أجهزة الكشف عن الحركة
أجهزة الكشف عن الحركة ، كما يوحي اسمها ، هي أجهزة استشعار تستخدم لاستشعار الحركة. يتم رؤيتها بشكل شائع في أجهزة الإنذار الأمنية وأنظمة الإضاءة التي تثير الحركة ولكن يمكن استخدامها بالاقتران مع المحركات الخطية لمجموعة واسعة من التطبيقات الرائعة. تطبيق واحد مشترك ل المحركات الخطية وكاشفات الحركة التي يتم استخدامها معًا هي داخل المنازل المسكونة لخوف القفز. ولكن يمكن أيضًا استخدام المشغلات الخطية وكاشفات الحركة معًا لمجموعة واسعة من مشاريع أتمتة المنزل.
عندما تفكر في أجهزة الكشف عن الحركة ، تفكر عمومًا في نوعين:
- الأشعة تحت الحمراء السلبية - الذي يقيس التغيرات في حرارة الجسم (طاقة الأشعة تحت الحمراء) للكشف عن الحركة
- الميكروويف - الذي يقيس الانعكاسات خارج الكائنات باستخدام الموجات الصغرية للكشف عن الحركة
هذان النوعان من أجهزة الكشف عن الحركة هما الأكثر شيوعًا حيث يتم استخدامهما غالبًا في تطبيقات مثل أنظمة الأمان. على الرغم من أن هناك العديد من الأنواع الأخرى من كاشفات الحركة المتاحة بما في ذلك أجهزة استشعار عاكسة للمنطقة ، والتي تستخدم الضوء المستنتج ، وأجهزة استشعار الاهتزاز ، وأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية [1]. للاستخدام مع الهواة ومشاريع DIY ، فإن النوع الأكثر شيوعًا والاستخدام من كاشف الحركة هو مستشعر الحركة بالأشعة تحت الحمراء (PIR) السلبي. لهذا السبب ، ستركز بقية هذه المدونة على كيفية استخدام كاشف حركة PIR مع المشغل الخطي الخاص بك. على الرغم من أن كل نوع من أنواع المستشعرات سيكون له تطبيقات مختلفة ، فإن الكثير مما هو موضح أدناه حول كيفية التحكم في مشغل خطي مع كاشف الحركة سيكون متشابهًا لجميع أنواع كاشفات الحركة.
ماذا عن أجهزة استشعار القرب؟
أجهزة استشعار القرب ليست أجهزة الكشف عن الحركة لأنها تكتشف قرب كائن بدلاً من الحركة. وظيفيا ، أ مستشعر القرب يمكن أن تخبرك بمدى قرب كائن من المستشعر سواء كان الكائن يتحرك أم لا. على الرغم من أن أجهزة الكشف عن الحركة ، لن تؤدي إلا إلى ظهور حركة بغض النظر عن مدى قرب الكائن. يمكنك استخدام أجهزة استشعار القرب ككشف عن الحركة حيث سيتغير ناتج مستشعرات القرب عندما يتحرك كائن أو شخص أمام المستشعر. على الرغم من أن أجهزة استشعار القرب تكتشف فقط مدى قرب كائن أقرب إلى المستشعر ، لذلك إذا كان هناك شيء ما يتحرك وراء أقرب كائن ، فإن مستشعر القرب لن يكتشف هذه الحركة. أثناء استخدام مستشعر القرب ككشف عن الحركة ، قد لا يكون الحل الأفضل لتصميمك.
إعداد كاشف حركة PIR الخاص بك
إذا كنت تتطلع إلى تصميم روبوت قفز الخاص بك في عيد الهالوين أو وضع مشروع آخر حساس للحركة ، فأنت تريد استخدام كاشف حركة PIR الخاص بك كمفتاح إدخال لتحديد متى يجب أن يتحرك المشغل الخطي. للقيام بذلك ، سترغب في الاستفادة من متحكم ، مثل أردوينو، لقراءة إخراج كاشف حركة PIR الخاص بك وقيادة المشغل الخطي الخاص بك. يشبه إخراج كاشف حركة PIR زر الضغط البسيط ، عندما يكون هناك حركة ، سوف يرسل المستشعر إشارة أو جهد عالي إلى متحكم وعندما لا توجد حركة ، فإنها سترسل إشارة أو جهد منخفض. قد ترغب أيضًا في اختبار مستشعر PIR قبل تثبيته في التصميم الخاص بك لأن بعض مستشعرات PIR تتيح لك ضبط حساسية المستشعر لتحسين أداء.
نظرًا لأنك لا تعرف متى سيمشي شخص ما ، ستحتاج إلى قراءة إما استمرار إخراج مستشعر PIR في الحلقة الرئيسية للرمز الخاص بك أو يمكنك الاستفادة من المقاطعات الخارجية. المقاطعات الخارجية هي دبابيس من Arduino التي تكتشف تغيير الجهد وفي حالتنا يمكن استخدامها لتنبيه Arduino الذي اكتشفه مستشعر PIR لدينا حركة. اعتمادًا على التطبيق الخاص بك ، فإن إما طريقة قراءة إخراج مستشعر PIR ممكنة ، على الرغم من أن الأخير يعتبر أفضل الممارسات لأنه يضمن عدم تفويت أي حركة تم اكتشافها بواسطة مستشعر PIR. إذا كنت تخطط لاستخدام مقاطعة خارجية للكشف عن تغيير من كاشف الحركة الخاص بك ، فستحتاج إلى استشارة ورقة بيانات Arduino الخاصة بك لضمان دبابيس متحكم الخاص بك يمكن استخدامها كدبابيس مقاطعة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، يمكنك ببساطة توصيل إخراج مستشعر PIR بأي من دبابيس الإدخال الرقمية في Arduino. سيحتاج مستشعر PIR أيضًا إلى توصيله بمصدر الطاقة المناسب وإلى أرضية مشتركة.
