خلاصه ۳ خطی
فهرست مطالب8 بخش
- انواع سنسور حرکتی در یک نگاه
- ۱. تشخیص حضور انسان: PIR یا مایکروویو؟
- سنسور PIR
- رادار مایکروویو HW-MS03
- کدام را انتخاب کنیم؟
- ۲. کنترل بدون تماس: سوئیچ غیرتماسی ۱۲ ولت
- ۳. تشخیص لرزش، ضربه و شیب
- SW-420: سوئیچ لرزش خام
- SW-18010P و KY-031: ماژول‌های آماده
- SW-520D: سنسور شیب
- وقتی شدت لرزش مهم است
- ۴. نکات فنی قبل از خرید
- ولتاژ تغذیه و نوع خروجی
- برد و زاویه‌ی دید
- زمان تأخیر و گرم شدن اولیه
- محیط نصب
- تغذیه‌ی پایدار
- سناریوهای رایج و انتخاب پیشنهادی
- سؤالات متداول
- بهترین سنسور حرکتی برای روشن کردن چراغ چیست؟
- فرق سنسور PIR و مایکروویو چیست؟
- آیا SW-420 حضور انسان را تشخیص میدهد؟
- ماژول غیرتماسی ۱۲ ولت را میتوان برای کل اتاق استفاده کرد؟
- جمع‌بندی و خرید
- «سنسور حرکتی» چند خانواده‌ی متفاوت است: تشخیص حضور انسان (PIR و رادار مایکروویو)، تشخیص نزدیک شدن دست یا جسم (مادون قرمز بازتابی و اولتراسونیک) و تشخیص حرکت خود دستگاه (لرزش، ضربه و شیب).
- برای روشن کردن چراغ اتاق یا دزدگیر، PIR یا مایکروویو مثل HW-MS03؛ برای روشن کردن نوار LED کابینت با حرکت دست، سوئیچ غیرتماسی ۱۲ ولت؛ برای دزدگیر ضربه و لرزش، SW-420 یا ماژول SW-18010P؛ برای واژگونی، SW-520D.
- قبل از خرید سه چیز را چک کنید: برد و زاویه‌ی تشخیص، ولتاژ تغذیه و نوع خروجی (منطقی برای آردوینو یا خروجی قدرت برای بار) و شرایط نصب (نور خورشید، گرما، لرزش و دیوار).
سنسورهای حرکتی در سیستم‌های امنیتی، روشنایی خودکار، خانه‌ی هوشمند و رباتیک کاربرد دارند، اما هر نوع اصول کار و محدودیت‌های خودش را دارد. بیشتر خریدهای اشتباه از اینجا شروع می‌شود که مثلاً برای تشخیص حضور در اتاق، سنسور لرزش خریداری می‌شود یا برای پوشش یک راهرو، سوئیچی با برد چند سانتی‌متر. در این راهنمای ایکانو انواع سنسور حرکتی را با جدول مقایسه، نمونه‌ی واقعی موجود در فروشگاه و نکات نصب مرور می‌کنیم. مشخصات عددی هر محصول از صفحهی همان محصول نقل شده است.
