PIR-Sensor für Lego Mindstorms NXT / EV3

PIR-Sensor für Lego Mindstorms NXT

Die Abkürzung PIR steht für „Passives Infrarot“. Der PIR-Sensor für NXT ist also ein passiver Infrarot-Sensor. Es handelt sich um jene Technologie, die bei Bewegungsmeldern einer Alarmanlage eingesetzt wird. Das Prinzip ist einfach: Alle Gegenstände, Menschen und Tiere geben eine mehr oder weniger starke Infrarot-Strahlung ab. Je wärmer ein Gegenstand ist, desto stärker ist die Infrarotstrahlung.

Der PIR-Sensor für NXT erkennt Änderungen in der IR-Strahlung seines Sichtfelds. Erkannt werden Menschen oder Tiere (Warmblütler), die sich im Sichtfeld des PIR-Sensors bewegen. Falls dieser Mensch oder dieses Tier im Sichtfeld des PIR-Sensors stillsteht, verblasst die Ortung nach und nach. Sehr wohl erkannt werden hingegen Bewegungen.

Der Sensor funktioniert bei Temperaturen zwischen 30°C und 50°C für Menschen, Tiere oder Gegenstände.

Technisches Prinzip der Erkennung mithilfe des PIR-Sensors für Lego Mindstorms NXT

Wie die untenstehende Abbildung zeigt, ist das Messfeld des Sensors in zwei Bereiche unterteilt, einen positiven (links) und einen negativen (rechts).

Die vom Sensor vorgenommene Messung basiert auf der relativen Veränderung der IR-Strahlung zwischen diesen beiden Bereichen. Die nachstehende Abbilung zeigt die Auswirkung einer Veränderung der IR-Strahlung in jedem der beiden Bereiche auf den vom Sensor gemessenen Gesamtwert.

Diese Art von Architektur ermöglicht nicht nur die Erkennung von Bewegungen eines warmen Objekts im Messfeld des Sensors, sondern auch die Bewegungsrichtung dieser Wärmequelle.

Das nächste Bild zeigt, was passiert, wenn ein Mensch sich im Messfeld des PIR-Sensors für Lego Mindstorms NXT bewegt.

• Am Punkt Nummer 1 ist die Person noch nicht im Sichtfeld, der Wert geht daher gegen 0.
• Am Punkt Nummer 2 ist die Person im linken (positiven) Feld aufgetaucht, deshalb steigt der Messwert.
• Am Punkt Nummer 3 nimmt der Messwert des PIR-Sensors stark ab, da die Person aus dem linken Feld heraus und in das rechte Feld eingetreten ist.
• Und am Punkt Nummer 4 sinkt der Messwert wieder auf 0, da die Person aus dem Messfeld wieder austritt.

Programmierung des PIR-Sensors für Lego Mindstorms NXT

Programmierung des PIR-Sensors für NXT mithilfe von NXT-G

Der Sensor lässt sich mithilfe von NXT-G programmieren. Auf der folgenden Abbildung ist das Parameterfenster des NXT-G Blocks des PIR-Sensors für Lego Mindstorms NXT Roboter zu sehen:

Wie das obenstehende Bild zeigt, kann ein Ausnahmebereich definiert werden, d.h. ein Bereich, in dem keine Messungen vorgenommen werden. Der Messwert kann mit einem Datenbereich verglichen werden. Standardmäßig misst der NXT-G Block, ob der Wert außerhalb des Bereichs -10/+10 liegt.

Die nachstehende Abbildung zeigt den einfachen NXT-G Code, mit dem ein Alarm ausgelöst werden kann, wenn der RIP-Sensor für NXT eine Bewegung erkennt.

Über den nachstehenden Link geht’s zum Download des NXT-G Blocks des PIR-Sensors für Lego Mindstorms NXT: NXT-G Block des PIR-Sensors für Lego Mindstorms NXT.