מה נלמד כאן
- איך נורה בחדר מדרגות יודעת שהגעתם
- מה חיישן ה-PIR באמת מודד — ולמה זה לא "תנועה"
- לחבר חיישן ונורית לאותו לוח ולגרום להם לעבוד יחד
- להשתמש בבלוק if / else כדי לקבל החלטה אוטומטית
- למה האור נכבה אם עומדים בלי לזוז
הנורה שמחכה לכם
אתם נכנסים לחדר מדרגות חשוך. אתם לא מחפשים מתג, לא מגששים בקיר — האור פשוט נדלק. אחרי שאתם עולים והשקט חוזר, הוא נכבה לבד.
אותו דבר קורה בשירותים ציבוריים, בחניון תת-קרקעי, בשביל הכניסה לבית. זה נוח, וזה גם חוסך המון חשמל: האור דולק רק כשיש מי שצריך אותו.
בשיעור הזה נבנה בדיוק את זה. וזה מדהים כמה מעט צריך: חיישן אחד, נורית אחת, ובלוק החלטה אחד.
אנחנו מחברים כאן שני דברים שכבר מכירים — את הנורית משיעור 1 ואת חיישן התנועה משיעור 5. זה כוחו של פרק הפרויקטים המשולבים.
הידע שצריך
1. מה החיישן באמת רואה
השם המקובל שלו הוא "חיישן תנועה", אבל זה שם מטעה. הוא לא רואה תנועה, והוא בכלל לא רואה אור רגיל.
כל גוף חם פולט אינפרה-אדום. זה אור שהעין שלנו לא קולטת. גוף אדם, בטמפרטורה של כ-37 מעלות, פולט אותו כל הזמן — בערך באורך גל של 10 מיקרון. גם אם תעמדו חשוכים לגמרי בחדר אפל, אתם "זוהרים" באור הזה.
בתוך החיישן יש שני חיישנונים קטנים זה לצד זה. כל אחד מהם מודד כמה אינפרה-אדום מגיע אליו.
- כשהחדר ריק שניהם מקבלים בדיוק אותו דבר. ההפרש ביניהם הוא אפס.
- כשאדם עובר, החום שלו מגיע קודם לחיישנון אחד ורק אז לשני. נוצר הפרש.
ההפרש הזה הוא האות. מעגל קטן בתוך החיישן מגביר אותו והופך אותו לתשובה פשוטה: 1 אם יש מישהו, 0 אם אין.
הראש הלבן המעוגל שעל החיישן הוא עדשה. היא מחלקת את השדה לעשרות אזורים קטנים, כדי שכל תזוזה תעביר את החום מאזור לאזור — ותיצור הפרש גדול וברור.
2. ולכן — עומדים בלי לזוז, האור נכבה
עכשיו, כשהבנתם מה החיישן מודד, אתם יכולים להסביר בעצמכם את ההתנהגות המוזרה שלו.
החיישן מגיב רק לשינוי. אם אדם עומד לגמרי בלי לזוז, שני החיישנונים מקבלים כמות חום קבועה וזהה, ההפרש חוזר להיות אפס — והחיישן מדווח "אין אף אחד".
זה בדיוק מה שקורה כשאתם יושבים בשקט בחדר ישיבות ופתאום האור נכבה, וצריך לנפנף ביד. זה לא תקלה. ככה החיישן בנוי.
💡 חיישן PIR הוא "פסיבי". ה-P בשם הוא Passive. הוא לא שולח שום דבר החוצה — הוא רק מקשיב לחום שממילא קיים. בגלל זה הוא זול, חסכוני מאוד בחשמל, ועובד גם בחושך מוחלט.
3. שני הברגים הכתומים
הפכו את החיישן. בגב שלו שני ברגים קטנים שאפשר לסובב במברג:
- בורג הרגישות — עד כמה רחוק הוא מזהה. הטווח הוא בערך 3 עד 7 מטר.
- בורג הזמן — כמה שניות התשובה נשארת 1 אחרי שהתנועה נפסקה. מכמה שניות עד כמה דקות.
בורג הזמן הוא "ההשהיה" של תאורת חדר המדרגות — הסיבה שהאור לא נכבה ברגע שעצרתם ללכת. נסו אותו: סובבו אותו עד הסוף לכיוון אחד, ואז עד הסוף לכיוון השני, ובדקו כמה זמן האור נשאר דלוק.
החיבור
שני מעגלים על אותו לוח — אחד קורא, אחד מבצע:
| הרכיב | הרגל | לאן |
|---|---|---|
| חיישן PIR | S | פין IO16 |
| חיישן PIR | + | 5V |
| חיישן PIR | − | GND |
| נורית | רגל ארוכה | פין IO5 דרך נגד 220Ω |
| נורית | רגל קצרה | GND |
⚠️ בדקו את סדר הרגליים לפני שמחברים. על גב החיישן, ליד שלוש הרגליים, מודפסות האותיות. אל תניחו שהסדר הוא פלוס-אות-מינוס — בחלק מהדגמים האות נמצאת דווקא באמצע. חיבור הפוך של פלוס ומינוס עלול לשרוף את החיישן.
