紅外感應門鈴電路設計畢業(yè)論文-預覽頁
【正文】 力差。熱釋電感應器和運放電路電壓比較器（雙限比較）延時電路和開關管電路發(fā)光和發(fā)聲部分 圖22 方案二電路基本構成圖該電路采用被動式感應。 (3)只需要人的溫度（37℃）就可以接收信號。方案二就沒有對頻率這方面要求那么高，只要有人來就有輸出。熱釋電感應器被動式紅外傳感器主要由光學系統(tǒng)、熱傳感器（或稱為紅外傳感器）等部分組成。單波束PIR采用反射聚焦式光學系統(tǒng)，利用曲面反射鏡將來自目標的紅外輻射匯聚在紅外傳感器上。多波束型采用透鏡聚焦式光學系統(tǒng)，目前大都采用紅外塑料透鏡——多層光束結構的菲涅爾透鏡。因為人臉部、膝部、手臂紅外輻射較強，正好對著上邊的透鏡。但作用距離較近。雙敏感元熱釋電傳感器配合菲涅爾光學透鏡使用時，輸出信號波形電壓峰峰值約為1mV，頻率可由下列公式21計算： （21）其中：f是輸出信號頻率（Hz），Vb是人體移動速度（m/s），fb是光學系統(tǒng)焦距（mm），s是傳感器敏感元的面積（mm2），L是人體離傳感器距離（m）。其缺點是容易受各種熱源、光源及射頻輻射的干擾；被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；當環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度下降，有時還會短時失靈。它具有短焦距、大孔徑及厚度小的特點，用菲涅爾透鏡可以獲得更為柔和、均勻的光分布照明狀態(tài)。 圖23 菲涅爾透鏡1另外一種理解就是，透鏡連續(xù)表面部分“坍陷”到一個平面上。這種透鏡還能夠消除部分球形像差。PIR廣泛的用在門鈴、警報器上。因此，菲涅爾透鏡作用有兩個：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射（反射）在PIR（熱釋電紅外傳感器）上，第二個作用是將探測區(qū)域內分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入探測區(qū)域的移動物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化的信號，繼而傳感器就能產(chǎn)生控制信號。此外，熱釋電紅外傳感器對人體敏感程度還和人的運動方向有關，它對于徑向移動反應最不敏感，而對于切向方向（即與半徑垂直的方向）移動最為敏感。每一組運算放大器可用圖1所示的符號來表示,它有5個引出腳,其中“+”、“”為兩個信號輸入端,“V+”、“V”為正、負電源端,“Vo”為輸出端。 圖27LM324外形圖和內部結構圖 由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬,靜態(tài)功耗小,可單電源使用,價格低廉等優(yōu)點,因此被廣泛應用在各種電路中。放大器U1A由RR4組成1/2Vcc偏置,C2是消振電容。Avo=Av1*Av2=20*100=66db。（二）比較電路和開關電路設計利用LM324設計的比較、開關電路圖如圖29所示。在圖29（b）電壓傳輸特性電路中，運算放大器的輸出端不能直接相連，因為圖29（a）（DD2用IN4148，R=1K）當兩個運入輸出電壓的極性相反時，將互為對方提供低阻抗通路而導致運算放大器燒毀。它也常作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。虛線邊沿標注的數(shù)字為管腳號。 當VI1＜2/3VCC，VI2＞1/3VCC時，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出高電平，基本RS觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，555定時器輸出狀態(tài)保持不來。圖211單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的延時電路由555定時器和外接定時元件RC2構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。波形圖如圖212所示。通過改變RC2的大小，可使延時時間在幾個微秒和幾十分鐘之間變化。根據(jù)音樂輸出的特點我們將音樂電路分為以下幾類：單曲、復音、音樂帶閃燈、唱歌。芯片各引腳的功能分別為：（1）VDD和VSS分別是電源正端和負端，～；（2）e、b、c三焊孔用來焊接外接功放三極管；（3）OSC是外接振蕩電阻端，振蕩電阻應接于OSC和VDD端間。第一級放大器增益為:AV1= R6/ R4= 20 ,第二級放大器增益為:AV2= R10/ R9=100，總增益為 AV=20 100 =2 000 =66 dB。靜態(tài)時 ,電壓比較器輸出端 (8)、(14)均為低電平，開關管截止, NE555的(2)腳仍為高電平,延時電路不工作?？梢?只要傳感器檢測到人體活動 ,無論是信號的正半周還是負半周,兩個比較器中必有一個輸出為高電平,通過開關三極管從而控制延時電路工作。延時電路工作時,輸出的高電平使得三極管導通使得揚聲器發(fā)聲和燈發(fā)光。 工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。該軟件功能強大，人機界面友好，易學易用，業(yè)界人士首選的電路板設計工具。圖51 PIR輸出信號及運算放大電路仿真 圖51當中紅色為PIR輸出正弦波信號，藍色為第一級放大電路輸出信號，橙色為第二級放大電路信號。 圖52比較器和開關電路仿真圖52當中紅色為比較器輸入信號，橙色為開關管輸出信號。延時電路延時電路波形如圖53所示。滿足了設計的要求。我認這應該就是以后所有熱釋電感應電路的基礎。在應用中應注意的問題 :首先要正確判別傳感器的幾個端子。致 謝 本文最終目的是設計出一個感應式門鈴，但更多的是展示紅外感應技術在日常生活中的應用。深入領會理論知識，學會運用常用器件制作實用小電路，提高個人設計能力，此門鈴設計已經(jīng)達到了目標。相信在此基礎上，根據(jù)具體探測環(huán)境，充分考慮影響傳感器的因素，合理修改、優(yōu)化信號處理電路，增加電路功能，減少誤檢測，提高電路穩(wěn)定性，就可以達到比較完美的非常實用的感應式門鈴。10%3RRR143RT――b―47kΩ―177。10%2R1R137RT――b―470kΩ―177。20%2CC611CD1125100u177。5%1C1215集成電路LM3241X1A、X2B、X3C、X4D16時基電路NE5551U117紅外感應探頭PIR1舊底圖總號更改標記數(shù)量更改單號簽名日期底圖總號擬 制紅外感應門鈴電路四川信息職業(yè)技術學院審 核日期簽名等級標記第1 張共 1 張標 準 化批 準
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