المحرك الخطي المتحكم في الحركة
في كل من الأمثلة أدناه ، يتحكم Arduino في المشغل الخطي باستخدام أ سائق دراجه ناريه. لمعرفة كيفية قيادة مشغل خطي مع برنامج تشغيل محرك أو مكونات وسيطة أخرى ، مثل يمرر، يمكنك التحقق من منشورنا كيفية التحكم في مشغل خطي مع Arduino. أيضا ، لا مثال أدناه يستخدم أ ردود الفعل المشغل الخطي أو مفاتيح الحد الخارجي في تصميمهم ، مما يمنحك سيطرة أكبر على مشغلك أكثر من بدونه. إذا كنت مهتمًا بكيفية توفر خيارات التعليقات وما هي خيارات التعليقات ، فيمكنك الاطلاع على منشورنا حول الموضوع هنا.
يوضح مثال الكود أعلاه كيفية إعداد مقاطعة في Arduino IDE حيث سيتم تشغيل المقاطعة على الحافة الصاعدة لنبض الجهد. يمكنك إعداد المقاطعة ليتم تشغيلها في نقاط مختلفة في تغيير الجهد ويجب استشارة ورقة بيانات متحكم الخاصة بك لتحديد الخيارات المتاحة. بمجرد التعرف على دبوس المقاطعة المناسب وتحديده ، فإن الجانب الأخير الذي تحتاج إلى القيام به لإعداد المقاطعة هو كتابة روتين خدمة المقاطعة الخاص بك. روتين خدمة المقاطعة هو وظيفة بسيطة سيتم تشغيل الرمز في كل مرة يتم فيها تشغيل المقاطعة. في حالتنا ، فإن MotionDetector روتينية خدمة المقاطعة الخاصة بنا ببساطة يحدد حركة العلم إلى أعلى عند تشغيل المقاطعة.
بمجرد أن تقرأ Arduino إخراج مستشعر PIR الخاص بك ، إما باستخدام مقاطعة خارجية أو ببساطة عن طريق قراءة الإخراج ، فإن كيفية استخدام هذه التعليقات للتحكم في المشغل الخطي الخاص بك تعتمد على التصميم والتطبيق الخاص بك. نظرًا لأن مستشعر PIR يوفر فقط ردود فعل ثنائية ، مثل زر الضغط ، سيكون مستوى التحكم في المشغل الخطي محدودًا. تتمثل إحدى طرق التحكم في المشغل الخطي مع هذه التعليقات إلى إخبار المحرك بالتحرك كلما تم اكتشاف الحركة ، والتي قد تكون مفيدة في تطبيقات مثل روات القفز الآلي في منزل مسكون. يوضح الرمز أعلاه كيف يمكنك تنفيذ هذا التصميم. بمجرد ضبط علامة MotionDected على ارتفاع ، نقوم بتمديد المحرك الخطي للأمام وبعد 10 ثوانٍ ، تتم إعادة تعيين العلم إلى منخفض وتراجع المشغل لخوف القفزة التالي. نظرًا لأننا نستخدم كاشف الحركة فقط لإخبار Arduino بأن شخصًا ما هناك ، فإننا نستخدم مؤقتًا لإعادة ضبط العلم وانتظار الشخص التالي للمشي.
هناك طريقة أخرى تتمثل في التبديل بين المواقف الممتدة والمتراجع عن المشغل الخطي في كل مرة يتم فيها اكتشاف حركة ، والتي قد تكون مفيدة في تطبيقات التشغيل الآلي للمنزل. يظهر تنفيذ هذا النهج أعلاه. في روتين خدمة المقاطعة ، يتم تبديل حركة العلم في كل مرة يكتشف مستشعر PIR حركة. عندما يتم ضبط العلم على ارتفاع ، يتم تمديد المشغل الخطي وعندما يتم ضبط العلم على انخفاض ، يتم سحب المشغل. لقد أضفنا أيضًا توقيت العلم الآخر الذي يتم استخدامه إضافة تأخير الوقت بعد تشغيل كاشف حركة PIR. يتم تعيين هذه العلامة عالية عندما يتم تشغيل المقاطعة لأول مرة ويتم إرسالها منخفضة فقط بعد تأخير الوقت المصمم ، وهو دقيقة واحدة في هذا المثال. كما أنه يستخدم لضمان عدم تبديل قيمة حركة العلم حتى بعد هذا التأخير الزمني.
مرجع:
- تروس ، ك. (2019 ، أكتوبر). دليل المبتدئين لأجهزة استشعار الحركة. استردادها من: https://www.safewise.com/resources/motion-sensor-guide/
