HC-SR501 motion sensor with Arduino

FunduinoLast updated on 04.01.2016

Bewegungen erkennen und ein Warnsignal auslösen

Bewegungsmelder sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken:

Sie öffnen und schließen automatisch Türen.
Sie schalten die Beleuchtung in Räumen oder im Freien.
Sie setzen Wasserhähne, Seifenspender und Händetrockner in Gang.
Sie schalten die Sirene einer Alarmanlage.

Aufgabe: Ein Lautsprecher soll piepen, sobald eine Bewegung erkannt wird.

Lerninhalt: Die Spannung eines Bewegungsmelders (HC-SR501) auslesen und für eine Ausgabe verwenden.

Bewegungsmelder HC-SR501 ohne Kunststofflinse mit sichtbarem Infrarotdetektor — Unter der Kunststofflinse sitzt der Infrarotdetektor – am oberen Rand stehen die Kontaktbezeichnungen

Choose a microcontroller

Pins, schematic, and sketch in the steps change with your selection. It remains saved.

Den Bewegungsmelder kennenlernen

Der Bewegungsmelder HC-SR501, auch PIR-Sensor (Passive Infrared Sensor) genannt, ist sehr einfach konstruiert. Sobald er eine Bewegung erkennt, gibt er auf einem Pin eine Spannung von 5 Volt aus. Diese musst du nur auslesen und vom Mikrocontroller verarbeiten lassen.

Die Dauer des Ausgangssignals (linker Regler) und die Empfindlichkeit (rechter Regler) stellst du über die beiden Drehregler ein.

Die Kunststofflinse ist nur leicht aufgesteckt. Wenn du sie abhebst, erkennst du den Infrarotdetektor und siehst anhand der Beschriftung unter der Linse, wie du den Sensor verkabeln musst: GND (–), OUT (Ausgang des Signals), VCC (+).

Bewegungsmelder HC-SR501 mit den beiden Potentiometern für Dauer und Empfindlichkeit — Die beiden Drehregler: links die Dauer, rechts die Empfindlichkeit

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Den Jumper richtig setzen

Für den Jumper gibt es zwei Stellungen:

Jumper ganz außen: Das Ausgangssignal bleibt nach einer erkannten Bewegung für eine gewisse Zeit aktiv und wird danach auf jeden Fall wieder abgeschaltet – auch dann, wenn im Bereich des Bewegungsmelders noch eine Bewegung stattfindet. Nach einer gewissen Zeit erzeugt der Sensor das Ausgangssignal erneut.
Jumper leicht nach innen versetzt: Das Ausgangssignal bleibt pausenlos aktiv, solange der Bewegungsmelder eine Bewegung erkennt.

Die neueste Version des Bewegungsmelders kommt ohne Jumperbrücke aus. Dort kalibrierst du den Sensor direkt über die Potentiometer.

Jumperpositionen am Bewegungsmelder HC-SR501 — Die beiden möglichen Jumperstellungen

Verkabeln und programmieren

Pin assignment Arduino UNO

LED 1Pin 5

LED 2Pin 7

Logikspannung5 V

Beim Arduino UNO schreibst du die Pin-Nummer direkt in den Sketch, also 5 und 7 ohne Zusatz.

Der Bewegungsmelder kommt an Pin 7, der Lautsprecher an Pin 5.

Schaltplan mit HC-SR501 an Pin 7 und Lautsprecher an Pin 5 des Arduino UNO — Schaltplan: Bewegungsmelder und Lautsprecher am Arduino UNO

Programmcode – Arduino UNO

// Das Wort "Piezo" steht jetzt für den Wert 5.
int Piezo = 5;
// Das Wort "Bewegungsmelder" steht jetzt für den Wert 7.
int Bewegungsmelder = 7;
// Das Wort "Bewegungsstatus" steht jetzt zunächst für den Wert 0.
// Später wird unter dieser Variable gespeichert, ob eine Bewegung erkannt wird oder nicht.
int Bewegungsstatus = 0;
// Hier beginnt das Setup.
void setup()
{
  // Der Pin mit dem Lautsprecher (Pin 5) ist jetzt ein Ausgang.
  pinMode(Piezo, OUTPUT);
  // Der Pin mit dem Bewegungsmelder (Pin 7) ist jetzt ein Eingang.
  pinMode(Bewegungsmelder, INPUT);
}
// Der loop-Teil beginnt
void loop()
{
  // Hier wird Pin 7 ausgelesen. Das Ergebnis wird in der Variablen "Bewegungsstatus"
  // mit dem Wert "HIGH" für 5 Volt oder "LOW" für 0 Volt gespeichert.
  Bewegungsstatus = digitalRead(Bewegungsmelder);
  // Wenn eine Bewegung erkannt wird (das Signal ist HIGH), soll der Lautsprecher piepsen.
  if (Bewegungsstatus == HIGH)
  {
    digitalWrite(Piezo, HIGH);
    delay(5000);              // ... und zwar für 5 Sekunden.
    digitalWrite(Piezo, LOW); // ... danach wird er ausgeschaltet.
  }
  // ansonsten, wenn das erkannte Signal LOW ist ...
  else
  {
    // ... soll der Lautsprecher aus sein.
    digitalWrite(Piezo, LOW);
  }
}
// Mit dieser letzten Klammer wird der loop-Teil geschlossen.

