HC-SR501 PIR-Bewegungssensor an Raspberry Pi anschließen, kalibrieren und programmieren

Inhaltsverzeichnis

• 1 Funktionsweise des HC-SR501 PIR-Sensors
  • 1.1 Empfindlichkeit und Verzögerung einstellen
• 2 Schaltplan und Verdrahtung
• 3 Python-Code zur Erkennung von Bewegungsereignissen
• 4 Beispielausgabe und nächste Schritte

Jedes Lebewesen strahlt Infrarotstrahlung aus, die für das bloße Auge unsichtbar ist. Ein passiver Infrarotsensor (PIR) wie der HC‑SR501 erkennt die feinen Temperaturänderungen, die durch bewegte Körper verursacht werden, und löst einen digitalen Ausgang aus. Der HC‑SR501 nutzt zwei pyroelektrische Elemente und eine Differenzschaltung, um Fehlalarme durch Umgebungs-Temperaturschwankungen zu unterdrücken – ideal für Sicherheits- und Automatisierungsprojekte.

Die Anbindung an einen Raspberry Pi ist unkompliziert, da der Sensorausgang 3,3 V TTL-Pegel liefert und direkt vom 5-V-Pin des Pi gespeist werden kann.

Das Modul verfügt über drei Pins:

• Vcc – 4,5 V bis 20 V, Spannungsversorgung
• OUTPUT – 0 V (LOW) / 3,3 V (HIGH)
• GND – Masse

Funktionsweise des HC‑SR501 PIR-Sensors

Die rechteckige Öffnung des Sensors beherbergt zwei Infrarot-Detektionselemente an entgegengesetzten Enden. Bewegt sich ein wärmeabgebendes Objekt durch das Erfassungsfeld, registrieren die Elemente die Temperaturänderung zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Je größer dieser Zeitunterschied, desto empfindlicher reagiert das Modul. Eine Fresnel-Linse bündelt die Infrarotstrahlen auf die Elemente, während ein interner Filter Nicht-IR-Wellenlängen blockiert, um die Genauigkeit zu verbessern.

Empfindlichkeit und Verzögerung einstellen

• Erkennungsverzögerung (0,3 s bis 600 s): Drehen Sie das Potentiometer im Uhrzeigersinn, um die Verzögerung zu erhöhen, gegen den Uhrzeigersinn, um sie zu verringern.
• Erfassungsreichweite (3 m bis 7 m): Drehen Sie das Potentiometer im Uhrzeigersinn, um die Reichweite zu vergrößern, gegen den Uhrzeigersinn, um sie zu verkleinern.

Schaltplan und Verdrahtung

Verbinden Sie den Sensor wie folgt:

• Vcc an Pin 2 (5 V)
• OUTPUT an Pin 26 (GPIO 19)
• GND an Pin 6 (Masse)

Prüfen Sie die Pin-Nummerierung, falls Sie das BCM-Schema verwenden; GPIO 19 entspricht Pin 26 am 40-Pin-Header.

Python-Code zur Erkennung von Bewegungsereignissen

Installieren Sie vorab die RPi.GPIO-Bibliothek, falls noch nicht geschehen:

sudo apt-get install python3-rpi.gpio

Erstellen Sie dann die Datei pir_motion.py mit folgendem Inhalt:

#!/usr/bin/env python3
import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)  # Physische Pin-Nummerierung
pir_pin = 26  # Pin 26 (GPIO 19) verbunden mit Sensor-OUTPUT
GPIO.setup(pir_pin, GPIO.IN)

print("Warte auf Sensoreinstellung...")
time.sleep(2)  # Sensor stabilisieren lassen
print("Bewegungserkennung aktiv...")

try:
    while True:
        if GPIO.input(pir_pin):  # Sensorausgang ist HIGH
            print("Bewegung erkannt!")
            time.sleep(2)  # Entprellverzögerung gegen Mehrfachauslösung
        time.sleep(0.1)  # Kurze Schleifenverzögerung
except KeyboardInterrupt:
    print("Beende...")
finally:
    GPIO.cleanup()

Führen Sie das Skript mit python3 pir_motion.py aus. Die Konsole zeigt bei jeder registrierten Bewegung „Bewegung erkannt!“ an.

Beispielausgabe und nächste Schritte

Bei erfolgreicher Verdrahtung und Ausführung sollten Sie eine Ausgabe ähnlich der folgenden im Terminal sehen:

Warte auf Sensoreinstellung...
Bewegungserkennung aktiv...
Bewegung erkannt!
Bewegung erkannt!
...

Von hier aus können Sie das Programm erweitern, um Alarme auszulösen, Bilder mit einer Kamera aufzunehmen oder Ereignisse in einer Datei oder Datenbank zu protokollieren. Der HC‑SR501 ist eine zuverlässige, kostengünstige Komponente für eine Vielzahl von Automatisierungs- und Sicherheitsprojekten.

Erfahren Sie mehr über fortgeschrittene PIR-Sensor-Nutzung, Kalibrierungstechniken und Integration in Home-Automation-Plattformen auf unserer Seite „Advanced PIR Usage“.