Построение DIY инфракрасного датчика движения для Raspberry Pi — пошаговое руководство

В июле 2015 года я прошел стажировку в Университете штата Колорадо, где разработал ближний инфракрасный датчик приближенности для Raspberry Pi. Датчик может питать роботов-следопытов, камеры с активацией по движению и многое другое.

Ниже представлено полное руководство — от компонентов до кода — демонстрирующее, как построить надежный, недорогой инфракрасный детектор движения.

Материалы

• Raspberry Pi (любая модель с GPIO)
• Односторонняя перфорированная монтажная плата (любого размера)
• 1× Макетная плата (для прототипирования)
• Лакированные перемыточные провода (красный, черный, желтый)
• 1× ИК-светодиод-излучатель
• 1× ИК-приемник (фототранзистор)
• 1× Обычный светодиод (любой цвет) — визуальный индикатор
• 1× Блок питания 5 В от 5 В GPIO Pi
• 1× Два операционных усилителя LM358N9013
• 1× Подстроечный резистор 1 кОм
• Резисторы: 39 Ом, 1 кОм, 10 кОм, 6,8 кОм, 3,5 кОм
• Опционально: изолента, 3× контактные штыри, женские-дженские перемытки, обдиратель, кусачки, паяльник, припой

Шаг 1 — Прототипирование на макетной плате

Следуйте схеме (ссылка ниже) и питайте схему от 5 В GPIO Pi. Выход LM358 снижается до 3,3 В через делитель резисторов, чтобы остаться в пределах входных ограничений GPIO Pi.

После сборки подключите макетную плату к Pi с помощью женских-дженских перемыток. Если светодиод не загорается, поверните подстроечный резистор вправо до появления света. Если он загорается сразу после включения, поверните ручку влево до гашения, затем мягко вправо и остановитесь, когда светодиод загорится.

Шаг 2 — Перенос на перфорированную плату

Когда прототип работает, припаяйте компоненты на перфорированную плату. Сохраняйте четкие стороны «+» и «–» для питания. Припаяйте каждую деталь на месте и используйте перемыточные провода для необходимых связей. Подключите землю, выход и питание к контактным штырям. Обрежьте лишние провода, проверьте мультиметром и убедитесь в проводимости.

Опционально: обмотайте ИК-светодиод изолентой для сужения луча и увеличения эффективной дальности.

Шаг 3 — Программирование Pi

Используйте следующую программу на C (требует WiringPi) для запуска камеры Pi при обнаружении движения. Скрипт запрашивает имя файла и задержку, затем делает снимок.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <wiringPi.h>
#define SEN 0
#define MAXSIZE 50
#define A "Y"
#define B "O"
int main() {
    wiringPiSetup();
    pinMode(SEN, INPUT);
    char answer1[MAXSIZE];
    char answer2[MAXSIZE];
    char name[MAXSIZE] = B;
    char firstprefix[MAXSIZE] = "raspistill -hf -t ";
    char secondprefix[MAXSIZE] = "xdg-open ";
    printf("\nDo you want to name your picture first? (Enter Y/N and press ENTER): ");
    scanf("%s", answer1);
    if(strcmp(answer1, A) == 0){
        printf("What do you want to call your video?: ");
        scanf("%s", name);
        strcat(name, ".jpg");
    }
    printf("How long do you wish the camera to wait before taking a picture? (Enter time in milliseconds and press ENTER): ");
    scanf("%s", answer2);
    strcat(firstprefix, answer2);
    strcat(firstprefix, " -o ");
    if(digitalRead(SEN) == LOW)
        printf("\nCAMERA OFF\nError: Please check wiring OR move away from sensor.\n");
    else {
        printf("\nCAMERA ON\n1. To take picture, stand in front of camcorder.\n2. Your picture will be taken after the specified time.\n3. To view image, enter the command provided.\n\n");
        for(;;){
            if(digitalRead(SEN) == LOW){
                system(strcat(firstprefix, name));
                break;
            }
        }
    }
    strcat(secondprefix, name);
    printf("Type *%s* and press ENTER to view your picture!\n", secondprefix);
    return(0);
}

Для более подробной информации посетите оригинальную страницу проекта: DIY Infrared Motion Sensor System for Raspberry Pi.