如何設(shè)計(jì)采用紅外探測(cè)技術(shù)的系統(tǒng)電路?
紅外探測(cè)器是一種輻射能轉(zhuǎn)換器,主要用于將接收到的紅外輻射能轉(zhuǎn)換為便于測(cè)量或觀察的電能,熱能等其他形式的能量。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換方式,紅外探測(cè)器可分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器兩大類。熱探測(cè)器的工作機(jī)理是基于入射輻射的熱效應(yīng)引起探測(cè)器某一電特性的變化,而光子探測(cè)器是基于入射光子流與探測(cè)材料相互作用產(chǎn)生的光電效應(yīng),具體表現(xiàn)為探測(cè)器響應(yīng)元自由載流子(即電子和/或空穴)數(shù)目的變化。由于這種變化是由入射光子數(shù)的變化引起的,光子探測(cè)器的響應(yīng)正比于吸收的光子數(shù)。而熱探測(cè)器的響應(yīng)正比與所吸收的能量。熱探測(cè)器的換能過程包括:熱阻效應(yīng),熱伏效應(yīng),熱氣動(dòng)效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)。光子探測(cè)器的換能過程包括:光生伏特效應(yīng),光電導(dǎo)效應(yīng),光電磁效應(yīng)和光發(fā)射效應(yīng)。
紅外熱釋電家庭防盜報(bào)警的硬件結(jié)構(gòu)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源模塊、按鍵模塊、紅外熱釋電傳感器DYP-ME003、LED指示燈和蜂鳴器報(bào)警模塊組成。處理器采用51系列單片機(jī)STC89C52。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào),送出TTL 電平至STC89C52單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi),經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)蜂鳴器及報(bào)警指示燈報(bào)警。
電路設(shè)計(jì)是將人體輻射的紅外線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。熱釋紅外感應(yīng)2腳輸入到前置放大器OP1進(jìn)行放大,然后由C4耦合給運(yùn)算放大器OP2進(jìn)行第二級(jí)放大。再經(jīng)過電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成雙向鑒幅器處理后,檢出有效觸發(fā)信號(hào)去啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間定時(shí)器輸出信號(hào)在經(jīng)過R3進(jìn)入單片機(jī)部分進(jìn)行處理。延時(shí)周期可通過R12來調(diào)節(jié)輸出,在延時(shí)時(shí)間內(nèi)只要Vs發(fā)生上跳變,Vo就會(huì)從Vs上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延長(zhǎng)一個(gè)周期,而電路中的電容為了能夠更好的控制了芯片內(nèi)的定時(shí)器,若Vs一直保持為高電平,這樣就可以通過P10傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)進(jìn)行下一步處理。而根據(jù)不同的距離要求來調(diào)節(jié)R13,最大可以調(diào)節(jié)到7米左右。圖中BISS0001中1腳用跳線連連接住一個(gè)接高電平后,在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)如果有人體在其感應(yīng)范圍活動(dòng),其輸出將一直保持高電平,直到人離開后才將高電平變?yōu)榈碗娖?,本電路設(shè)計(jì)就是可觸發(fā)方式。
基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的紅外報(bào)警器。該系統(tǒng)主要是有單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源電路、紅外熱釋電傳感器部分、蜂鳴器報(bào)警模塊、led狀態(tài)指示燈和按鍵模塊組成。。外部不可接上拉電阻,否則會(huì)影響紅外熱釋電傳感器的正常工作。此設(shè)計(jì)上有三個(gè)led信號(hào)指示燈,分別為紅色燈,綠色燈和黃色燈。紅色燈代表報(bào)警信號(hào)指示,綠色燈代表布放信號(hào)燈指示,黃色燈代表DYP-ME003紅外熱釋電傳感器信號(hào)指示燈。按鍵部分也有四個(gè)按鍵,分布代表復(fù)位鍵(屬于單片機(jī)最小系統(tǒng)部分),左邊第一個(gè)燈為手動(dòng)報(bào)警鍵,按下此鍵蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲同時(shí)紅色led信號(hào)指示燈也會(huì)閃爍提示。左邊第二個(gè)鍵為布防鍵,當(dāng)按下此鍵,綠色led燈會(huì)閃爍代表布防開始,一直到綠色led燈會(huì)常亮,代表布防結(jié)束(布防時(shí)間持續(xù)30s鐘)。報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶能夠操作簡(jiǎn)單、易懂、靈活;且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低。隨著現(xiàn)代人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。