【導讀】本文首先討論運動檢測的基本原理，然后展示開發者如何使用與 Microchip DM080104 ATtiny 1627 Curiosity Nano 連接的 PIR 進行運動檢測。最后，介紹一種可替代復雜算法開發的運動檢測方法。這種方法充分發揮了機器學習 (ML) 技術的優勢。其中包括入門所需的技巧和竅門。
本文首先討論運動檢測的基本原理，然后展示開發者如何使用與 Microchip DM080104 ATtiny 1627 Curiosity Nano 連接的 PIR 進行運動檢測。最后，介紹一種可替代復雜算法開發的運動檢測方法。這種方法充分發揮了機器學習 (ML) 技術的優勢。其中包括入門所需的技巧和竅門。
被動式紅外傳感器不能發射紅外線，只能接收紅外線。PIR 傳感器使用被探測物體發射的紅外線來探測其存在以及與之相關的任何運動。例如，家居安防系統中通常會有運動傳感器，用于探測人或動物發出的紅外線，并確定其是否在檢測范圍內移動。圖 1 所示為模擬 PIR 傳感器在不同條件下可能探測到的對象或物體狀態，如無紅外線、紅外線存在、穩定不變和離開（切斷）。
圖 1：PIR 傳感器使用對象或物體發出的紅外線來探測其運動和存在狀態。如圖所示，不同的探測階段包括：無紅外線、存在紅外線、穩定不變和離開（切斷）。（圖片來源：Microchip Technology）
傳感器成本
包裝
微控制器接口
探測算法和計算能力
傳感器系列和能耗
ATtiny1627 Curiosity Nano 簡介
最好的低成本入門方案是使用 DM080104 ATtiny1627 Curiosity Nano 開發板（圖 2）。該開發板包含一個運行速度高達 20 MHz 的 AVR MCU，這款 MCU 具有16 KB 閃存、2KB SRAM 和 256 B EEPROM。該板包括編程器、LED 和用戶開關。也許最讓人感興趣的是，該板可以輕松的通過針座連接，可用于快速原型開發，或者直接焊接到原型或生產板上。
圖 2：ATtiny1627 Curiosity Nano 內置 8 位可編程 AVR MCU，其運行速度高達 20 MHz，擁有 16KB 閃存、2KB SRAM 和 256 B EEPROM。該開發板可以很容易地焊接到一塊更大的底板上或者通過跳線與該底板連接，以方便原型設計和生產系統。（圖片來源：Microchip）
構建運動探測測試臺
DM080104 ATtiny1627 Curiosity Nano
AC164162T Curiosity Nano適配器
MikroElektronika 的 MIKROE-3339 PIR 傳感器
我們已經了解 ATtiny1627 Curiosity Nano的基本功能。Curiosity Nano 適配器為 ATtiny1627 Curiosity Nano 提供一塊載板，可用于快速原型開發（圖 3）。此外，該適配器還為 MIKROE click boards 擴展板提供了三個擴展插槽以及針座，用于評估信號或添加自定義硬件。
最后是如圖 4 所示的 MIKROE-3339 PIR 傳感器，該器件提供了樣式簡單、可擴展的 KEMET PL-N823-01 被動式紅外傳感器，可以直接與 Curiosity Nano 適配器連接。需要指出的是，MIKROE-3339 與 Microchip 的運動探測示例一起使用時，需要進行一些修改。關于這些修改請參閱Microchip 的 AN3641 應用說明《使用 tinyAVR? 2 系列實現低功耗、高性價比 PIR 運動探測》的第10 頁。
圖 4：MIKROE-3339 click board 擴展板易于制作原型，提供了一個 KEMET PL-N823-01 PIR 傳感器。（圖片來源：MikroElektronika）
PIR運動探測軟件
該應用分為多個階段。首先，應用初始化并預熱 PIR 傳感器。其次，使用 ADC 中斷服務例程定期對 PIR 傳感器進行采樣。第三，ADC 數據進行平均化處理。最后，通過探測算法發出是否探測到運動的信號。如果探測到活動，板載 LED 閃爍并通過串行端口發送探測信號。完整的程序流程參見圖 5。
使用 ATtiny1627 進行運動檢測的技巧和竅門
使用現成零件構建一個低成本原型開發平臺。
充分利用 Microchip 運動探測示例。這些示例可以在 GitHub 上查找。
使用 ATtiny1627 Curiosity Nano 封裝設計原型硬件，并直接將電路板焊接到硬件上，以簡化初始原型。
如需獲得更少、更有效的優化代碼，請使用 Microchip XC8 編譯器。
在開始構建運動探測應用前，請閱讀 Microchip 的 AN3641 的文檔：使用 tinyAVR? 2 系列的低功耗、高性價比 PIR 運動探測器。
認真考慮將 ML 用于運動探測算法。
總結
運動探測正在成為許多應用的常見功能，特別是在非觸摸場景下。開發者可以通過使用 PIR 傳感器和低成本 MCU，最大限度地減少 BOM 成本，簡化設計。如圖所示，ATtiny1627 是一個很好的起點，Microchip 提供了大量的工具和應用說明，幫助開發者啟動其項目。此外，為了盡可能簡化運動探測算法開發，可以使用 ML。
（作者： Jacob Beningo 來源：得捷電子DigiKey）
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