DIY Infrarot-Bewegungssensorsystem für Raspberry Pi

Im Juli 2015 absolvierte ich ein High-School-Praktikum an der Colorado State University und eines meiner Projekte war das eines Infrarot-Näherungssensors für Raspberry Pi.

Dieser Infrarotsensor mit kurzer Reichweite kann einer Vielzahl von Anwendungen zugeschrieben werden, einschließlich linienfolgender Roboter und bewegungsaktivierter Kameras.

Sie benötigen:

1. Raspberry Pi (1)

2. Steckbrett (1)

3. Perforierte Prototyping-Leiterplatte – jede Größe (1)

4. Beschichteter Draht (vorzugsweise rot, schwarz und gelb).

5. Infrarot-LED-Emitter (1)

6. Infrarot-LED-Detektor (1)

7. Buchse – Buchse Überbrückungskabel (3)

8. Gewöhnliche LED – jede Farbe (1)

9. Isolierband – OPTIONAL (1)

10. Kopfstifte – OPTIONAL (3)

11. LM358N9013 Operationsverstärker (1)

12. 1k-Trimmerpotentiometer (1)

13. 39 Ohm Widerstand (1)

15. 1k Ohm Widerstand (1)

16. 10k Ohm Widerstand (1)

17. 6.8k Ohm Widerstand (1)

18. 3.5k Ohm Widerstand (1)

19. Kleiner Schraubendreher – Zur Verwendung mit Potentiometer (1)

20. Abisolierzange (1)

21. Drahtschneider (1)

22. Lötzinn und Lötkolben (1)

Schritt 1:Prototyping’

Bevor Sie Ihr Gerät tatsächlich erstellen können, nehmen Sie sich zunächst die Zeit, einen Prototyp mit dem Steckbrett zu erstellen und dem obigen Schema zu folgen. Die Leistung sollte vom 5V-GPIO-Pin des Raspberry Pi stammen und wird an den Infrarotsender, -empfänger, den Operationsverstärker und das Potentiometer verteilt:jeweils mit ihrem jeweiligen Widerstand. Beachten Sie, dass der Operationsverstärker mit zwei verschiedenen Widerständen verbunden ist; Dies ist beabsichtigt und wirkt als Spannungsteiler, der die Ausgangsspannung auf 3,3 V reduziert (maximale Spannung an den Eingangspins). Wenn Sie fertig sind, schließen Sie Ihren Prototyp mit den weiblichen-weiblichen Überbrückungskabeln an die 5V- und Masse-GPIO-Pins des Raspberry Pi an. Wenn die LED nicht aufleuchtet, drehen Sie den Drehknopf am Potentiometer vorsichtig nach rechts und stoppen Sie sofort, nachdem das Licht eingeschaltet wurde. Dadurch werden die Reichweite und die Empfindlichkeit des Sensors maximiert. Wenn sich das Licht bei Stromzufuhr einschaltet, drehen Sie den Knopf nach links, bis das Licht erlischt, und drehen Sie dann den Knopf vorsichtig nach rechts, bis Sie wieder stoppen, sobald das Licht angeht.

Schritt 2:Aufbau Ihres Geräts

Sobald ein funktionierender Prototyp erstellt wurde, übertragen Sie seine Komponenten vorsichtig auf die perforierte Leiterplatte. Bestimmen Sie eine Seite der Platine für die positiven und negativen Anschlüsse (ähnlich wie bei Steckdosenleisten auf dem Steckbrett) und stellen Sie sicher, dass jede Komponente richtig ausgerichtet ist. Löten Sie jede Komponente an ihren Platz und verbinden Sie sie nach Bedarf mit Überbrückungskabeln. Schließen Sie schließlich die Masse, den Ausgang und die Stromversorgung an die 3 entsprechenden Header-Pins an. Verwenden Sie einen Drahtschneider, um alle hervorstehenden Drähte zu entfernen, und verwenden Sie die Überbrückungskabel, um zu testen, ob Ihr Gerät ordnungsgemäß funktioniert. Wenn nicht, ziehen Sie in Betracht, ein Multimeter zu verwenden, um zu überprüfen, ob alle Verbindungen richtig hergestellt wurden.

Hinweis:Wenn Sie möchten, fügen Sie dem Infrarotsender ein Stück Isolierband hinzu. Dadurch wird die Reichweite Ihres Sensors erhöht.

Schritt 3:Code

Nachdem ein funktionierendes Gerät erstellt wurde, muss Code geschrieben werden, um den Sensor mit der Raspberry Pi Kamera zu integrieren. Nachfolgend sind zwei Beispiele aufgeführt:

1. Die erste, „picam“, fordert den Benutzer auf, das Vorschaufenster zu benennen und einzustellen, bevor ein Bild bei Bewegungserkennung aufgenommen wird. Das Programm gibt dann den Befehl aus, der zum Anzeigen des Bildes erforderlich ist.

//PiCam:Nimmt ein Bild auf, wenn eine Bewegung erkannt wird. Fordert den Benutzer auf, den Bildnamen und die Vorschaulänge anzugeben.
#include #include #include #include #define SEN 0 #define MAXSIZE 50 #define A „Y“ #define B „O“

int system(const char *Befehl);

int main() { wiringPiSetup(); pinMode (SEN, EINGANG); char answer1[MAXSIZE]; char answer2[MAXSIZE]; Zeichenname[MAXSIZE] =B; char firstprefix[MAXSIZE] =„raspistill -hf -hf -t“; char zweites Präfix[MAXSIZE] =„xdg-open“; printf(“\nMöchten Sie Ihr Bild zuerst benennen? (J/N eingeben und ENTER drücken):“); scanf(“%s”, Antwort1); if(strcmp(answer1, A) ==0){ printf(“Wie willst du dein Video nennen?:“); scanf(“%s”, Name); strcat(name, ".jpg"); } printf(“Wie lange soll die Kamera warten, bevor sie ein Bild aufnimmt? (Zeit in Millisekunden eingeben und ENTER drücken):“); scanf(“%s”, Antwort2); strcat(erstes Präfix, Antwort2); strcat(erstes Präfix, ” -o “); if(digitalRead(SEN) ==LOW) printf(“\nKAMERA AUS\nFehler:Überprüfen Sie die Verkabelung ODER entfernen Sie sich vom Sensor. \n“); else { printf(“\nKAMERA EIN\n1. Um ein Bild aufzunehmen, stellen Sie sich vor den Camcorder. \n2. Ihr Bild wird nach der angegebenen Zeit aufgenommen. \n3. Um das Bild anzuzeigen, geben Sie den angegebenen Befehl ein.\n\ n"); for(;;){ if(digitalRead(SEN) ==LOW){ system(strcat(firstprefix, name)); brechen; } } } strcat(zweites Präfix, Name); printf("Geben Sie *%s* ein und drücken Sie die EINGABETASTE, um Ihr Bild anzuzeigen!\n", zweites Präfix); zurück(0); }

Für weitere Details:DIY Infrarot-Bewegungssensorsystem für Raspberry Pi