HC-SR501 PIRモーションセンサーをRaspberry Piで接続・調整・プログラミングする方法

目次

• 1. HC-SR501 PIRセンサーの動作原理
  • 1.1 感度と遅延の調整
• 2. 回路図と配線
• 3. モーションイベントを読み取るPythonコード
• 4. サンプル出力と次のステップ

すべての生物は、肉眼では見えない赤外線を放射しています。HC-SR501のような受動型赤外線（PIR）センサーは、移動する物体による微細な温度変化を検知し、デジタル出力をトリガーします。HC-SR501は2つの焦電素子と差動回路を採用し、周囲温度の変化による誤検知を抑制しているため、セキュリティやオートメーションプロジェクトに最適です。

HC-SR501をRaspberry Piとインターフェースするのは簡単です。センサーの出力は3.3V TTLレベルで、Piの5Vレールから直接給電できます。

モジュールには3つのピンがあります：

• Vcc – 4.5V～20V、電源入力
• OUTPUT – 0V（LOW） / 3.3V（HIGH）
• GND – グラウンド

HC-SR501 PIRセンサーの動作原理

センサーの長方形の開口部には、両端に2つの赤外線検知素子が配置されています。熱を放つ物体が視野を横切ると、各素子が温度変化を検知するタイミングに差が生じます。この時間差が大きいほど感度が高くなります。フレネルレンズが赤外線を素子に集光し、内部フィルターが非赤外線波長を遮断して精度を向上させています。

感度と遅延の調整

• 検知遅延（0.3秒～600秒）：ポテンショメータを時計回りで遅延増加、反時計回りで減少
• 検知距離（3m～7m）：ポテンショメータを時計回りで距離延長、反時計回りで短縮

回路図と配線

以下のように接続します：

• Vcc → ピン2（5V）
• OUTPUT → ピン26（GPIO 19）
• GND → ピン6（グラウンド）

BCM番号スキームを使用する場合はピン番号を再確認してください。GPIO 19は40ピンヘッダーのピン26に対応します。

モーションイベントを読み取るPythonコード

まだインストールしていない場合は、RPi.GPIOライブラリをインストールしてください：

sudo apt-get install python3-rpi.gpio

以下の内容で pir_motion.py を作成します：

#!/usr/bin/env python3
import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)  # 物理ピン番号を使用
pir_pin = 26  # ピン26（GPIO 19）がセンサーのOUTPUTに接続

GPIO.setup(pir_pin, GPIO.IN)

print("センサーの安定を待機中…")
time.sleep(2)  # センサーの安定化待ち

print("モーション検知開始…")

try:
    while True:
        if GPIO.input(pir_pin):  # センサー出力がHIGH
            print("動きを検知しました！")
            time.sleep(2)  # 複数トリガー防止用デバウンス遅延
        time.sleep(0.1)  # 短いループ遅延
except KeyboardInterrupt:
    print("終了します…")
finally:
    GPIO.cleanup()

python3 pir_motion.py で実行します。コンソールにセンサーが動きを検知するたびに「動きを検知しました！」と表示されます。

サンプル出力と次のステップ

配線とコード実行が成功すると、ターミナルに以下のような出力が表示されます：

センサーの安定を待機中…
モーション検知開始…
動きを検知しました！
動きを検知しました！
...

ここから、アラームのトリガー、カメラでの撮影、イベントのファイルやデータベースへの記録など、プログラムを拡張できます。HC-SR501は、幅広いオートメーションとセキュリティプロジェクトに使える信頼性が高く低コストなコンポーネントです。

高度なPIRセンサーの使用法、キャリブレーション技術、ホームオートメーションプラットフォームとの統合については、Advanced PIR Usage ページを参照してください。