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[34강] 아두이노 인체감지센서 PIR센서 적외선 감지센서 사람인식센서 모션센서 / 인체감지센서 led / 회로도, 소스코드 공유
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[아두이노 강좌] 적외선 PIR센서 인체감지 모션센서 : 네이버 블로그

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아두이노로 사람의 움직임을 감지히기

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아두이노 기초 강좌 8 – 모션감지센서 | Hard Copy World

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아두이노 기초 강좌 8 – 모션감지센서 | Hard Copy World
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05-6 PIR 센서로 현관등 만들기 – 아두이노 시뮬레이터

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PIR 센서로 현관등 만들기 준비물

PIR 센서로 현관등 만들기 회로구성

PIR 센서로 현관등 만들기 스케치 코드

PIR 센서로 현관등 만들기 실행 결과

05-6 PIR 센서로 현관등 만들기 - 아두이노 시뮬레이터
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Thinking Different :: [아두이노] 14. PIR 움직임 센서

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[아두이노] 14 PIR 움직임 센서

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[엔트리x아두이노] PIR 고감도 움직임 감지 (근적외선 인체모션센서 )

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PIR 고감도 움직임 감지 (근적외선 인체모션센서 )

PIR 고감도 움직임 감지 (근적외선 인체모션센서 )  센서란

PIR 움직임 감지 아두이노 센서 특징

PIR 움직임 감지 센서 동작 원리

PIR 움직임 감지 센서 구입하기

PIR 움직임 감지 센서 하드웨어 연결

PIR 움직임 감지 센서 소프트웨어 코딩 (엔트리)

(별첨) PIR 움직임 감지 센서 소프트웨어 코딩 (아두이노)

(별첨) PIR 움직임 감지 센서 동작확인

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적외선 PIR 센서(HC-SR501) 보러가기~(클릭)

​근적외선 PIR센서 인체감지 모션센서

적외선 PIR센서(PIR, Passive Infrated Sensor)는말그대로수동적외선센서로써적외선을통해 사람의 움직임(모션, motion)을 감지하는센서입니다. 감지각도범위안에적외선(빛)의변화가있을시High(1) 신호를, 없을시Low(0) 값을출력하는센서입니다. 구성품 ■ 근적외선(PIR) 인체감지 모션센서 1개 제품 특성 ■ 사람의 몸에서 방사되는 적외선을 센싱하여 움직임(모션)이 있는지 없는지를 판단하는 센서입니다. ■ 감지 범위: 정면으로부터 110도 ■ 덮개는 편광필터입니다. ■ 센서 감도조절, Delay 시간조절 가변저항 ■ 동작 전압: 5~20V ■ 출력 전압: 3.3V

■ 핀 간격: 2.54mm

그림. 근적외선(PIR) 인체감지 모션센서 기능 및 핀 설명

센서 원리 ■ 실생활에 사용되는 PIR 센서 – 일반 건물의 복도, 현관문의 천장 등에 부착되어 사람이나 동물과 같은 움직임을 감지하면 조명을 켜고 꺼주는 센서를 인체 감지 센서 (PIR Sensor, Passive Infrared Sensor)라고 합니다.

■ 정의 PIR Sensor는 적외선을 받아들이는 센서입니다. 적외선 인체감지 센서로 많이 알려져 있지만 보다 정확한 표현은 ‘ 일정한 ​ 적외선을 띈 움직임는 물체를 감지하는 센서’ 입니다. 일정한 양의 적외선을 띈 물체가 움직이면 이를 ​감지 하여 출력을 내므로 움직임이 없으면 출력 또한 발생하지 않습니다.

