器件参考手册

PIR一般工作原理

全称Passive Infrared Detector,被动式红外探测器,也称为人体红外传感器,通过热释电效应来探测人体散发的红外线,进而探测是否有人体。

PIR只能探测到移动的人体。只有当人体移动时,热释电传感器才能感受到人体温度与背景温度的差异,进而产生信号,当人体不移动时,人体的红外辐射持续作用于器件表面,使其表面电荷达到平衡时,器件不再释放电荷,也就无法检测是否有人体存在。

PIR要配合菲涅尔透镜使用,用于将红外信号聚集到PIR器件的探测窗口上,除此之外,菲涅尔透镜还可以将警戒区内分为若干个明区和暗区(PIR透镜的内侧是多面体状,光线不会聚焦到一点,而是多点),使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号,这样PIR就能产生变化的电信号。

PIR器件触发模式

低功耗设备上常用的PIR触发模式都类似,这里以森霸AM312为例,当探头接收到的热释电红外信号超过探头内部的触发阈值之后,内部会产生一个计数脉冲。当探头再次接收到这样的信号,它会认为是接收到了第二个脉冲,一旦在 4 秒钟之内接收到 2 个脉冲以后,探头就会产生报警信号,同时REL 引脚有高电平触发。另外,只要接收到的信号幅值超过触发阈值的 5 倍以上,那么,只需要一个脉冲就能触发REL 的输出。下图为触发逻辑图示例。对于多次触发情况,输出 REL 的维持时间从最后一次有效脉冲开始计时。

PIR器件对比

AM312

这是最简单的PIR,也称傻瓜式PIR,一共有三个管脚,包括两个供电脚和一个信号脚。AM312的灵敏度和触发时间都是固定的,正常状态下输出低电平,感应到人体信号时输出高电平,高低电平的输出锁定时间都是1.8秒,不可调整。

BS412

在AM312的基础上,增加了一个灵敏度配置脚SENS,通过对SENS脚施加不同的电压来调节灵敏度。SENS脚电压越小灵敏度越高,感应距离也就越远,总共有32档感应距离,参考芯片手册描述。SENS脚的电压一般是通过一对阻值不同的上下拉电阻来产生的,如果要最高灵敏度,那直接接地即可。BS412的高低电平锁定时间也不可调整,固定为2秒。

BM612

在BS412基础上,再增加使能脚OEN和高电平时间配置脚ONTIME。OEN用于控制器件是否工作,一般接光敏电阻,用来实现在白天关闭器件的功能,如果不需要这个功能,那OEN直接接VDD即可。ONTIME脚用于设置信号保持时间,也就是触发一次的高电平输出时间,也是通过施加不同的电压来调节的,ONTIME接地时,高电平保持时间为2秒,ONTIME上接的电压越高,高电平保持时间越长,最长可达到3600秒。BM612的低电平锁定时间不可调整,固定为2秒。

P824M

这是一款数字式PIR,一共有4个管脚,除去供电脚外,还有一个Serial_In脚和INT/Dout脚,其中Serial_In脚用于配置PIR寄存器参数,INT/Dout脚用作PIR中断信号输出,或是读取PIR寄存器配置。读写都使用单线串行接口,具体时序参考芯片手册。

对于P824M,可通过寄存器配置以下参数:

  • 灵敏度
  • 黑窗口时间,也就信号丢失后的信号脚低电平锁定时间,最小0.5秒,最大8秒
  • 检测窗口时间
  • 触发所需的信号脉冲数,配合上面的检测窗口时间使用,在规定的时间窗口内达到所需要的脉冲数量时触发信号
  • 供电使能,置0时器件不工作

P824M每次触发后INT/Dout脚会一直保持高电平,需要MCU侧对INT/Dout强制输出800us以上低电平才会清除信号,也就是说,P824M的高电平锁定时间不可配置,因为只要触发了就一直是高电平锁定的。P824M还有热机时间,按规格书描述最长可达30秒,在热机时间内P824M可以读写寄存器,但无法触发,作为对比,森霸AM312/BS412/BM612都是上电就可以触发。

区分PIR器件与PIR模组

有的厂商会直接提供PIR模组,这些模组往往会在PIR器件上封装供电电路和配置电路,使得模组使用起来更简单一些,比如有一款基于BM612的模组,对外只提供了两个供电引脚和两个配置引脚,通过对两个配置引脚进行不同的上下拉,就可以达到4档PIR灵敏度调节。模组内部会根据不同的上下拉配置来对BM612的SENS脚和ONTIME脚施加不同的电压,这点在使用时要注意。

PIR参数总结

总体来说,对于常用的PIR需要关注以下几项参数:

  • 高电平锁定时间,也就是触发一次信号脚输出高电平的最低时间
  • 低电平锁定时间,也称为黑窗口时间
  • 灵敏度配置
  • 高电平锁定时间配置
  • 通信时序和寄存器配置(仅针对数字式PIR)









  • 无标签