通常，无线电波、光辐射和声波都可以用于远距离间的无线通信。无线通信的本质是改变信号的频率。不同的通信使用不同的频率，从高频（HF）、低频（LF）、甚高频（VHF）、特高频（UHF） 和其他频段等。声波则使用频谱的超声波区域，而光辐射使用频谱的红外和可见部分。无线电波是微米波和毫米波。
被称为红外辐射 (IR) 的电磁光谱区域的波长比可见光长而比微波短。红外区在 0.75 um 到 1000 um 之间，红外波太小，人眼看不到。近红外定义为0.75um到3um之间的波长范围；中红外定义为3um到6um之间的范围，远红外定义为6um以上的范围。
辐射广泛用于各种传感器和电气设备。从电视遥控器等简单的小工具到夜视设备等复杂的工具，一切都使用红外波。
被动红外传感器 PIR
缩写 PIR 代表被动红外传感器。“被动”一词表示传感器不主动发出红外信号，而是被动地检测来自附近物体、人体的红外辐射。
被动红外传感器PIR
被动红外传感器PIR可以测量辐射水平并将其转换为与该水平成比例的电荷。然后该电荷通过集成电路进一步放大增强，并提供给器件的输出引脚，该输出引脚上可以驱动外部电路，比如用于驱动外部的警报器。PIR 传感器可以在 +15° 或 –15° 的角度检测到 10 米。
下图描绘了典型的被动红外传感器 PIR 引脚定义。
无源红外传感器PIR由三个引脚组成，如上图所示：
1、Pin1是器件的漏极，接正电源5V DC。
2、Pin2 是设备的源极，需通过 100K 或 47K 电阻连接到地端。Pin2 是传感器的输出引脚，检测到的 IR 信号从传感器的引脚 2 送到放大器。
3、传感器的 Pin3 接地
PIR传感器的工作原理
PIR 传感器比其他传感器更复杂，因为它们有两个电极。这些电极由红外敏感材料制成。光学透镜用来确保两个 PIR 电极可以检测更远的距离。
当人或动物经过时，它会遮挡PIR 传感器的第一个电极。这导致两个电极之间的正差分变化。当人体离开感应区域时，传感器会在两个电极之间产生负差分变化。为了避免温湿度影响，提高抗扰度，红外传感器安装在密封的金属外壳中。为了保护传感元件，有一个通常由涂层硅材料制成的透明窗口。
被动红外传感器PIR工作原理
PIR 传感器的运动检测电路
上面我们已经了解了 PIR 传感器的引脚定义，现在继续学习 PIR 传感器的简单应用。下图描述了运动检测器 PIR 传感器电路。在存在人体红外能量或辐射的情况下，红外传感器检测到能量并立即将其转换为微小的电脉冲，足以激活晶体管 BC547 导通并使其集电极变为低电平。
IC741是比较器，有 8 个引脚。Pin3 为参考输入，而 Pin2 为感应输入。当晶体管的集电极端子变低时，IC 的 pin2 电位低于 pin3 电位。此时 IC 的输出变高，触发继电器驱动器，该驱动器由另一个晶体管和一个继电器组成。继电器激活并打开电路连接的报警装置。
电容器 100uF/25V 确保即使被动红外传感器关闭（可能是由于辐射源退出），继电器仍保持工作状态。为确保足够的效率，PIR 传感器设备必须正确封装在菲涅耳透镜盖中。
PIR 传感器的应用
基于 PIR 传感器的自动开门系统
- 该应用的主要目标是在需要人员到场的地方打开和关闭门，例如酒店、购物中心、剧院等。PIR 传感器检测人体的存在并向微控制器发送脉冲。电机驱动器由该微控制器通过向其输入和启用引脚发送适当的脉冲来控制。
基于红外传感器的安防报警系统
- 该应用的主要目标是提供安全性。该应用围绕 PIR 传感器和产生警报器的集成电路构建。传感器检测人类发出的红外辐射并产生数字输出。UM3561 IC 接收此数字输出。因此，只要检测到人体，它就会发出声音。UM3561 IC 是一种 ROM IC，可生成各种警笛音，包括消防车警笛、救护车警笛、机枪声和警笛。
使用 PIR 传感器的人体检测机器人
- 人体检测机器人采用 PIR 传感器检测人体，并由 8 位微控制器供电。该应用使用被动红外传感器来探测人类，主要用于在地震期间救援被困在碎片中的人。它可以将被困在碎片下的人类带到地表，有效地拯救生命。
基于 PIR 传感器的步进电机控制
- 该应用的主要目标是使用 PIR 传感器来控制步进电机。该应用重点依赖机器人技术。该技术主要用于高级应用。在内部，PIR 传感器用于该项目以获得出色的性能 - IR 传感器用于防盗报警系统、电灯开关、访客在场监控和机器人。步进电机广泛用于机器人技术，因为它们提供连续旋转以及非常高的的精度。
如果需要给传感器增加无线传输功能，可以通过增加无线物联网控制器实现。
● 内置电池或外接5V电源供电
● 无线传输方式支持4G、NB、WIFI、LORA等
● 支持所有传感器接口
|
| 【单片机-传感器】项目定制开发 |