■ 동작원리

1) 동작 과정

– 인체에서는 약 9 ㎛ ~ 11㎛ 정도의 적외선이 방출되며 방출된 적외선이 집광렌즈인 Fresnel Lens를 통과하여 센서 표면부에 ​ 위치한 Window에 닿게 됩니다. 이 적외선 신호가 전압으로 출력되어 센서에 내장된 증폭기로 전달되고 최종적으로 조명의 ​On/Off 를 하게 됩니다. 1) F-Lens(Fresnel Lens)의 역할 – Fresnel Lens는 집광렌즈로써 인체로부터 발생된 적외선을 통과시키고 센서 표면부에 위치한 Window에 적외선을 모아주는 ​ 역할을 합니다. 또한 감지거리 확대와 감도를 극대화 시키고 외부 환경 요소로부터 센서를 보호하는 역할을 합니다. 2) Window의 역할 – 센서에서 캡 모양의 Fresnel Lens를 분리시키면 표면부에 직사각형 형태의 작은 Window가 있으며 일종의 편광필터 입니다. 이 Window는 일정한 주파수 대역의 적외선만 통과시키는 역할을 하므로 센서에서 매우 중요한 부분입니다.

근적외선(PIR) 인체감지 모션센서 사용하기 ■ 아두이노와 PIR 센서 연결하기

<회로 연결 사진>

<실제 연결 사진>

■ 코딩 예제

int ledPin1 = 9 ; // 1번 LED int ledPin2 = 8 ; // 2번 LED int inputPin = 7 ; // 센서 신호핀 int pirState = LOW; // 센서 초기상태는 움직임이 없음을 가정 int val = 0 ; // 센서 신호의 판별을 위한 변수 void setup (){ pinMode (ledPin1, OUTPUT ); // 1번 LED를 출력으로 설정 pinMode (ledPin2, OUTPUT ); // 2번 LED를 출력으로 설정 pinMode (inputPin, INPUT ); // 센서 Input 설정 Serial . begin ( 9600 ); // 시리얼 통신, 속도는 9600 } void loop (){ val = digitalRead (inputPin); // 센서 신호값을 읽어와서 val에 저장 if (val = = HIGH) { // 센서 신호값이 HIGH면(인체 감지가 되면) digitalWrite (ledPin1, HIGH); // 1번 LED ON digitalWrite (ledPin2, LOW); // 2번 LED OFF if (pirState = = LOW){ Serial . println ( “Welcome!” ); // 시리얼 모니터 출력 pirState = HIGH; } } else { // 센서 신호값이 LOW면(인체감지가 없으면) digitalWrite (ledPin1, LOW); // 1번 LED OFF digitalWrite (ledPin2, HIGH); // 2번 LED ON if (pirState = = HIGH){ Serial . println ( “Good Bye~” ); // 시리얼 모니터 출력 pirState = LOW; } } }

■ 센서 테스트

– 센서에 움직이는 물체 또는 사람이 감지되지 않으면 빨간색 LED가 켜지고, 움직이는 물체 또는 사람이 감지되면 노랜색 LED가 켜집니다.

■ ‘감도 조절’ 및 ‘신호 지속 시간 조절’

– 센서 실험중에 LED가 켜지는 지속 시간이 너무 오래걸리거나, 센서의 민감도를 높이고 싶은 분들은 감도 조절을 통해 감도 및 지속 시간을 조절할 수 있습니다. – 사진에서 왼쪽이 센서의 민감도(Sensitivity)를 조절할 수 있는 ‘감도 조절부’이며, 시계방향으로 돌리면 민감도를 낮춰줍니다. 반대로 반시계 방향은 민감도를 올려줍니다. – 오른쪽은 ‘신호 지속시간 조절부’ 입니다. 시계방향은 지속시간을 길게, 반시계방향은 지속시간을 짧게 해줍니다. ​ ​ ​ ​ ​ ■ 동작 영상 ​

​

​ ​ ​

아두이노의 시작은 에듀이노(Eduino) 입니다. – 에듀이노(Eduino)

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아두이노로 사람의 움직임을 감지히기

안녕하세요 고군입니다~

이번 시간에는 인체감지센서(PIR Sensor)에 대하여 알아 보도록 하겠습니다. 아파트 현관이나 빌딩의 비상계단을 지날 때 스위치를 작동하지 않았는데도 전등이 자동으로 켜지는 것을 보신적이 있을 것입니다. 이때 사용되는 센서로 아두이노를 사용하여 간단하게 동작 시켜보겠습니다.