انواع سنسور حرکتی در یک نگاه
| نوع | چه چیزی را تشخیص میدهد | برد تقریبی | مزیت | محدودیت | نمونه در ایکانو |
|---|---|---|---|---|---|
| PIR (مادون قرمز غیرفعال) | حرکت بدن گرم (انسان، حیوان) | چند متر، بسته به لنز | مصرف بسیار کم، ارزان | به گرما و نور مستقیم خورشید حساس؛ از پشت شیشه کار نمیکند | زیر‌مجموعه‌ی ماژول و سنسور را ببینید |
| رادار مایکروویو (داپلر) | هر جسم متحرک | تا حدود ۱۰ متر برای HW-MS03 (وابسته به محیط) | حساس، کار از پشت مواد غیرفلزی، بی‌اثر از نور و دما | ممکن است حرکت پشت دیوار نازک یا پرده را هم بگیرد | HW-MS03 |
| مادون قرمز بازتابی (سوئیچ غیرتماسی) | نزدیک شدن دست یا جسم | چند سانتی‌متر (۳۰ تا ۸۰ میلیمتر برای مدل ۱۲ ولت ایکانو) | کنترل بدون تماس، خروجی مستقیم برای نوار LED | برای پوشش اتاق مناسب نیست | ماژول ۱۲ ولت غیرتماسی، TCRT5000 |
| اولتراسونیک | فاصلهی جسم و تغییر آن | ۲ تا ۴۵۰ سانتی‌متر برای SRF05 | عدد فاصله میدهد، مستقل از رنگ و نور | زاویه‌ی دید باریک؛ سطوح نرم صدا را جذب می‌کنند | SRF05 |
| لرزش و ضربه | تکان خوردن یا ضربه به خود دستگاه | — | ساده، ارزان، بدون پیکربندی | شدت لرزش را اندازه نمی‌گیرد؛ فقط وقوع | SW-420، SW-18010P، KY-031 |
| شیب (Tilt) | کج شدن یا واژگونی | — | بسیار ساده، دوپایه | زاویه‌ی دقیق نمی‌دهد | SW-520D |
| شتاب‌سنج و ژیروسکوپ | شدت و جهت حرکت و لرزش | — | داده‌ی عددی سه‌محوره | نیاز به میکروکنترلر و برنامه‌نویسی | MPU6050 |
۱. تشخیص حضور انسان: PIR یا مایکروویو؟
سنسور PIR
PIR تغییر تابش مادون قرمز (گرما) در میدان دید خود را حس میکند. وقتی یک بدن گرم از جلوی لنز فرنل عبور میکند، خروجی فعال می‌شود. مزیت اصلی، مصرف بسیار کم است و به همین دلیل در چراغ‌های خودکار و دزدگیرهای باتری‌خور رایج است. ضعف‌ها: اگر فرد بی‌حرکت بماند، معمولاً بعد از مدتی دیگر تشخیص داده نمی‌شود؛ تابش مستقیم خورشید، بخاری و جریان هوای گرم باعث آلارم کاذب می‌شود؛ و از پشت شیشه کار نمیکند.
رادار مایکروویو HW-MS03
ماژول HW-MS03 امواج رادیویی می‌فرستد و تغییر فرکانس بازتاب ناشی از حرکت (اثر داپلر) را تشخیص میدهد. طبق صفحهی محصول، با تغذیه‌ی ۵ ولت کار میکند، هنگام تشخیص خروجی منطقی حدود ۳٫۳ ولت میدهد، برد آن تا حدود ۱۰ متر (وابسته به محیط) است و بعد از روشن شدن ۱۰ تا ۳۰ ثانیه برای پایدار شدن زمان لازم دارد. چون به نور و دما حساس نیست و از پشت پلاستیک و چوب نازک هم کار میکند، میتوان آن را داخل قاب پنهان کرد. نکته‌ی مهم: همین حساسیت باعث می‌شود حرکت پشت دیوار نازک یا پرده‌ی تکان‌خورده را هم بگیرد؛ جهت نصب را طوری انتخاب کنید که رو به فضای هدف باشد.
کدام را انتخاب کنیم؟
- راهرو، پله و سرویس بهداشتی: مایکروویو برای تشخیص سریع و پنهان، PIR برای مصرف کمتر.
- فضای باز یا کنار پنجره‌ی آفتاب‌گیر: مایکروویو کمتر دچار خطای گرمایی می‌شود.
- دستگاه باتری‌خور: PIR به‌دلیل مصرف کمتر.
- دزدگیر جدی: ترکیب PIR و مایکروویو (هر دو باید تأیید کنند) آلارم کاذب را کم میکند.
۲. کنترل بدون تماس: سوئیچ غیرتماسی ۱۲ ولت
ماژول ۱۲ ولت غیرتماسی ایکانو یک برد کوچک با فرستنده و گیرنده‌ی مادون قرمز روبه‌روی هم است که نزدیک شدن دست را از فاصلهی کوتاه تشخیص میدهد. طبق صفحهی محصول، تغذیه‌ی آن ۱۲ ولت DC، فاصلهی تشخیص ۳۰ تا ۸۰ میلیمتر و حداکثر بار قابل کنترل ۳۶ وات است و پایه‌های ورودی (IN+ و IN−) و خروجی (OUT+ و OUT−) جدا دارد. کاربرد ایده‌آل آن روشن و خاموش کردن نوار LED زیر کابینت، کمد یا آینه با حرکت دست است، بدون نیاز به کلید.
- برای پوشش یک اتاق یا راهرو مناسب نیست؛ برد آن چند سانتی‌متر است.
