PIRモーションセンサーそのものや Arduino、Raspberry Piなどと一緒に使う方法の紹介

PIRモーションセンサーは受動赤外線センサーの略語です。特定の範囲で人間や粒子の動きを検出する必要があるプロジェクトに適用されて、 PIR(モーション)センサーまたはIRセンサーとも呼ばれます。
強力な機能と低コストなどの利点を持っているので、それはたくさんのプロジェクトに採用されており、 ArduinoとRaspberry Piに関連するプロジェクト用のオープンソースハードウェアコミュニティーに広く受け入れられて、初心者がより簡単にPIRモーションセンサーについて学ぶのを助けます。

この記事では、 PIRモーションセンサーを次の七つの部分に分けて紹介します。また、異なるPIRモーションセンサーを比較します。

PIRモーションセンサーとは何か？
PIRモーションセンサーは何を検出するのか?
PIRがどのように動作するのか？
PIRモーションセンサーの範囲は？
PIRモーションセンサーとモーションセンサーの区別は?
PIRモーションセンサーはデイライトで作動するのか?
PIRがどのようArduinoとRaspberry一緒に作動するのか?

1. PIRモーションセンサーとは何か？

受動赤外線センサーは、その視野のオブジェクトから放射された赤外線を測定する電子センサーです。
それらは常にPIR ベースモーション検出器でに使用されます。PIRモーションセンサーは、一般的安全警報および自動照明アプリケーションに使用されます。

技術にいえば、 PIRは異なるレベルの赤外線を検出できる焦電センサーで構成されます。例えば、すべてのものは様々なレベル放射線を放出したり、放射線のレベルはオブジェクトの温度の増加とともに増加したりします。

2. PIRモーションセンサーは何を検出するのか?

周知の通り、PIRモーションセンサーも受動赤外線検出器の略語のPID（passive infrared detectors）とも呼ばれます。第一の部分で学んだ専門用語のように、 PIRモーションセンサーは粒子によって放出された赤外線を検出することができます。

一般的には、PIRが特定のセンサーのスペックに決定された特定の範囲で動物/人間の動きを検出します。このセンサー自身がエネルギーを放出しなくて、受動的にエネルギーを受け取って、環境からの赤外線放射を検出します。人体/ 粒子から温度とともに赤外線が放射したら、それが光学システムに集中して、焦電デバイスが突然の電気信号と警報を出すことを起こします。

3. PIRがどのように動作するのか？

この受動赤外線警報装置は外部にエネルギーを放射するではなくて、人体からの赤外線放射の受信に頼って、警報を発します。温度を持つ任意のオブジェクトが絶えずに外界に赤外線を放射し続けます。人体の表温度は36-27 ° Cで、それが放射したほとんどのエネルギーが 8-12 umの波長範囲がに集中しています。

受動赤外線警報装置は赤外線検出器 (赤外線プローブ) と警報制御二つの部分に分けています。一番広く採用された赤外線検出器は人体赤外線放射を電気に変えるセンサーとして使われる焦電検出器です。この検出器が直接に人体の赤外線に照射されたら、それが温度の変化を引き起こして信号を出力しますが、検出距離が遠くになりません。この検出器の検出距離を長めるには、赤外線を集めるための光学システムを追加する必要があります。通常には、プラスチック製の光学反射システムまたはプラスチック製のフレネルレンズを赤外線の集光システムとして使用されます。

検出領域では、服を通過する人体の赤外線放射エネルギーは、検出器のレンズにより受信されて、焦電センサーに集中されます。人体（侵入者）がこの監視モードで動いたら、焦電式センサーは動いている人体を観測し、対応する警報信号を出力します。

4.PIRモーションセンサーの範囲は？

室内受動赤外線: 検出距離の範囲は25センチから20メートルまでです。

室内カーテンタイプ: 検出距離の範囲は25センチから20メートルまでです。

屋外受動赤外線: 検出距離の範囲は10メートルから150メートルまでです。

屋外受動赤外線カーテン検出器: 距離は10メートルから150メートルまでです。

5. PIRモーションセンサーとモーションセンサーの区別は?

モーションセンサーは人間とオブジェクトの動きを検出することができるデバイスです。ほとんどの応用において、これらのセンサーが主に特定の領域の人間の活動を検出することに用いられます。

それが感知する動きを電気信号に変換することができるので、このセンサーは刺激物を発して、反映されるいかなる変更を監視したり、または動いているオブジェクトから信号を得たりします。いくつかのモーションセンサーは、人々や他のオブジェクトが侵入されて、通常の状態を破ったら、警報を発するが、他のモーションは、侵入されて、通常の状態に戻るときに警報を発します。世界中の安全システムは、通常には、モーションセンサーに頼って、窓やゲートなどの建物により簡単でアクセスできるところに置かれている警報または自動照明スイッチを作動させます。