■ 인체감지센서(PIR센서)란

PIR Sensor 의 정의

PIR Sensor 는 적외선을 받아들이는 sensor이라 할 수 있습니다.

국내에서는 PIR Sensor를 인체감지 Sensor 라 하는데 이것은 잘못된 표현입니다 보다 정확히 말하면 일정한 적외선을 띤 물체가 움직이는 것을 감지하는 Sensor가 정확한 표현이고 외국에서는 Moving IR Detector라 표현하기도 합니다.

PIR Sensor(Dual Type)의 구성요소 & 동작원리 및 특징

인체의 온도는 36.5도이다. 이 범위는 적외선범위이기 때문에 IR로 표기합니다.

그러나 인체의 온도는 일정하나 사람에 따라서는 방사되는양에 많은 차이가 있기때문에 실제로 IR Detector로 즉졍하면 보통 9.4 ~10.4 정도로 나타난다. 일정한 양의 적외선을 띈 물체가 움직이면 감지하여 출력을 내게됩니다. 그러므로 사람이 움직임이 없으면 출력은나오지 않게 됩니다.

Sensor표면에 Window가 있는데 상당히 중요한 역할을 합니다. Window을 엄밀히 표현하면 편광 Filter 입니다. 일정한 주파수대역만 통과시키는 역할을 하므로 Sensor 성능을 가늠하는 중요한 역할을 합니다. 내부에는 아주 작을 Element가 있으며 신호를 증폭 시키는 FET라는소자가 있습니다.

나사의 Sensor가 처음에는 정상으로 동작하다가 시간이 경화하면 오동작을 하는데 그 이유중에는 Sensor는 완전밀폐가 중요한데 Leak가 생겨서 경시 변화로 일한 진행성 불량이 많이 발생하고 있습니다. 또 Filter의 특성과 Element의 특성의 차이도 제품의 성능을 크게 좌우합니다.

▶ PIR센서 동작

▶ 보행 시 이중 감지요소가 이동면에 정렬되어 나타나는 출력 신호의 개략적인 설명

(a) 다른 방향으로 걷는 경우의 출력 신호

(b) 다른 거리를 걷는 경우의 출력 신호

(c) 다른 속도로 걷는 경우의 출력 신호

PIR Sensor 의 종류

(A) Single Element : Element가 하나고 구성되어 있으면 주로 비점촉 온도계, Gas분석기에 응용되어 사용됩니다.

(B) Dual Element : Element 두개로 이루어진 Sensor를 말하며 일반적인 PIR 말한다. 보편적으로 가장많이 사용되면 경보기,조명분야에 주로 많이 사용됩니다. Pir Sensor중에서 가장 많이 응용되는 Sensor입니다.

(c) Multi Element : Element가 여러개로 구성되된 제품이며 아직 실용화되지 않고 있으며 고가의 제품입니다. 특수한 용도의 경보기에 사용되고 있으나 현재로서는 실용성이 없습니다.

Pir Sensor 선정시 주의점

모든 Sensor 는 상당히 민감한 제품이므로 외부의 많은 영향을 받습니다. 특히 Pir Sensor는 다른 어떠한 Sensor보다 상당히 민감한 부품입니다. Pir Sensor는 기밀성이 상당히 중요하며 앞에서 열거한것과 같이 Window(Filter)의 성능과 Element의 성능이 중요하지만 소비자의 선에서 확인하기는 상당히 어렵습니다. 그렇기 때문에 오랜기간동안 많은 판매가 이루어진 Maker와 Model을 선정하는 것이 가장 바람직한 선정 방법입니다.

Fresnel 의 역할

아무리 최고급의 Pir Sensor를 사용하였다고 하여도 F-Lens를 제대로 선정하지 않았다면 제성능을 발휘하지 못합니다. F-Lens없이 Pir Sensor만 사용하여 동작시키려면 감지거리는 상당히 짧으며 감도 또한 좋지 않게 됩니다. 그러므로 그러한 현상을 해결하기 위하여 F-Lens는 반드시 필요합니다. F-Lens의 주요 역할은 감지거리의 확대와 감도를극대화하는데 있으며 외부의 바람의 영향을 막아주는 역할과 외부의 잡 빛에 영향을 막는 역할을 합니다. 선정시의 중요한 점은 필요한 감지거리 및 각도를 확인하여야하며 용도와 맞추어 F-Lens의 형상을 정해야합니다. F-Lens선정시Focus가 정확하고 정밀하게 제작되었는지, 재질, 광택도를 보면 쉽게 좋은 제품을 선정할 수 있습니다.

