PIR Hareket Sensörü (HC-SR501): Arduino, ESP32 ve Pico ile Hareket Algılama

PIR (Passive InfraRed, pasif kızılötesi) sensör, bir insanın ya da hayvanın görüş alanında hareket ettiğini algılayan ucuz ve çok az enerji harcayan bir sensördür. Merdivenlerde kendiliğinden yanan lambalar, alarm sistemleri ve otomatik kapı zilleri çoğunlukla bir PIR ile çalışır. Adındaki "pasif" kelimesi, sensörün kendisinin hiçbir ışın yaymadığını anlatır: yalnızca etraftaki sıcak cisimlerin yaydığı kızılötesi ışınımı dinler. Arduino projelerinde en çok kullanılan model HC-SR501'dir.

PIR sensör nasıl çalışır?

Sıcaklığı mutlak sıfırın üzerinde olan her cisim kızılötesi ışınım yayar; insan vücudu en çok 9–10 mikrometre dalga boyunda ışınım yayar. Sensörün kalbinde bu ışınıma tepki veren piroelektrik bir eleman vardır ve bu eleman iki yarıdan oluşur. Ortamda hareket yokken iki yarı aynı miktarda ışınım görür, sinyalleri birbirini götürür ve çıkış sakin kalır. Biri görüş alanından geçtiğinde önce bir yarı, sonra diğer yarı daha fazla ışınım alır; aradaki bu fark modülün devresi tarafından yakalanır ve OUT pini HIGH olur.

Üstteki beyaz kubbe bir Fresnel lensidir. Görüş alanını onlarca küçük bölgeye ayırır ve her bölgeden gelen ışınımı elemana odaklar. Kişi bir bölgeden diğerine geçtikçe sinyal değişir; bu yüzden PIR sensör hareketi çok iyi algılar ama hiç kıpırdamadan duran bir insanı algılayamaz.

HC-SR501 teknik özellikleri

Modülün üzerindeki ayarlar

• Sx (hassasiyet) potu: Algılama mesafesini ayarlar. Saat yönünde çevirdikçe mesafe yaklaşık 3 metreden 7 metreye çıkar.
• Tx (süre) potu: Hareket algılandıktan sonra çıkışın ne kadar HIGH kalacağını ayarlar. Saat yönünde çevirdikçe süre uzar.
• Tetikleme jumper'ı H (tekrarlı): Hareket sürdüğü sürece süre her seferinde yeniden başlar; ışık kontrolü için idealdir.
• Tetikleme jumper'ı L (tek seferlik): Süre dolunca çıkış LOW olur, hareket sürse bile; ardından yeni bir tetikleme gerekir.
• Ölü zaman: Çıkış LOW olduktan sonra yaklaşık 2,5 saniye boyunca yeni hareket algılanmaz; bu değer ayarlanamaz.

HC-SR501 pin bağlantısı

Arduino ile hareket algılama

Aşağıdaki kod sensörün ısınmasını bekler, ardından hareket başladığında ve bittiğinde Seri Monitör'e bir kez yazar ve Arduino'nun dahili LED'ini yakıp söndürür. Çıkışın sürekli okunup ekrana basılması yerine yalnızca durum değişimlerinin izlenmesi, gerçek projelerde de kullanacağın yöntemdir.

1const int PIR_PIN = 2;
2const int LED_PIN = 13;        // dahili LED / built-in LED
3
4bool motion = false;
5
6void setup() {
7  pinMode(PIR_PIN, INPUT);
8  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
9  Serial.begin(9600);
10  Serial.println("Sensör ısınıyor / warming up...");
11  delay(30000);                  // ilk 30 sn kararsız / unstable for ~30 s
12  Serial.println("Hazır / ready");
13}
14
15void loop() {
16  bool now = digitalRead(PIR_PIN);
17  if (now && !motion) {
18    Serial.println("Hareket algılandı / motion detected");
19    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
20    motion = true;
21  } else if (!now && motion) {
22    Serial.println("Hareket bitti / motion ended");
23    digitalWrite(LED_PIN, LOW);
24    motion = false;
25  }
26}

Hareketle yanan ışık: süreyi millis() ile kontrol etmek

Işığın ne kadar yanık kalacağını modülün Tx potu yerine kodda tutmak çok daha esnektir. Aşağıdaki kod her hareket algılandığında zamanı kaydeder ve son hareketten 20 saniye sonra ışığı kapatır; odada hareket sürdükçe ışık sönmez. LIGHT_PIN'e bir LED ya da 220 V'luk bir lamba için röle modülü bağlayabilirsin; aktif LOW bir röle kullanıyorsan son satırdaki HIGH ve LOW'u yer değiştir. Röle bağlantısının ayrıntıları Röle Modülü Nedir? yazısında.

