Détecter des mouvements avec un détecteur Infrarouge (PIR) sur l’ESP32 avec du code Arduino

Caractéristiques techniques du module PIR (HC-SR501)

Les capteurs PIR disponibles dans les kits DIY sont généralement basés sur le modèle proposé par Adafruit .

Voici quelques caractéristiques du capteur PIR d’Adafruit (et de ses clones chinois) :

• Tension d’alimentation : 5-12V en fonction des modules (5V recommandé)

• Portée : Le module peut détecter un mouvement jusqu’à 7m

• Angle de mesure : ~120°

Branchements du capteur HC-SR04

Le module PIR comporte 3 connecteurs : GND pour la masse, OUT pour la sortie du capteur et +5V pour l’alimentation. Le signal de sortie de 3.3V est adapté pour l’ESP32.

Pour être sûr d’alimenter le capteur dans le bon sens, je vous propose l’astuce suivante :

Note

La broche 5V est du même côté que la diode orange du module :

Voici un exemple de montage sur breadboard en utilisant un capteur PIR (avec la polarité d’Adafruit) :

Configurer la détection de mouvements

Il y a trois paramètres sur lequel on peut jouer pour calibrer la détection des mouvements : 2 potentiomètres pour la sensibilité et la durée détection, et 1 cavalier (jumper) pour activer l’option “Retriger”.

À droite , le potentiomètre de sensibilité permet de régler la sensibilité du capteur en modifiant l’ampleur du mouvement requise pour déclencher la sortie. Pour**augmenter la sensibilité** , il faut tourner le potentiomètre dans le sens horaire ( sens des aiguilles d’une montre).

Cela permettra de détecter des mouvements plus discrets à une distance plus éloignée (jusqu’à 7 mètres environ) mais augmentera également le risque de faux positifs.

À gauche , le potentiomètre de durée permet de contrôler la durée pendant laquelle le signal de sortie restera actif après la détection d’un mouvement. C’est-à-dire jouer sur la largeur d’impulsion générée. Puisque l’impulsion sera détectée par l’ESP32, une durée courte est suffisante. Cela permettra au capteur de détecter un nouveau mouvement et d’envoyer une nouvelle impulsion.

Cependant, si le capteur commande directement un circuit sans logique (par exemple un relais avec une lampe), c’est mieux d’augmenter la durée pour éviter que la lampe s’éteigne immédiatement quand il n’y a plus de mouvement.

Vous pouvez augmenter la durée en tournant le potentiomètre dans le sens horaire (à la position maximale, le signal restera actif pendant plusieurs minutes).

A côté des potentiomètres, il y a 3 pins mâles dans un coin, dont deux sont reliés par un cavalier (jumper en anglais) de couleur jaune ou noire.

Par défaut, le jumper se trouve dans la position la plus proche du coin dans la position L . En utilisant cette configuration (Single Trigger ) , si un mouvement est détecté alors que le signal de sortie est déjà à l’état haut (génération d’impulsion en cours), il sera ignoré.

Par contre, si vous déplacez le jumper pour l’éloigner du coin (dans la position H ), si un mouvement est détecté alors que le signal de sortie est déjà à l’état haut, la génération du signal en cours est allongée pour prendre en compte la nouvelle détection de mouvement (Multiple Trigger Mode)

Single Trigger

Multiple Trigger

Méthode qui utilise le traceur série pour afficher les impulsions du PIR

On peut utiliser le traceur série du logiciel Arduino IDE pour afficher le signal généré par le capteur PIR au cours du temps. C’est en quelque sorte un oscilloscope très basique 🙂.

On utilise un code Arduino, qui renvoie la valeur analogique du signal renvoyé par le capteur PIR.

void setup() {
  pinMode(36, INPUT);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  Serial.println(analogRead(36));
  delay(20);
}

Si les potentiomètres sont bien ajustés, vous devriez observer des impulsions dans le traceur série, quand il y a du mouvement aux alentours du capteur.

Méthode pour vérifier la détection de mouvement avec une simple LED

Ce n’est pas la méthode que je recommanderais, mais si vous n’avez pas d’ordinateur ni d’oscilloscope sous la main, cela peut être pratique. La méthode consiste juste à brancher une LED en sortie de la broche OUT du capteur qui génère l’impulsion. Quand un mouvement est détecté, la LED devrait s’allumer.

Sonder en boucle l’état de la broche

La méthode la plus évidente pour détecter l’impulsion logique est de tout simplement scruter l’état de la broche qui est relié au capteur PIR dans la fonction loop() :

#define PIN_PIR 36

void my_task(){
  }

void setup() {
  pinMode(PIN_PIR, INPUT);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  if (digitalRead(PIN_PIR) == 1){
      Serial.println("Motion detected");
      my_task(); // task when motion detected
  }
  delay(20);
}

Ce code simpliste peut faire l’affaire si le programme n’a rien d’autre à faire. Tant que l’impulsion est à l’état haut, la fonction my_task() sera exécutée : elle peut être appelée plusieurs fois pour la même détection. Une solution plus élégante est d’utiliser une interruption de l’ESP32.

Utiliser une interruption en arrière-plan

En utilisant une interruption , la fonction my_task() sera exécuté à chaque fois qu’une nouvelle impulsion sera envoyée par le capteur infrarouge. La fonction loop() peut être utilisée pour autre chose.

#define PIN_PIR 36

void IRAM_ATTR my_task() {
  ets_printf("Motion detected\n");
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(PIN_PIR, INPUT);
  attachInterrupt(PIN_PIR, my_task, RISING);
}

void loop() {
}

Si les tâches à effectuer dans l’interruption sont conséquentes, c’est mieux de les effectuer dans la boucle principale. L’interruption sera utilisée juste pour signaler à coup sûr une impulsion du capteur PIR.

Interruption pour signaler la détection avec exécution de la tâche dans la boucle principale

On évite de faire des actions trop longues dans les routines d’interruptions. Une pratique courante est de changer l’état d’une variable dans la routine et d’exécuter la tâche dans la boucle principale.

#define PIN_PIR 36

volatile boolean motion_detected = false;

void IRAM_ATTR my_task() {
  motion_detected = true;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(PIN_PIR, INPUT);
  attachInterrupt(PIN_PIR, my_task, RISING);
}

void