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Mit dem innovativen pyroelektrischen Infrarotsensor von KEMET können Sie die Anwesenheit einer Person erkennen, ohne dass der Sensor selbst zu sehen ist. Auf diese Weise ist es beispielsweise sehr gut möglich, eine ansonsten statische Plakatanzeige bei Bedarf zu animieren. Wie einfach sich ein Objekt mit Präsenzerkennungsfunktionen versehen lässt, hat KEMET kürzlich mit dem hier beschriebenen Projekt gezeigt. Dabei verwendeten die Designer nichts weiter als eine LED, eine Arduino Mikrocontroller-Platine und den pyroelektrischen Infrarotsensor KEMET SS-430.

Das Projekt wurde im KEMET Application Intelligence Center (KAIC) im KEMET Tower ins Leben gerufen. Die dortigen Designer wollten eine Botschaft auf einem Plakat in ansprechender, kreativer Weise hervorheben. Sie hatten ihren neuen SS-430-Sensor zur Hand und beschlossen, ihn hinten auf einem ihrer Schaumstoff-Plakatträger anzubringen.

Einfachheit

In diesem Projekt versahen die Designer den pyroelektrischen Infrarotsensor SS-430 an der Rückseite des Plakatträgers mit einem Mikrocontroller (Arduino), der den Sensor ausliest und eine LED steuert. Diese Vorrichtung ist in der Lage, Personen an der Vorderseite des Plakats zu erkennen und den Schalter zu beleuchten, wenn jemand seine Hand in die Nähe des Schalters führt. Um die Funktionsweise dieser Schaltung zu verstehen, muss man wissen, wie der KEMET-Infrarotsensor funktioniert.

Die Technik

Pyroelektrische Infrarotsensoren von KEMET nutzen den pyroelektrischen Effekt von Keramik, indem sie die vom menschlichen Körper emittierte Infrarotstrahlung absorbieren. Dadurch unterscheiden sie sich grundlegend von herkömmlichen Infrarotsensoren, die mit einer speziellen IR-LED ausgestattet sind und Objekte in ihrem Erfassungsbereich an dem von diesen zurückgeworfenen IR-Signal erkennen. Der pyroelektrische IR-Sensor KEMET SS-430 hingegen bestimmt zur Präsenzerkennung die Infrarotsignatur der Umgebung und generiert das in Abbildung 1 dargestellte Signal, wenn sich diese Signatur ändert.

Abbildung 1: Oszilloskopbild der Ausgangswellenform bei der Präsenzerkennung (Quelle: KEMET Electronics)

Hinweis: Wenn sich die Hand dem eingebetteten Sensor nähert, erzeugt dieser ein Signal aus zwei Rechteckwellen von jeweils 200 Millisekunden. Entfernt sich die IR-Präsenz aus dem Erfassungsbereich, wird dies durch ein zweites Paar Rechteckwellen angezeigt.

Die Anschlüsse

Für die Verarbeitung der Sensorfunktionen verwendeten die Designer folgende Anschlüsse:

1. Die Designer verbanden den Stromeingang des Sensors mit dem 5V-Stromausgang des Arduino und den Masseanschluss des Sensors mit dem Erdleiter (GND).
2. Anschließend schlossen sie den Signalausgang des Sensors an den A1-Pin des Arduino an.
3. Zuletzt wurde über einen 500-Ω-Widerstand eine grüne LED angeschlossen

Abbildung 2 zeigt eine Übersicht der Anschlussverbindungen.

Abbildung 2: Anschlussdiagramm der pyroelektrischen IR-Sensorschaltung (Quelle: KEMET Electronics)

Arduino-Code

Tabelle 1 zeigt den für das Projekt verwendeten Arduino-Code.

Tabelle 1: Arduino-Code für das Projekt „KEMET SS-430 Pyroelectric IR Sensor“

Funktionsweise

Sobald das Programm startet, wartet es auf einen Impuls an Pin A1. Die Erkennung einer Person wird durch zwei Impulse von jeweils 200 Millisekunden gemeldet. Das Programm misst den Impuls und stellt fest, ob es sich um einen echten Auslöser handelt (zwei Impulse pro Auslöseereignis). Bei einem echten Auslöser wechselt die LED den Zustand von OFF zu ON bzw. von ON zu OFF. Anschließend wartet das Programm eine Sekunde, bevor es einen weiteren Auslöser akzeptiert.

Fazit

Das Projekt zeigt, wie einfach einem Produkt mithilfe eines pyroelektrischen Infrarotsensors von KEMET Präsenzerkennungsfunktionen hinzugefügt werden können. KEMET-Infrarotsensoren lassen sich mühelos in ein Gerät einbetten und funktionieren zuverlässig. Sie können ohne Beeinträchtigung des Produktdesigns diskret hinter einem Fenster oder Filter angebracht werden.