Cảm biến chuyển động PIR
nhìn sự thay đổi nhiệt, không chụp ảnh và không nhận dạng người

Bài này là dịp tốt để nói về giới hạn cảm biến và quyền riêng tư. PIR chỉ trả về một bit có hoặc không có thay đổi. Nó phù hợp để đếm lần kích hoạt, nhưng không đủ căn cứ để kết luận ai có mặt hay một phòng chắc chắn đang trống.

Sau bài này học sinh làm được

• Giải thích PIR phản ứng với thay đổi bức xạ hồng ngoại.
• Đọc tín hiệu số từ GPIO27 và điều khiển LED ở GPIO23.
• Đo thời gian ổn định sau cấp nguồn và thời gian giữ tín hiệu.
• So sánh khả năng phát hiện khi đi ngang và đi thẳng.
• Nêu được giới hạn: không đo khoảng cách, không nhận dạng và có thể báo sai.

PIR nhìn sự thay đổi giữa các vùng

Phần tử pyroelectric bên trong phản ứng với thay đổi bức xạ hồng ngoại. Thấu kính trắng chia vùng nhìn thành nhiều vùng nhỏ. Khi một vật ấm di chuyển từ vùng này sang vùng khác, tín hiệu thay đổi rõ và module đưa chân OUT lên mức cao.

Đi ngang thường dễ thấy hơn đi thẳng

Đi ngang cắt qua nhiều vùng của thấu kính, nên tín hiệu thay đổi liên tiếp. Đi thẳng về phía cảm biến có thể tạo thay đổi nhỏ hơn. Kết quả còn phụ thuộc nhiệt độ phòng, quần áo, tốc độ và vị trí đặt cảm biến.

Để cảm biến nhìn ra khoảng trống

1. Rút USB, xác định đúng ba chân VCC, OUT, GND theo chữ in trên module.
2. Nối VCC → 5V, GND → GND, OUT → GPIO27.
3. Lắp LED ở GPIO23 qua điện trở 220 Ω.
4. Đặt PIR cố định, tránh hướng vào cửa sổ nắng, quạt sưởi hoặc rèm lay động.
5. Cấp nguồn và không đi trước cảm biến trong ít nhất 30 giây.

Mã dùng MicroPython cho ESP32. PIR không ghi hình hay nhận dạng; thử trong lớp bằng chuyển động bình thường, không thu dữ liệu định danh.

# Bai 17 - Cam bien chuyen dong PIR HC-SR501
from machine import Pin
import time

# ===== CẤU HÌNH =====
CHAN_PIR = 27
CHAN_LED = 23
CHU_KY_MS = 300
# ====================

pir = Pin(CHAN_PIR, Pin.IN)
led = Pin(CHAN_LED, Pin.OUT)

print("Cho PIR on dinh sau khi cap nguon...")
time.sleep_ms(30000)

while True:
    co_chuyen_dong = pir.value() == 1

    if co_chuyen_dong:
        led.on()
        print("Co chuyen dong")
    else:
        led.off()

    time.sleep_ms(CHU_KY_MS)

Dòng chờ 30 giây là thời gian khởi động thực hành, không phải con số cố định cho mọi module. Nếu OUT vẫn đổi bất thường, chờ thêm và kiểm tra hướng nhìn.

# Do khoang thoi gian OUT giu muc 1
from machine import Pin
import time

pir = Pin(27, Pin.IN)
print("Cho PIR on dinh...")
time.sleep_ms(30000)

bat_dau = None
trang_thai_cu = pir.value()

while True:
    trang_thai = pir.value()
    if trang_thai == 1 and trang_thai_cu == 0:
        bat_dau = time.ticks_ms()
        print("Bat dau bao")
    elif trang_thai == 0 and trang_thai_cu == 1 and bat_dau is not None:
        do_tre = time.ticks_diff(time.ticks_ms(), bat_dau)
        print("Giu muc cao:", do_tre, "ms")
    trang_thai_cu = trang_thai
    time.sleep_ms(20)

Mỗi lần đi qua chỉ ghi một khoảng thời gian. Xoay rất nhẹ núm trễ, thử lại cùng đường đi và so sánh. Không vừa xoay độ nhạy vừa xoay độ trễ.

Lập bản đồ phát hiện đơn giản

Danh sách kiểm

• PIR ổn định sau cấp nguồn trước khi ghi dữ liệu.
• OUT nối GPIO27, LED nối GPIO23.
• Mỗi điều kiện được thử ít nhất năm lần.
• Chỉ thay đổi một biến trở trong mỗi lượt khảo sát.
• Kết luận dùng từ “phát hiện chuyển động”, không nói “nhận dạng người”.

Công nghệ — đặc tính cảm biến quyết định thiết kế

Muốn đặt PIR ở hành lang, học sinh phải biết vùng nhìn, hướng chuyển động thuận lợi và thời gian trễ. Một chương trình đúng không cứu được vị trí lắp sai.

Tin học — dữ liệu tối thiểu vẫn giải quyết được việc

PIR chỉ tạo một bit và không thu hình ảnh. Đây là ví dụ rõ về chọn loại dữ liệu ít xâm phạm hơn khi bài toán chỉ cần biết vừa có chuyển động.