애완동물 감지

일반적인 애완동물은 강아지, 고양이를 주로 표현하는데 그들의 체온은 인체의 체온과 거의 비슷합니다다. 그렇기 때문에 Pir Sensor가 사람과 애완동을 구별하지 못합니다.

전세계의 많은 경보기, 조명 업체에서 PIR Sensor를 이용하여 구별하는 제품을 개발하고는있으나 완벽하게 해결하지 못했습니다. Nicera역시 이 문제를 해결할 수 있는 새로운 Sensor를 개발하고 있으나 아직은 개발이 완료되지 않은 상황입니다.

기존의 PIRSensor를 이용하여 구별하는 방법으로는

(A) PIRSensor를 여러개 사용하여 사람의 움직임과 동물의 움직임의형상으로 구별하는 방법

(B) PIR Sensor를 상하로 구성하는 방법.

이와같은 방식으로 하고 있으나 이 역시 완벽하게 구별하는 방법은 아닙니다.

인체감지센서 (HC-SR501)

적외선을 이용한 인체 움직임을 감지하는 센서로서, 크기가 작고 싸면서 저전력(중요)에서 동작하고 사용법이 간단하다. 대부분 Ground, Power, Signal등의 3개 핀을 가지고 있으며, 파워는 3.3V~5V를 지원하고 모션이 감지되었을때 HIGH신호를 주기 때문에, 입력이 HIGH인지 LOW인지 읽어서 판단하면 됩니다.

▶ 센서모듈(HC-SR501) 인터페이스

▶ 센서모듈(HC-SR501) 윗 모습

■ 아두이노

[전자부품목록]

▶ 브레드보드: 1개

▶ 아두이노 보드: 1개

▶ 점프선 : 다량

▶ 저항 : 330옴

▶ LED 1개

▶ 압력 센서 : 1개 (HC-SR501)

PIR센서 아두이노 연결도

PIR센서 제어를 위한 핀 연결

■ 아두이노 소스 예제

PIR 센서에 감지가 이루어지면 LED를 켜고 시리얼 표시창에 1값을 표시합니다 감지가 없으면 LED가 끄고 시리얼 표시창에 0값을 표시하는 예제입니다.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 void setup() { //LED 출력 담당 pinMode( 9 ,OUTPUT); // 인체감지센서 입력담당 pinMode( 2 ,INPUT); // 아두이노와 pc간의 시리얼 통신 초기화 Serial. begin ( 9600 ); } void loop() { //인체감지센서 값 입력받음 int value = digitalRead( 2 ); //시리얼창에 값 표시 Serial.println(value); //인체감지되면 2번에 전류를 흘려라 if (value = = HIGH) digitalWrite( 9 ,HIGH); //인체감지가 안되면 전류를 끊어라 else digitalWrite( 9 ,LOW); delay( 1000 ); } Colored by Color Scripter cs

아두이노 기초 강좌 8 – 모션감지센서

아두이노 기초 강좌는 아두이노를 처음 접하시는 전자분야 비 전공자를 위한 강좌입니다. 이해를 위해서는 간단한 프로그래밍 지식이 필요할 수 있습니다. 프로그래밍이 처음이라면 [아두이노 프로그래밍 기초] 강좌를 먼저 읽으시길 권해 드립니다.

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이전 강좌까지 아두이노를 사용하기 위한 가장 기본적인 내용들을 다루었습니다. 이제 슬슬 센서들을 아두이노에 달아서 활용성을 점점 높여보도록 하겠습니다. 사용하기 쉽고 활용도가 높은 센서부터 다루겠습니다.

