基于PIR傳感器的安全警報(bào)

在這個(gè)簡(jiǎn)單的 DIY 項(xiàng)目中，我將向您展示如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)基于 PIR 傳感器的安全警報(bào)系統(tǒng)。我設(shè)計(jì)的這個(gè)電路使用 Arduino 作為主控制器，當(dāng)然還有 PIR 傳感器本身。此外，我還使用了 UM3561 IC（警報(bào)器發(fā)生器 IC），通過(guò)揚(yáng)聲器產(chǎn)生必要的警報(bào)聲。

簡(jiǎn)介

通常，在家庭、商店、辦公室等場(chǎng)所使用的安防系統(tǒng)中，都會(huì)使用紅外線或激光發(fā)射器和接收器，以確保準(zhǔn)確性和可靠性。但這些方法需要大量的資金投入和基礎(chǔ)設(shè)施支持。

在本項(xiàng)目中，我將介紹一種基于 PIR 的安全警報(bào)系統(tǒng)，其中使用 PIR 傳感器代替發(fā)射器或接收器。這不僅節(jié)省了功耗，而且實(shí)施成本低。PIR 傳感器是被動(dòng)紅外傳感器的簡(jiǎn)稱。

基于 PIR 傳感器的安全警報(bào)電路原理

電路的主要思想是提供安全。該電路基于 PIR 傳感器和可發(fā)出警報(bào)聲的集成電路。PIR 傳感器檢測(cè)人體發(fā)出的紅外輻射，并產(chǎn)生數(shù)字輸出。該數(shù)字輸出被應(yīng)用到 Arduino UNO。

Arduino UNO 根據(jù) PIR 傳感器的數(shù)字信號(hào)觸發(fā) UM 3561 警報(bào)器集成電路。這樣，當(dāng)檢測(cè)到有人時(shí)，它就會(huì)發(fā)出聲音。

UM3561 是一個(gè) ROM 集成電路。它能產(chǎn)生多種警報(bào)聲，如救護(hù)車警報(bào)聲、消防車警報(bào)聲、警笛聲和機(jī)槍聲。

基于 PIR 傳感器的安全警報(bào)電路圖

注：電路圖顯示振蕩器電阻器（在 UM 3561 的引腳 7 和 8 之間）為 220Ω，但實(shí)際為 220KΩ。

電路元件

PIR 傳感器

Arduino UNO

UM3561 警報(bào)器 IC

NPN 晶體管 - 2N2222

電阻器 10KΩ 和 220KΩ

揚(yáng)聲器 8Ω

面包板

連接導(dǎo)線

基于 PIR 傳感器的安全警報(bào)電路設(shè)計(jì)

所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)由 Arduino UNO、PIR 傳感器、UM3561 IC、揚(yáng)聲器、晶體管和幾個(gè)電阻器組成。UM3516 IC 是警笛發(fā)生器 IC。它有 8 個(gè)引腳。第一個(gè)和第六個(gè)引腳是音效選擇引腳。根據(jù)它們的連接方式，您可以選擇 4 種不同類型的聲音。

在本項(xiàng)目中，我打開(kāi)了第 1 和第 6 引腳，以產(chǎn)生警笛聲。引腳 5 通過(guò)一個(gè) NPN 晶體管連接至 +5V（由 Arduino UNO 的引腳 4 激活）。

220KΩ 電阻器的一端連接到 UM 3561 集成電路的第七針，另一端連接到集成電路的第八針。從集成電路的第三引腳輸出，通過(guò)電阻和晶體管連接到揚(yáng)聲器。

晶體管的基極通過(guò)一個(gè) 10KΩ 電阻器連接到集成電路的輸出端。發(fā)射器引腳與地相連，揚(yáng)聲器的一端與集電極相連，另一端與 +5V 電壓相連。

PIR 傳感器的輸出連接到 Arduino 的 3 號(hào)引腳。

基于 PIR 傳感器的安全警報(bào)系統(tǒng)的工作原理

按照電路圖進(jìn)行連接并接通電路。

PIR 傳感器通電后可檢測(cè)到人類發(fā)出的紅外線。

PIR 傳感器的探測(cè)距離為 5 米。您可以調(diào)節(jié)為傳感器提供的電位器來(lái)改變這個(gè)距離。

當(dāng)檢測(cè)到人時(shí)，PIR 傳感器會(huì)向 ARduino UNO 的引腳 3 輸出邏輯高電平，即 3.5V 至 5V 的電壓。

一旦 Arduino 在引腳 3 上檢測(cè)到邏輯高電平，它就會(huì)在 10 秒內(nèi)將引腳 4 變?yōu)楦唠娖?。在此期間，警報(bào)器集成電路 UM3561 將被激活，因?yàn)槠湟_ 5 將提供 +5V 電壓。

警報(bào)器內(nèi)部有一個(gè)振蕩器，用于產(chǎn)生聲音。

振蕩電路調(diào)諧到一定頻率，外部使用 220KΩ 電阻器。

然后，它被傳遞到取決于音調(diào)選擇引腳的控制電路。

這些音調(diào)選擇引腳從集成電路產(chǎn)生的不同音調(diào)中決定一種音調(diào)。

這樣，振蕩與所選音調(diào)一起被發(fā)送到地址計(jì)數(shù)器。然后，地址計(jì)數(shù)器將數(shù)據(jù)發(fā)送到 ROM。

然后，ROM 將音調(diào)發(fā)送到輸出引腳 3。

該輸出被送入 NPN 晶體管，以放大警報(bào)聲。

晶體管的基極從警報(bào)器發(fā)生器的輸出引腳獲得電壓。

當(dāng)晶體管基極獲得截止電壓時(shí)，晶體管開(kāi)始導(dǎo)通，揚(yáng)聲器為負(fù)引腳，與地相連。

這樣，當(dāng)檢測(cè)到人時(shí)，揚(yáng)聲器就會(huì)發(fā)出聲音。

在本電路中，它能發(fā)出警笛聲。

基于 PIR 傳感器的安全警報(bào)系統(tǒng)應(yīng)用

可用于博物館保護(hù)貴重物品。

也可用作自動(dòng)門鈴電路，當(dāng)檢測(cè)到人時(shí)，門鈴就會(huì)響起。

可用于國(guó)防領(lǐng)域，在戰(zhàn)場(chǎng)上探測(cè)人體。

它還可用于產(chǎn)生聲音的玩具應(yīng)用。

本電路的局限性

PIR 傳感器罐應(yīng)調(diào)整到只能探測(cè)到人。

它只能在 5 米范圍內(nèi)探測(cè)到人。