5V ולא 3.3V. לחיישן יש מעגל הגברה בפנים, והוא צריך את המתח המלא.
הבלוקים
חמישה בלוקים. ובכל זאת זו מערכת תאורה חכמה שלמה.
הבלוק שקורא
read digital pin [16] — בלוק עגול מקבוצת Robots. הצורה העגולה אומרת שהוא מחזיר ערך: הוא מסתכל על פין 16 ומביא משם 0 או 1.
הספרה בתפריט היא הפין שאליו חיברתם את רגל S של החיישן. אם תעבירו את החוט לפין אחר — חייבים לשנות גם כאן.
התנאי
if < (read digital pin [16]) = [1] > then
הבלוק הירוק = הוא משושה, ולכן הוא נכנס בדיוק לחור המשושה של ה-if. הוא שואל שאלה אחת: "האם החיישן מדווח 1?" כלומר: "האם יש כאן מישהו?"
שימו לב להבדל מהשיעור הקודם. בלחצן חיפשנו 0, כי לחצן לחוץ מוריד את הפין לאפס. בחיישן PIR זה ישר והגיוני: 1 = זיהיתי אדם.
שתי התשובות
then → set digital pin [5] to [high] — יש מישהו. פין 5 עולה למתח גבוה, והנורית נדלקת.
else → set digital pin [5] to [low] — אין אף אחד. פין 5 יורד למתח נמוך, והנורית כבית.
בדיוק אחד משני הענפים רץ בכל סיבוב. לעולם לא שניהם.
העטיפה
הכול יושב בתוך forever, בלוק כתום גדול שזרועו מקיפה את התוכנית. הלוח שואל את החיישן שוב ושוב, אלפי פעמים בשנייה, "יש מישהו?" — ומתאים את הנורית לתשובה מיד.
זה מה שהופך את המערכת לאוטומטית. אין כאן אף אחד שלוחץ על משהו. יש רק שאלה שנשאלת בלי הפסקה, ותשובה שמיתרגמת לפעולה.
מריצים
⬇ להורדת הקובץ PIR_Sensor_Light.sb3 — גוררים אותו לתוך ACECode ולוחצים Upload.
ההסבר המלא על צריבה נמצא בשיעור ההתקנה.
חכו כחצי דקה לפני שאתם בודקים. בהדלקה הראשונה החיישן צריך זמן "להתרגל" לחום שקיים בחדר, ובזמן הזה הוא עלול לדווח על תנועה שאינה קיימת. התרחקו ממנו, חכו, ורק אז התחילו.
עכשיו הניפו יד מול העדשה. הנורית תידלק. עמדו בשקט מוחלט — אחרי כמה שניות היא תיכבה.
מה קרה כאן
הרכבתם מערכת בקרה שלמה, וזה השם המקצועי שלה. בכל מערכת כזו יש שלושה חלקים, וכולם נמצאים כאן:
- קלט — החיישן, שמביא מידע מהעולם.
- החלטה — בלוק ה-if / else, שמחליט מה לעשות עם המידע.
- פלט — הנורית, שמשנה משהו בעולם.
קלט, החלטה, פלט. זה הלב של כל מכשיר חכם שראיתם אי פעם: מזגן שמכבה את עצמו, דלת שנפתחת לבדה, רובוט שעוקף קיר. רק החיישנים והפלטים מתחלפים — הרעיון נשאר בדיוק אותו רעיון.
תרגילים
מפו את הטווח. התחילו ליד החיישן והתרחקו צעד-צעד, כשאתם מנפנפים ביד בכל עצירה. מה המרחק הגדול ביותר שבו הנורית עדיין נדלקת? עכשיו סובבו את בורג הרגישות וחזרו על המדידה.
הפכו את ההיגיון. שנו את התנאי מ-= [1] ל-= [0]. עכשיו הנורית דולקת כשאין אף אחד ונכבית כשמישהו מתקרב. הסבירו במילים שלכם למה זה קרה.
הוסיפו זמזם. חברו זמזם אקטיבי לפין IO17 והוסיפו בענף ה-then בלוק set digital pin [17] to [high], ובענף ה-else אותו בלוק עם [low]. קיבלתם אזעקה קטנה.
אתגר — אור שנשאר דקה. במקום לכבות מיד ב-else, הוסיפו בענף ה-then, אחרי הדלקת הנורית, בלוק wait [10] seconds. איך זה משנה את ההתנהגות כשמישהו עובר במהירות? למה זו התנהגות טובה יותר לתאורת חדר מדרגות?