PIRモーションセンサーは動きを検出する技術手段の一つです。それで、PIRモーションセンサーはモーションセンサーのサブセットと言われます。 PIRモーションセンサーのサイズが小さいし、価格も安いし、低消費電力なので、非常に人気があります。多くのメーカーが初心者の利便性のためにPIRセンサーの中にい「モーション」を加えます。

6. PIRモーションセンサーはデイライトで作動するのか?

上記の説明をよく理解したら、この問題の答えがよくわかるようになります。もちろん、それがデーライトでよく作動できます。

7. PIRがどのようArduinoとRaspberry一緒に作動するのか?

PIRとArduinoを使うプロジェクトとそのチューリアルがたくさんあるので、その基本的なのを紹介しないで、一番簡単に掌握できるプロジェクトを紹介することにします。

Seeed Studioでは、次の六つの簡単に使えるPIRモーションセンサーを勧めます。 Grove – PIRモーショセンサーを例にして、ほかのPIRモーションセンサーと比べて、PIRがどのようにArduinoと作動することを説明します。詳しいチューリアルを読みたい場合、 Seeed Studioの PIR センサーwiki ページをご参照ください。

Grove – PIRモーションセンサー

このGrove – PIRモーションセンサー(受動赤外線センサー) は動きで引き起こした赤外線信号を検出することができます。 PIRモーションセンサーが赤外線エネルギーに気づいたら、このモーション検出器は作動されて、このセンサーのSIG pinではHIGHが出力します。検出範囲と応答スピードは回路基板上にはんだ付けされた2ポテンショメーターによって調整することができます。応答スピードは0.3s – 25sで、検出の範囲は最大6メートルに達します。

Groveと互換性があるインターフェースを持つモーションセンサーの使い方は簡単と言えます。簡単にそれをベースシールドに接続することによって、それがArduinoプロジェクトに適用するモーション検出器として使われます。

PIRモーションセンサーシリーズは異なるニーズを満たすいくつかの製品を含んでいます：

製品	測定範囲 (理論的な値)	特徴
Grove – PIRモーションセンサー	最大距離:3-6m(デフォルトで3m ) 角度:< 120°	調整可能な測定距離とホールド・タイム（対象物が検出された後、データがアウトプットまでの時間）応答スピード:0.3s – 25s
Grove-調整可能なPIR モーションセンサー	最大距離:3-6m 角度:X=110° Y=90°	調整可能な測定距離とホールド・タイム
Grove –ミニPIR モーションセンサー	最大距離:2-5m(デフォルトで2m) 角度:X=110° Y=90°	調整可能な感知度ミニサイズ
PIRモーションセンサー– 大型レンズバージョン	最大距離:9m 角度:< 120°	遠距離・広い角度をサポートできる大型レンズ 2.54mmの標準的な接続器
PIRモーションセンサーモジュール	最大距離:3-7m 角度:< 120°	測定距離は調整可能
ミニPIRモーションセンサーモジュール	最大距離:7m 角度:< 100°	ミニサイズ

PIRモーションセンサーをArduinoやRaspberry Piと一緒に使う

PIRモーションセンサーをArduinoやRaspberry Piと一緒に使う方法について、 wikiページで詳しいチューリアルとライブラリーが備えています。Groveがあれば、プラグアンドプレイすることでPIRのプロジェクトを開始することができます。

PIRモーションセンサーを使うArduinプロジェクト

PIRモーションセンサーを備える盗難防止警報器

このプロジェクトはPIR センサー、ブザーとLEDを使って盗難防止システムを作る方法について説明します。それは家への侵入や火災の発生などを検出することができます。

Grove – PIRモーションセンサーを使ってハロウィンキャンデーマシンを作る

PIRモーションセンサーが近くの誰かを検出すると、指紋センサーが1秒間に1回点滅し始めます。それで、指をその上に置くことができます。事前に指紋を保存した場合、サーボが起動してあなたにキャンデーを与えます。そうしないと、キャンデーは手に入れないです。

Grove – 調整可能なPIRモーションセンサーを使ってクリスマスツリーを作る

Grove – 調整可能な PIRモーションセンサーは簡単に使用できる受動赤外線モーションセンサーで、最大3メートル範囲の赤外線オブジェクトの動きを検出することができます。検出範囲の全ての赤外線オブジェクトが動いたら、このセンサーはSIG pinでHIGHを出力します。そして、ポテンショメーターを介してSIG HIGH時間を最大130 sまでに調整することができます。さらに、他のポテンショメーターを介して検出範囲を調整することができます。

PIRモーションセンサーをRaspberry Piで使う

ロボットまたは家庭自動システムなどのハードウェアプロジェクトを使う時、Raspberry PiにあるGPIO pinが非常に重要です。このチューリアルはPIRモーションセンサーをRaspberry Piにインタフェースする方法とその上でGPIO pinの使い方について紹介します。

このブログのポストを通して、 PIRとモーションセンサーにより詳しくなりましたか。あなたに最適なプロジェクトを選んで、物作りを始めましょう！