제일 먼저 살펴볼 예제는 단 하나의 디지털 핀만으로 활용할 수 있는 센서입니다.

1. 적외선 모션 감지 센서

Pyro-electric IR 모션센서는 우리가 주변에서 쉽게 볼 수 있는 센서입니다. 아파트 현관, 복도 현관에 사람이 지나가면 자동으로 등이 들어오죠? 이게 IR(InfraRed, 적외선) 을 이용한 모션감지 센서입니다. 이 센서 앞에 사람이 지나가면 적외선의 변화가 생길 것이고 이걸로 사람이 지나갔다는 것을 감지하는 겁니다. 모션센서라고 했지만 복잡한 몸의 동작을 감지하는 것이 아니라 사람이 지나갔다.. 정도만을 감지합니다.

2. 연결 방법

복잡한 처리는 센서 자체에서 모두 해결해주므로 이 센서와 아두이노는 3개의 선만 연결하면 됩니다. 그 중 2개는 +, – 전원선이므로 실제 데이터를 받는 선은 하나 뿐입니다.

노란색 선이 모션 감지 결과를 받는 데이터 선입니다. 아두이노 디지털 2번 핀으로 연결되었습니다. 이제 코드에서 이걸 어떻게 처리하는지 한번 보겠습니다.

3. 소스코드

/* * PIR sensor tester */ int ledPin = 13; // choose the pin for the LED int inputPin = 2; // choose the input pin (for PIR sensor) int val = 0; // variable for reading the pin status void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); // declare LED as output pinMode(inputPin, INPUT); // declare sensor as input } void loop(){ val = digitalRead(inputPin); // read input value if (val == HIGH) { // check if the input is HIGH digitalWrite(ledPin, HIGH); // turn LED ON } else { digitalWrite(ledPin, LOW); // turn LED OFF } }

우리가 주의 깊게 봐야 할 코드는 “모션 감지 결과가 들어오는 2번 핀을 어떻게 사용하는가” 입니다.

이 예제에서는 모션 감지 결과를 아두이노에 내장된 LED로 표시해줍니다. 아두이노에 내장된 LED는 13번 핀으로 제어할 수 있음을 기억하실겁니다.(!!)

int ledPin = 13; // choose the pin for the LED

그리고 모션 센서에서 신호를 받기 위해 2번 디지털 핀을 사용합니다.

int inputPin = 2; // choose the input pin (for PIR sensor)

이 핀들을 setup() 함수에서 초기화를 해줘야겠죠. 13번 핀은 OUTPUT (LED로 전원 출력)모드로, 2번 핀은 INPUT (결과값 받기) 모드로.

void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); // declare LED as output pinMode(inputPin, INPUT); // declare sensor as input }

이제 센서, LED 사용을 위한 준비는 끝입니다. loop() 함수를 반복하면서 2번 핀으로 들어오는 신호를 계속 체크해서 LED로 결과를 출력해주면 됩니다.

2번 핀으로 읽은 digital 값이 HIGH 이면 모션이 감지된 상태이고, LOW 이면 모션이 감지되지 않은 상태입니다. 이 결과 값은 모션 센서가 알아서 처리해서 보내줍니다. 우리는 HIGH, LOW 상태를 판별해서 LED를 on/off 시키기만 하면 됩니다.

digitalRead() 함수를 이용해서 2번핀의 신호를 읽고, 모션이 감지될 때 digitalWrite() 함수를 이용해서 13번 핀에 HIGH 를 주면 5V 전원이 흘러서 LED가 켜지겠죠.

val = digitalRead(inputPin); // read input value if (val == HIGH) { // check if the input is HIGH digitalWrite(ledPin, HIGH); // turn LED ON } else { digitalWrite(ledPin, LOW); // turn LED OFF }

완성입니다. 전구가 아니라 작은 LED를 on/off 시켰지만.. 실제 생활 곳곳에 사용하는 모션 감지 조명을 만든겁니다!!

모션 감지 센서에 대한 보다 자세한 내용은 아래 링크를 참고하세요.

Pyroelectric (Passive) InfraRed motion sensor 모션센서

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작성자 : GodsTale ([email protected])

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