PIR传感器，全称“Passive Infrared Sensor”，又称“人体红外线传感器”，是一种能够探测人体热量的电子元件。它通过检测周围环境中的红外线辐射来感知人体的存在，因此被广泛应用于安防、智能家居、自动化控制等多个领域。以下将详细阐述PIR传感器的定义、工作原理、结构、应用以及未来发展趋势。

一、PIR传感器的定义

PIR传感器是一种无源红外传感器，其“无源”意味着它本身不发射任何形式的能量，而是依赖于探测周围环境中物体（尤其是人体）发出的红外线辐射。人体、动物等温暖物体都会以红外线辐射的形式散发热量，这些红外辐射的波长在300 GHz至400 THz之间，属于中红外波长范围，人眼无法直接看到，但可以通过专门的电子设备进行检测。

二、PIR传感器的工作原理

PIR传感器的工作原理基于热释电效应。当传感器探测到周围环境中的红外线辐射发生变化时，其内部的热敏电阻（或类似元件）会感受到这种变化，并产生相应的电信号。这些电信号经过放大器的放大处理后，会触发一个开关或执行机构，从而执行相应的动作，如触发警报、控制灯光等。

具体来说，PIR传感器内部包含一个或多个热敏电阻，它们能够探测到周围环境中的热量变化。当有人体或其他温暖物体进入传感器的探测范围时，其发出的红外线辐射会被传感器捕捉到，导致热敏电阻的温度发生变化，进而产生电信号。这个电信号经过放大器的放大后，如果达到了设定的阈值，就会触发开关或执行机构。

三、PIR传感器的结构组成

PIR传感器一般由以下几个部分组成：

1. 红外线探测器 ：通常由热敏电阻或其他类似元件组成，用于探测周围环境中的红外线辐射。
2. 信号处理器 ：负责接收并处理红外线探测器产生的电信号，包括放大、滤波、比较等处理过程。
3. 触发器 ：根据信号处理器的输出信号，触发相应的动作，如警报、灯光控制等。
4. 镜头 （部分传感器配备）：用于聚焦和限制传感器的探测范围，提高探测的准确性和灵敏度。

四、PIR传感器的应用领域

PIR传感器因其高灵敏度和广泛的应用场景而备受青睐。以下是PIR传感器的主要应用领域：

1. 安防领域 ：PIR传感器常被用作移动侦测器，用于探测入侵者并触发警报。它可以与其他安防设备（如报警器、监控摄像头等）配合使用，提高整个安防系统的效能。
2. 智能家居 ：在智能家居系统中，PIR传感器可用于控制灯光、空调等设备的开关。例如，当有人进入房间时，传感器会检测到人体的存在并自动打开灯光；当人离开房间后，灯光则会自动关闭。
3. 自动化控制 ：在工业自动化领域，PIR传感器可用于检测生产线上的物体位置、速度等信息，实现自动化控制。
4. 其他领域 ：PIR传感器还可用于热量检测、室内温度控制等领域。例如，在节能建筑中，PIR传感器可用于控制供暖系统的开关，根据室内人数和温度自动调节供暖强度。

五、基于PIR传感器的电路图

1、基于 PIR 传感器的自动开门系统电路图

自动开门系统是一个创新的电子项目，采用 PIR 传感器设计。如果有人穿过门，传感器就会产生输出脉冲。这些脉冲被发送到微控制器，用于控制电机驱动器的操作。该电机驱动器由微控制器通过向输入和使能引脚提供适当的脉冲来控制。

因此，电机驱动器控制与其连接并固定到门上的电机。因此，如果电路检测到有人经过其区域，电机就会自动操作门。

2、使用PIR传感器和IC UM3561的防盗报警电路图

PIR传感器（被动红外传感器）广泛应用于运动检测应用和基于安全的应用，以下项目是使用PIR传感器和三警报器声音发生器IC UM3561的防盗报警电路。

我们应该更加关注我们的安全，这里的防盗报警器旨在检测入侵和未经授权的进入，它对于保护我们的生活空间、房屋和办公室免遭盗窃非常有用。该 PIR 防盗报警电路针对未经授权的进入或移动提供声音警报。

该电路的主要部分是PIR传感器，它可以检测人或物体发出的红外（IR）光辐射并给出逻辑输出信号。 UM3561 负责检测并生成警报声。

9V 电池为此电路提供电源，电池电源两端放置一个 5.1V齐纳二极管]，并为 PIR 传感器提供稳压电源，PIR 传感器的输出（3.3V）连接到 UM3561 的 Vdd 引脚 5，并且每当PIR 传感器检测到运动，然后 UM3561 获得电源并开始通过扬声器发出警报声。

3、使用 PIR 传感器的节电电路图

节电器是一种连接到电源插座的设备。 只需维护电路即可最大限度地减少功耗。节电电路可以用不同的方式制作。在本教程中，我们将制作一个“使用 PIR 传感器的节电电路”。 PIR 传感器中有两个插槽。当周围没有移动时，两个插槽的读数相同。当周围有任何温暖的物体或人类时，它会检查热量并检测运动。这会导致两个插槽之间出现差异变化。并且，输出负载开始工作。

定时器IC555和PIR传感器是该节电电路的主要元件。 PIR 传感器的输出直接提供给晶体管 BC547 的基极，晶体管的集电极端子通过定时电阻器和电容器连接到 IC555 的阈值和触发引脚。

通过电位器，我们可以改变灵敏度水平以及输出脉冲持续时间。连接到放电引脚的 LED2 指示电路处于节能模式。开关晶体管 SL100 驱动继电器的输出。该电路中的负载由 9 伏继电器控制。

PIR传感器触发该电路并通过定时器IC输出激活继电器。因此，当一个人离开房间时，该电路会关闭负载设备。

六、带 Arduino 的 PIR 传感器设计

这种低功耗 PIR 传感器可检测人体在传感器范围内或之外的移动。

电路原理图

这里构建的电路用于检测运动并发出蜂鸣声。您可以用继电器或灯泡修改电路。

Arduino PIR 传感器草图代码

/*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);
}
}