- بار را در محدوده‌ی توان اعلام‌شده نگه دارید. برای بار بزرگ‌تر یا برق شهر، به‌جای اتصال مستقیم، خروجی را برای فرمان دادن به سیم‌پیچ یک رله‌ی ۱۲ ولت یا رله‌ی حالت جامد SSR استفاده کنید و کنار سیم‌پیچ رله دیود هرزگرد بگذارید.
- برای پروژه‌ی آردوینو با برد کوتاه، سنسور بازتابی TCRT5000 گزینه‌ی رایج‌تری است.
۳. تشخیص لرزش، ضربه و شیب
این خانواده حرکت خود دستگاه را حس میکند، نه حرکت آدم‌ها را. کاربرد: دزدگیر موتورسیکلت و گاوصندوق، هشدار ضربه به دستگاه، تشخیص واژگونی و اسباب‌بازی‌ها.
SW-420: سوئیچ لرزش خام
SW-420 در ایکانو خود قطعه‌ی سوئیچ دوپایه است، نه ماژول. طبق صفحهی محصول، در حالت عادی اتصال برقرار است و با لرزش، اتصال لحظه‌ای قطع می‌شود. چون مکانیکی است، تغذیه‌ی جداگانه نمی‌خواهد؛ آن را بین ورودی میکروکنترلر و زمین ببندید، مقاومت Pull-up (داخلی یا خارجی) فعال کنید و در برنامه، تغییر وضعیت را تشخیص دهید. چون پالس‌ها خیلی کوتاه‌اند، استفاده از وقفه (Interrupt) یا خواندن مکرر توصیه می‌شود.
SW-18010P و KY-031: ماژول‌های آماده
اگر نمی‌خواهید مدار جانبی ببندید، ماژول SW-18010P طبق صفحهی محصول مقایسه‌گر LM393، خروجی دیجیتال، LED نشانگر و تغذیه‌ی ۳٫۳ تا ۵ ولت دارد و مستقیم به آردوینو یا ESP32 وصل می‌شود. KY-031 هم ماژول سه‌پایه‌ی ضربه با تغذیه‌ی ۳٫۳ تا ۵ ولت است و برای تشخیص تقه و ضربه مناسب است.
SW-520D: سنسور شیب
SW-520D یک توپ فلزی داخلی دارد؛ در حالت عمودی اتصال برقرار است و با کج شدن قطع می‌شود. برای هشدار واژگونی، تشخیص برداشته شدن جسم یا جهت قرارگیری ساده عالی است، اما زاویه‌ی دقیق نمی‌دهد.
وقتی شدت لرزش مهم است
سوئیچ‌های بالا فقط «لرزید / نلرزید» را می‌گویند. برای اندازه‌گیری شدت و جهت لرزش یا حرکت، شتاب‌سنج سه‌محوره مثل MPU6050 لازم است. اگر کیت آماده می‌خواهید، کیت دزدگیر موتور با سنسور شوک و آژیر را ببینید.
۴. نکات فنی قبل از خرید
ولتاژ تغذیه و نوع خروجی
- خروجی منطقی (مثل HW-MS03 و SW-18010P) برای ورودی میکروکنترلر است و جریان کمی میدهد؛ برای روشن کردن لامپ یا موتور، بین آن و بار یک رله، SSR یا ماسفت لازم است.
- اگر خروجی سنسور ۳٫۳ ولت است، مطمئن شوید ورودی برد شما آن را «یک» منطقی می‌خواند.
- خروجی قدرت (مثل سوئیچ غیرتماسی ۱۲ ولت) مستقیم بار را تغذیه میکند؛ توان بار را از حد اعلام‌شده بیشتر نکنید.
برد و زاویه‌ی دید
برد اعلام‌شده در شرایط ایده‌آل است. رنگ و جنس سطح، اندازه‌ی جسم، دما و نویز محیط آن را کم یا زیاد میکند. همیشه قبل از نصب نهایی، در محل واقعی تست کنید.
زمان تأخیر و گرم شدن اولیه
بیشتر ماژول‌های تشخیص حضور بعد از روشن شدن چند ثانیه تا چند ده ثانیه برای پایدار شدن زمان لازم دارند و خروجی را بعد از تشخیص برای مدتی فعال نگه می‌دارند. این زمان‌ها را در طراحی برنامه یا مدار تایمر در نظر بگیرید؛ برای تأخیر قابل تنظیم، ماژول‌های تایمر کمک می‌کنند.
