريكي تمت اضافة عاكسة Frednel lens اي ان كاشف الحركة يمكنه كشف تواجد الانسان من جميع الزوايا.كما توضح أكثر الصورة التالية.

 دائرة حساس الحركة

تصميم دائرة حساس الحركة مرتبط بطريقة استعمالك لهذا الحساس فإن كنت تريد استعماله لاشعال فانوس او باب يعمل بطاقة 220 فولط فيمكنك استعمال relay كما في الدائرة التالية

اما كنت ستستعمل كاشف الحركة ضمن نظام معقد تستعمل فيه متحكم دقيق فيمكن ربطه مع المتحكم كما في الدائرة التالية:

و في الواقع فإن حساست الحركة PRI صارت تستعمل الواي فاي لتتواصل مع باقي المكونات خاصة في أنظمة الحماية.