PIR傳感器，全稱“Passive Infrared Sensor”，又稱“人體紅外線傳感器”，是一種能夠探測人體熱量的電子元件。它通過檢測周圍環境中的紅外線輻射來感知人體的存在，因此被廣泛應用于安防、智能家居、自動化控制等多個領域。以下將詳細闡述PIR傳感器的定義、工作原理、結構、應用以及未來發展趨勢。

一、PIR傳感器的定義

PIR傳感器是一種無源紅外傳感器，其“無源”意味著它本身不發射任何形式的能量，而是依賴于探測周圍環境中物體（尤其是人體）發出的紅外線輻射。人體、動物等溫暖物體都會以紅外線輻射的形式散發熱量，這些紅外輻射的波長在300 GHz至400 THz之間，屬于中紅外波長范圍，人眼無法直接看到，但可以通過專門的電子設備進行檢測。

二、PIR傳感器的工作原理

PIR傳感器的工作原理基于熱釋電效應。當傳感器探測到周圍環境中的紅外線輻射發生變化時，其內部的熱敏電阻（或類似元件）會感受到這種變化，并產生相應的電信號。這些電信號經過放大器的放大處理后，會觸發一個開關或執行機構，從而執行相應的動作，如觸發警報、控制燈光等。

具體來說，PIR傳感器內部包含一個或多個熱敏電阻，它們能夠探測到周圍環境中的熱量變化。當有人體或其他溫暖物體進入傳感器的探測范圍時，其發出的紅外線輻射會被傳感器捕捉到，導致熱敏電阻的溫度發生變化，進而產生電信號。這個電信號經過放大器的放大后，如果達到了設定的閾值，就會觸發開關或執行機構。

三、PIR傳感器的結構組成

PIR傳感器一般由以下幾個部分組成：

1. 紅外線探測器 ：通常由熱敏電阻或其他類似元件組成，用于探測周圍環境中的紅外線輻射。
2. 信號處理器 ：負責接收并處理紅外線探測器產生的電信號，包括放大、濾波、比較等處理過程。
3. 觸發器 ：根據信號處理器的輸出信號，觸發相應的動作，如警報、燈光控制等。
4. 鏡頭 （部分傳感器配備）：用于聚焦和限制傳感器的探測范圍，提高探測的準確性和靈敏度。

四、PIR傳感器的應用領域

PIR傳感器因其高靈敏度和廣泛的應用場景而備受青睞。以下是PIR傳感器的主要應用領域：

1. 安防領域 ：PIR傳感器常被用作移動偵測器，用于探測入侵者并觸發警報。它可以與其他安防設備（如報警器、監控攝像頭等）配合使用，提高整個安防系統的效能。
2. 智能家居 ：在智能家居系統中，PIR傳感器可用于控制燈光、空調等設備的開關。例如，當有人進入房間時，傳感器會檢測到人體的存在并自動打開燈光；當人離開房間后，燈光則會自動關閉。
3. 自動化控制 ：在工業自動化領域，PIR傳感器可用于檢測生產線上的物體位置、速度等信息，實現自動化控制。
4. 其他領域 ：PIR傳感器還可用于熱量檢測、室內溫度控制等領域。例如，在節能建筑中，PIR傳感器可用于控制供暖系統的開關，根據室內人數和溫度自動調節供暖強度。

五、基于PIR傳感器的電路圖

1、基于 PIR 傳感器的自動開門系統電路圖

自動開門系統是一個創新的電子項目，采用 PIR 傳感器設計。如果有人穿過門，傳感器就會產生輸出脈沖。這些脈沖被發送到微控制器，用于控制電機驅動器的操作。該電機驅動器由微控制器通過向輸入和使能引腳提供適當的脈沖來控制。

因此，電機驅動器控制與其連接并固定到門上的電機。因此，如果電路檢測到有人經過其區域，電機就會自動操作門。

2、使用PIR傳感器和IC UM3561的防盜報警電路圖

PIR傳感器（被動紅外傳感器）廣泛應用于運動檢測應用和基于安全的應用，以下項目是使用PIR傳感器和三警報器聲音發生器IC UM3561的防盜報警電路。

我們應該更加關注我們的安全，這里的防盜報警器旨在檢測入侵和未經授權的進入，它對于保護我們的生活空間、房屋和辦公室免遭盜竊非常有用。該 PIR 防盜報警電路針對未經授權的進入或移動提供聲音警報。

該電路的主要部分是PIR傳感器，它可以檢測人或物體發出的紅外（IR）光輻射并給出邏輯輸出信號。 UM3561 負責檢測并生成警報聲。

9V 電池為此電路提供電源，電池電源兩端放置一個 5.1V齊納二極管]，并為 PIR 傳感器提供穩壓電源，PIR 傳感器的輸出（3.3V）連接到 UM3561 的 Vdd 引腳 5，并且每當PIR 傳感器檢測到運動，然后 UM3561 獲得電源并開始通過揚聲器發出警報聲。

3、使用 PIR 傳感器的節電電路圖

節電器是一種連接到電源插座的設備。 只需維護電路即可最大限度地減少功耗。節電電路可以用不同的方式制作。在本教程中，我們將制作一個“使用 PIR 傳感器的節電電路”。 PIR 傳感器中有兩個插槽。當周圍沒有移動時，兩個插槽的讀數相同。當周圍有任何溫暖的物體或人類時，它會檢查熱量并檢測運動。這會導致兩個插槽之間出現差異變化。并且，輸出負載開始工作。

定時器IC555和PIR傳感器是該節電電路的主要元件。 PIR 傳感器的輸出直接提供給晶體管 BC547 的基極，晶體管的集電極端子通過定時電阻器和電容器連接到 IC555 的閾值和觸發引腳。

通過電位器，我們可以改變靈敏度水平以及輸出脈沖持續時間。連接到放電引腳的 LED2 指示電路處于節能模式。開關晶體管 SL100 驅動繼電器的輸出。該電路中的負載由 9 伏繼電器控制。

PIR傳感器觸發該電路并通過定時器IC輸出激活繼電器。因此，當一個人離開房間時，該電路會關閉負載設備。

六、帶 Arduino 的 PIR 傳感器設計

這種低功耗 PIR 傳感器可檢測人體在傳感器范圍內或之外的移動。

電路原理圖

這里構建的電路用于檢測運動并發出蜂鳴聲。您可以用繼電器或燈泡修改電路。

Arduino PIR 傳感器草圖代碼

/*www.theorycircuit.com*/

int pirPin = 2; //digital 2

int buzzerPin = 12; //digital 12

void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(pirPin, INPUT);
pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
}

void loop()
{
int pirVal = digitalRead(pirPin);
Serial.println(pirVal);
if(pirVal == HIGH)
{ //was motion detected
Serial.println(“Motion Detected”);
digitalWrite(buzzerPin, HIGH);
delay(1500);
}
else {
digitalWrite(ledPin, LOW);
}
}