1const int PIR_PIN = 2;
2const int LIGHT_PIN = 7;               // LED ya da röle / LED or relay
3const unsigned long ON_TIME = 20000;   // son hareketten sonra 20 sn / 20 s after last motion
4
5unsigned long lastMotion = 0;
6
7void setup() {
8  pinMode(PIR_PIN, INPUT);
9  pinMode(LIGHT_PIN, OUTPUT);
10}
11
12void loop() {
13  if (digitalRead(PIR_PIN) == HIGH) {
14    lastMotion = millis();             // her harekette süreyi yenile / refresh on every motion
15  }
16  bool on = (lastMotion != 0) && (millis() - lastMotion < ON_TIME);
17  digitalWrite(LIGHT_PIN, on ? HIGH : LOW);
18}

ESP32 ve Raspberry Pi Pico ile PIR

HC-SR501'in çıkışı zaten 3,3 V olduğu için ESP32 ve Pico'ya doğrudan bağlanabilir; gerilim bölücüye gerek yoktur. Modülün kendisini ise 5 V'tan besle, çünkü kartındaki regülatör 4,5 V'un altında kararsız çalışır. ESP32'de aynı Arduino kodu çalışır; pil ile çalışan projelerde ESP32'yi derin uykuya alıp PIR çıkışıyla uyandırmak (ext0 wakeup) pil ömrünü haftalarca uzatır. Pico'da MicroPython ile kesme (interrupt) kullanarak hareketi kaçırmadan yakalayabilirsin:

1from machine import Pin
2import time
3
4pir = Pin(16, Pin.IN)            # GP16
5led = Pin(25, Pin.OUT)           # dahili LED; Pico W'de Pin("LED") / onboard LED; Pin("LED") on Pico W
6
7def on_motion(pin):
8    led.value(pin.value())       # hareket varken yanar / on while there is motion
9    print("Hareket / motion" if pin.value() else "Bitti / ended")
10
11pir.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING | Pin.IRQ_FALLING, handler=on_motion)
12
13while True:
14    time.sleep(1)

Yanlış algılamayı önlemek

• Isı kaynaklarına çevirme: Kalorifer, klima üflemesi, güneş alan pencere ve sıcak lambalar ani sıcaklık değişimiyle sensörü tetikler.
• Sallanan nesnelerden uzak tut: Rüzgârda sallanan perde, bitki ya da ağaç dalları güneşte ısınmışsa hareket gibi görünür.
• Beslemeyi temizle: Röle ve Wi-Fi modülleri beslemede gürültü yaratır; sensörün VCC ile GND'si arasına 100 µF'lık bir kondansatör ekle.
• ESP32'den biraz uzaklaştır: Wi-Fi anteninin çok yakınında duran HC-SR501 ara sıra kendiliğinden tetiklenebilir; birkaç santimetre mesafe ve kısa bir kablo genelde sorunu çözer.
• Evcil hayvanlar için: Hassasiyeti düşür ve sensörü yerden yüksekte, hafif aşağı bakacak şekilde monte et.
• Cam arkasına koyma: Normal cam kızılötesi ışınımı geçirmez; pencerenin arkasındaki sensör dışarıdaki hareketi göremez.

PIR mi, mikrodalga radar mı, ultrasonik mi?

Odada birinin olup olmadığını değil, birinin hareket edip etmediğini bilmek istiyorsan PIR en ekonomik çözümdür. Bir nesnenin ne kadar uzakta olduğunu ölçmen gerekiyorsa HC-SR04 Mesafe Sensörü yazısına göz at.

PIR sensör ile proje fikirleri

• Otomatik koridor ışığı: Hareket algılanınca röleyle lambayı yak, 30 saniye hareketsizlikten sonra söndür.
• Hırsız alarmı: Gece modunda hareket algılanırsa bir buzzer öttür; ses kısmı için Buzzer Nedir?
• Akıllı gece lambası: Hem karanlık hem hareket varsa yanan bir lamba için PIR'ı LDR Işık Sensörü ile birleştir.
• Telefona bildirim: ESP32 ile hareket algılanınca Telegram üzerinden mesaj gönder.
• Enerji tasarruflu ekran: Yanına biri geldiğinde LCD'nin arka ışığını aç, gidince kapat.
• Ziyaretçi sayacı: Kapıdan geçen her hareketi sayıp ekranda göster.

Sık yapılan hatalar ve çözümleri

• Çıkış sürekli HIGH kalıyor: Tx süresi çok uzun ya da H modunda ortamda sürekli hareket var; potu azalt ve sensörün bir ısı kaynağına bakmadığından emin ol.
• Hiç tetiklenmiyor: VCC 5 V değil, sensör hâlâ ısınma süresinde ya da OUT kablosu koddaki pinden farklı bir pinde olabilir.
• Birkaç saniyede bir kendiliğinden tetikleniyor: Besleme gürültülü; kondansatör ekle, röle ve Wi-Fi modülünden uzaklaştır.
• Hareket bitince hemen yeniden algılamıyor: Yaklaşık 2,5 saniyelik ölü zaman normaldir, sensör bozuk değildir.
• Sensörü ters yöne monte etmek: PIR en iyi, hareket görüş alanını yandan yana kestiğinde algılar; sensöre doğru düz yürüyen birini daha geç fark eder.

PIR sensör, ilk akıllı ev projen için en güzel başlangıçlardan biridir: üç kabloyla bağlanır ve sonucu hemen görürsün. BlueGrays uygulamasında hareket sensörlü ışık, kapı zili ve alarm projelerini devre şemaları ve kodlarıyla adım adım bulabilirsin.