Download: programmcode-arduino-uno.ino

Board in the Arduino IDEArduino Uno

Ein zusätzliches Board-Paket brauchst du dafür nicht. Der UNO ist in der Arduino IDE ab Werk dabei.

Pin assignment Wemos D1 Mini

LED 1D6

LED 2D7

Logikspannung3,3 V

Den Pin-Nummern muss das D vorangestellt werden. Du schreibst also D6 und D7 in den Sketch, nicht 6 und 7.

Der Bewegungsmelder kommt an Pin D1, der Lautsprecher an Pin D3. Wie du das Board in der Arduino-Software einrichtest, liest du unter Wemos D1 Mini.

Schaltplan mit HC-SR501 an Pin D1 und Lautsprecher an Pin D3 des Wemos D1 Mini — Schaltplan: Bewegungsmelder und Lautsprecher am Wemos D1 Mini

Programmcode – Wemos D1 Mini

// Das Wort "Piezo" steht jetzt für den Wert D3.
int Piezo = D3;
// Das Wort "Bewegungsmelder" steht jetzt für den Wert D1.
int Bewegungsmelder = D1;
// Das Wort "Bewegungsstatus" steht jetzt zunächst für den Wert 0.
// Später wird unter dieser Variable gespeichert, ob eine Bewegung erkannt wird oder nicht.
int Bewegungsstatus = 0;
// Hier beginnt das Setup.
void setup()
{
  // Der Pin mit dem Lautsprecher (Pin D3) ist jetzt ein Ausgang.
  pinMode(Piezo, OUTPUT);
  // Der Pin mit dem Bewegungsmelder (Pin D1) ist jetzt ein Eingang.
  pinMode(Bewegungsmelder, INPUT);
}
// Der loop-Teil beginnt
void loop()
{
  // Hier wird Pin D1 ausgelesen. Das Ergebnis wird in der Variablen "Bewegungsstatus"
  // mit dem Wert "HIGH" für 5 Volt oder "LOW" für 0 Volt gespeichert.
  Bewegungsstatus = digitalRead(Bewegungsmelder);
  // Wenn eine Bewegung erkannt wird (das Signal ist HIGH), soll der Lautsprecher piepsen.
  if (Bewegungsstatus == HIGH)
  {
    digitalWrite(Piezo, HIGH);
    delay(5000);              // ... und zwar für 5 Sekunden.
    digitalWrite(Piezo, LOW); // ... danach wird er ausgeschaltet.
  }
  // ansonsten, wenn das erkannte Signal LOW ist ...
  else
  {
    // ... soll der Lautsprecher aus sein.
    digitalWrite(Piezo, LOW);
  }
}
// Mit dieser letzten Klammer wird der loop-Teil geschlossen.

Download: programmcode-wemos-d1-mini.ino

Board in the Arduino IDELOLIN(WEMOS) D1 R2 & mini

Dafür muss die ESP8266-Boardverwaltung installiert sein. Du fügst sie einmalig über die Einstellungen der Arduino IDE hinzu.

Pin assignment ESP32-Wroom

LED 1GPIO 26

LED 2GPIO 27

Logikspannung3,3 V

Beim ESP32 schreibst du die GPIO-Nummer direkt in den Sketch, also 26 und 27 ohne D davor.

Der Bewegungsmelder kommt an Pin 23, der Lautsprecher an Pin 22. Wie du das Board in der Arduino-Software einrichtest, liest du unter ESP32-Wroom.

Beim ESP32-Wroom gibt es im Setup eine Besonderheit: Den pinMode des Bewegungsmelders musst du mit INPUT_PULLDOWN definieren. Damit wird der interne Widerstand auf LOW gezogen.

