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【R课堂】通过Raspberry Pi和Python使用PIR运动传感器

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发表于 2022-8-17 10:07:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。红外线是一种没有特殊设备的辅助就无法看到的光线,但是我们可以通过热量感受到它的存在。这种光线被称为“红外线”,是因为它的波长超出了可见光谱中的红色光线边界。

这引起了设备制造商的兴趣,有一部分原因是人类、动物和物体会一直辐射红外线。
虽然这听起来很奇怪,但是其实您应该已经对某些类似的东西很熟悉了:火,温度非常高,会发出热量和可见光。
虽然火可以达到足够高的温度来发出可见光,但是我们的身体不会,而且我们所辐射的光—红外线—人眼是无法看到的。
如果Raspberry Pi可以利用红外线来查看是否有人出现,会不会有人觉得很便利呢?
通过使用非常便宜、可用、耐用、可靠和经济的组件,我们可以做到这一点!
这种设备叫“被动红外运动传感器”,通常称为“被动红外传感器”或者简称“PIR传感器”。
PIR运动传感器是如何工作的
PIR运动传感器由一对热释电传感器上的透镜组成:一种晶体材料,当它接收到红外光时会产生电压。
但是任何含有一定热量的物体都会辐射出一些红外线。这意味着单个热释电传感器会一直产生电压,即使视野中的所有物体都是完全静止的。
那么如何将它变成一个运动传感器呢?这很简单,但是很有技巧性。将两个热释电传感器进行连接,这种连接使得来自环境红外线的信号可以相互抵消。
当足够大且具有一定温度的物体在镜头前移动时,两个信号将会停止相互抵消,传感器会报告有物体在移动。
PIR运动传感器可能会产生误报
当您将PIR运动传感器连接到电源时,它需要30秒到60秒才能稳定下来。在还没有稳定的时候就运行可能会引发误报,这在某些电路中会很让人头疼。在Raspberry Pi项目中,很容易编写出软件来让它在启动后等待片刻再运行。
更大的问题是由动物、昆虫甚至阵风所触发的传感器响应。
您通常可以将组件校准到更低的敏感度,这样可以阻止您的小猫或者小狗触发警报。而对于在传感器前飞行的昆虫来说,这种调整的作用不大。
但是,不要把这些误报看作是一个破坏者,而是想想如何聪明地处理它们。
在Python中处理PIR运动传感器
从可视化编程工具(如Scratch down)到“close-to-the-metal(能够以编程方式管理操作系统内存)”的编程语言(例如C),有很多方法可以将PIR运动传感器和Raspberry Pi进行连接。
在这里,我们将使用Python 和GPIO Zero库,这些库已经帮我们整理好了大部分的细节内容。
如果您从来没有写过Python代码,可以尝试学习来自“Automate the Boring Stuff With Python(用Python将枯燥的工作自动化)”的一些教程。如果您不打算了解这些内容,也可以直接使用下面的代码,如果您能理解下文代码中的内容,将会学到更多的知识。
本文假设您对GPIO 引脚有了基本的了解。如果它对您来说是全新的知识,请查看过去的指南。下面的图表会提醒您有哪些相关基础知识。
将PIR运动传感器连接到Raspberry Pi
为了开始构建您的Raspberry Pi 运动传感器,您将需要:
一个带电源的Raspberry Pi以及一个安装了Raspbian的SD卡
一个面包板
一个GPIO 扩展板(可选,但是推荐使用)

(我使用的是XC-4444)

您还需要一些可以让您输入代码的设备,例如USB键盘或者SSH连接。
有奖问答:将组件连接到面包板时左边的引脚用于什么?Tips:点击阅读原文,获得答案



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