محیط نصب
- PIR را رو به پنجره‌ی آفتاب‌گیر، بخاری یا دریچه‌ی کولر نصب نکنید.
- مایکروویو را رو به پنکه، پرده یا لوله‌ی آب متحرک نگذارید.
- سنسورهای لرزش را محکم به بدنه‌ی هدف ببندید؛ نصب لق باعث آلارم کاذب می‌شود.
- برای فضای باز، قاب ضدآب مناسب در نظر بگیرید؛ قاب‌های پلاستیکی را در دسته‌ی جعبه و قاب ببینید.
تغذیه‌ی پایدار
نوسان تغذیه یکی از دلایل اصلی تحریک کاذب ماژول‌های حساس است. برای تغذیه‌ی ۵ ولت از ۱۲ ولت، یک رگولاتور مناسب بگذارید؛ مقاله‌ی رگولاتور خطی یا سوئیچینگ در انتخاب کمک میکند.
سناریوهای رایج و انتخاب پیشنهادی
| پروژه | سنسور پیشنهادی | قطعه‌ی تکمیلی |
|---|---|---|
| چراغ خودکار راهرو | رادار مایکروویو HW-MS03 یا یک PIR | رله یا SSR برای لامپ، رگولاتور ۵ ولت |
| نوار LED زیر کابینت با حرکت دست | سوئیچ غیرتماسی ۱۲ ولت | آداپتور ۱۲ ولت و نوار LED در حد توان مجاز |
| دزدگیر ضربه برای در یا گاوصندوق | SW-18010P یا SW-420 | آردوینو یا ESP32، بازر |
| هشدار واژگونی دستگاه یا ربات | SW-520D | ورودی میکروکنترلر با Pull-up |
| ربات اجتناب از مانع | SRF05 | درایور موتور و میکروکنترلر |
| پایش شدت لرزش موتور یا پمپ | MPU6050 | میکروکنترلر و برنامه‌ی پردازش داده |
سؤالات متداول
بهترین سنسور حرکتی برای روشن کردن چراغ چیست؟
برای تشخیص حضور در راهرو و اتاق، PIR یا رادار مایکروویو مثل HW-MS03 مناسب است. مایکروویو حساس‌تر است و به نور و دما واکنش نشان نمی‌دهد؛ PIR مصرف کمتری دارد. خروجی هر دو برای کنترل لامپ باید از طریق رله یا SSR به بار برسد.
فرق سنسور PIR و مایکروویو چیست؟
PIR تغییر گرمای بدن را در میدان دید خود حس میکند و از پشت شیشه کار نمیکند؛ مایکروویو با امواج رادیویی و اثر داپلر هر جسم متحرکی را تشخیص میدهد و از پشت مواد غیرفلزی نازک هم کار میکند، اما احتمال تشخیص حرکتهای ناخواسته در آن بیشتر است.
آیا SW-420 حضور انسان را تشخیص میدهد؟
خیر. SW-420 سوئیچ لرزش است و فقط وقتی خود قطعه یا جسمی که به آن بسته شده تکان بخورد واکنش نشان میدهد. برای تشخیص حضور انسان از PIR یا مایکروویو استفاده کنید.
ماژول غیرتماسی ۱۲ ولت را میتوان برای کل اتاق استفاده کرد؟
خیر. طبق صفحهی محصول، فاصلهی تشخیص آن ۳۰ تا ۸۰ میلیمتر است و برای کنترل نوار LED یا لامپ کممصرف با حرکت دست از نزدیک طراحی شده است.
جمع‌بندی و خرید
اول مشخص کنید «چه حرکتی» را می‌خواهید تشخیص دهید: حضور انسان، نزدیک شدن دست، فاصله، یا تکان خوردن خود دستگاه. بعد با توجه به برد، ولتاژ و نوع خروجی، سنسور و قطعه‌ی واسط (رله، SSR یا ماسفت) را انتخاب کنید. همه‌ی سنسورهای حرکت و لرزش را در دسته‌ی ماژول حرکت / لرزش، سنسورهای فاصله را در ماژول التراسونیک و سنسورهای مادون قرمز را در ماژول / سنسور نور IR ببینید. اگر بین دو مدل مردد هستید، شرح پروژه را برای پشتیبانی ایکانو بفرستید.