Schaltplan mit HC-SR501 an Pin 23 und Lautsprecher an Pin 22 des ESP32-Wroom — Schaltplan: Bewegungsmelder und Lautsprecher am ESP32-Wroom

Programmcode – ESP32-Wroom

// Das Wort "Piezo" steht jetzt für den Wert 22.
int Piezo = 22;
// Das Wort "Bewegungsmelder" steht jetzt für den Wert 23.
int Bewegungsmelder = 23;
// Das Wort "Bewegungsstatus" steht jetzt zunächst für den Wert 0.
// Später wird unter dieser Variable gespeichert, ob eine Bewegung erkannt wird oder nicht.
int Bewegungsstatus = 0;
// Hier beginnt das Setup.
void setup()
{
  // Der Pin mit dem Lautsprecher (Pin 22) ist jetzt ein Ausgang.
  pinMode(Piezo, OUTPUT);
  // Der Pin mit dem Bewegungsmelder (Pin 23) ist jetzt ein Eingang.
  // INPUT_PULLDOWN: der interne Widerstand wird auf LOW gezogen
  pinMode(Bewegungsmelder, INPUT_PULLDOWN);
}
// Der loop-Teil beginnt
void loop()
{
  // Hier wird Pin 23 ausgelesen. Das Ergebnis wird in der Variablen "Bewegungsstatus"
  // mit dem Wert "HIGH" für 5 Volt oder "LOW" für 0 Volt gespeichert.
  Bewegungsstatus = digitalRead(Bewegungsmelder);
  // Wenn eine Bewegung erkannt wird (das Signal ist HIGH), soll der Lautsprecher piepsen.
  if (Bewegungsstatus == HIGH)
  {
    digitalWrite(Piezo, HIGH);
    delay(5000);              // ... und zwar für 5 Sekunden.
    digitalWrite(Piezo, LOW); // ... danach wird er ausgeschaltet.
  }
  // ansonsten, wenn das erkannte Signal LOW ist ...
  else
  {
    // ... soll der Lautsprecher aus sein.
    digitalWrite(Piezo, LOW);
  }
}
// Mit dieser letzten Klammer wird der loop-Teil geschlossen.

Download: programmcode-esp32-wroom.ino

Board in the Arduino IDEESP32 Dev Module

Dafür muss die ESP32-Boardverwaltung installiert sein. Du fügst sie einmalig über die Einstellungen der Arduino IDE hinzu.

Pin assignment NodeMCU

LED 1D1

LED 2D2

Logikspannung3,3 V

Auch beim NodeMCU steht vor der Pin-Nummer ein D. D1 entspricht GPIO 5, D2 entspricht GPIO 4.

Der Bewegungsmelder kommt an Pin D2, der Lautsprecher an Pin D1. Wie du das Board in der Arduino-Software einrichtest, liest du unter Board in der Arduino IDE installieren.

Schaltplan mit HC-SR501 an Pin D2 und Lautsprecher an Pin D1 des NodeMCU — Schaltplan: Bewegungsmelder und Lautsprecher am NodeMCU

Programmcode – NodeMCU

// Das Wort "Piezo" steht jetzt für den Wert D1.
int Piezo = D1;
// Das Wort "Bewegungsmelder" steht jetzt für den Wert D2.
int Bewegungsmelder = D2;
// Das Wort "Bewegungsstatus" steht jetzt zunächst für den Wert 0.
// Später wird unter dieser Variable gespeichert, ob eine Bewegung erkannt wird oder nicht.
int Bewegungsstatus = 0;
// Hier beginnt das Setup.
void setup()
{
  // Der Pin mit dem Lautsprecher (Pin D1) ist jetzt ein Ausgang.
  pinMode(Piezo, OUTPUT);
  // Der Pin mit dem Bewegungsmelder (Pin D2) ist jetzt ein Eingang.
  pinMode(Bewegungsmelder, INPUT);
}
// Der loop-Teil beginnt
void loop()
{
  // Hier wird Pin D2 ausgelesen. Das Ergebnis wird in der Variablen "Bewegungsstatus"
  // mit dem Wert "HIGH" für 5 Volt oder "LOW" für 0 Volt gespeichert.
  Bewegungsstatus = digitalRead(Bewegungsmelder);
  // Wenn eine Bewegung erkannt wird (das Signal ist HIGH), soll der Lautsprecher piepsen.
  if (Bewegungsstatus == HIGH)
  {
    digitalWrite(Piezo, HIGH);
    delay(5000);              // ... und zwar für 5 Sekunden.
    digitalWrite(Piezo, LOW); // ... danach wird er ausgeschaltet.
  }
  // ansonsten, wenn das erkannte Signal LOW ist ...
  else
  {
    // ... soll der Lautsprecher aus sein.
    digitalWrite(Piezo, LOW);
  }
}
// Mit dieser letzten Klammer wird der loop-Teil geschlossen.

Download: programmcode-nodemcu.ino

Board in the Arduino IDENodeMCU 1.0 (ESP-12E Module)

Dafür muss die ESP8266-Boardverwaltung installiert sein. Du fügst sie einmalig über die Einstellungen der Arduino IDE hinzu.