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正文內(nèi)容

紅外感應(yīng)門鈴電路設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-23 08:11 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 這就是菲涅爾透鏡。小帽子的內(nèi)部都刻上了齒紋。這種菲涅爾透鏡可以將入射光的頻率峰值限制到10μm左右(人體紅外線輻射的峰值),成本相當(dāng)?shù)牡?。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(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)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。在熱釋電紅外傳感器應(yīng)用中,菲涅爾透鏡的主要作用是聚焦作用。其工作示意圖如圖25所示。熱釋電紅外傳感器的安裝要求 熱釋電紅外傳感器的誤報率與安裝位置和方式有很大關(guān)系,一般應(yīng)注意以下幾點:(1)傳感器應(yīng)離地面2~,遠(yuǎn)離空調(diào)器、冰箱、火爐、射燈等空氣溫度變化敏感的地方; 圖25 菲涅爾透鏡聚焦作用示意圖(2)不要正對著窗戶、門、灶臺,否則室外的熱氣和人員的頻繁流動會引起傳感器誤報;(3)傳感器探測范圍不能有隔板、大型家具、屏風(fēng)等遮擋物。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(guān),它對于徑向移動反應(yīng)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。如圖26所示。 圖26 熱釋電紅外傳感器靈敏度示意圖四運放集成電路 LM324是四運放集成電路,它采用14腳雙列直插塑料封裝,外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器, 除電源共用外,四組運放相互獨立。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(fù)電源端,“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中,Vi()為反相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反。Vi+(+)為同相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖27。 圖27LM324外形圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(yīng)用在各種電路中。運放電路設(shè)計   利用LM324運放,設(shè)計的前置放大電路圖如圖28所示。圖28 前置放大電路圖此放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大,可用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等。電路無需調(diào)試。放大器U1A由RR4組成1/2Vcc偏置,C2是消振電容。U1A放大器電壓放大倍數(shù)Av僅由外接電阻RR5決定:Av1=R5/R2=200K/10K=20。放大器U2B由RR8組成1/2Vcc偏置,C5是消振電容。U2B電壓放大倍數(shù)Av由外接電阻RR9決定:Av2=R9/R6=1M/10K=100。Avo=Av1*Av2=20*100=66db。按圖中所給數(shù)值, Av1=20和Av2=100。負(fù)號表示輸出信號與輸入信號相位相反。此兩級放大電路輸入電阻分別為RR6,C1和C4為耦合電容。(二)比較電路和開關(guān)電路設(shè)計利用LM324設(shè)計的比較、開關(guān)電路圖如圖29所示。圖29(a)比較電路 圖29(b)電壓傳輸特性 其中 U1 為上限電壓,U2 為下限電壓,Ui 為輸入電壓;當(dāng) UiU1 或UiU2 時,運算放大器 A1 或 A2 輸出高電平,輸出 Vo≈U+om,三極管Q1導(dǎo)通,Uo輸出為低電平。當(dāng) U1UiU2時,運算放大器 A1 和 A2 均輸出低電平,輸出 Vo=Uom,三極管Q截止,Uo輸出為高電平。由圖中傳輸特性可知,當(dāng)輸入電壓Ui處于U1和U2之間時,輸出為Uom,而當(dāng)輸入電壓的值處于U1和U2之外時輸出為+Uom。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(dāng)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(dǎo)致運算放大器燒毀。在比較器后加上開關(guān)管 ,整個電路不但工作可靠 ,且輸出電流大 ,能驅(qū)動后級的執(zhí)行電器工作。(三)延時電路 延時電路的功能是使客人離開過后音樂還繼續(xù)在響,在本設(shè)計中可以得用單穩(wěn)態(tài)ME555后積分電路實現(xiàn)。NE555內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 555定時器成本低,性能可靠,只需要外接幾個電阻、電容,就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。下面就本設(shè)計需要主要介紹一下它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、基本原理和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。555內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖210所示。圖210 555 定時器的內(nèi)部電路框圖在圖210中555定時器由3個阻值為5kΩ的電阻組成的分壓器、兩個電壓比較器C1和C基本RS觸發(fā)器、放電三極管TD和緩沖反相器G4組成。虛線邊沿標(biāo)注的數(shù)字為管腳號。其中,1腳為接地端;2腳為低電平觸發(fā)端,由此輸入低電平觸發(fā)脈沖;6腳為高電平觸發(fā)端,由此輸入高電平觸發(fā)脈沖;4腳為復(fù)位端,輸入負(fù)脈沖()可使555定時器直接復(fù)位;5腳為電壓控制端,在此端外加電壓可以改變比較器的參考電壓,不用時,以防止引入干擾;7腳為放電端,555定時器輸出低電平時,放電晶體管TD導(dǎo)通,外接電容元件通過TD放電;3腳為輸出端,輸出高電壓約低于電源電壓1V—3V,輸出電流可達(dá)200mA,因此可直接驅(qū)動繼電器、發(fā)光二極管、指示燈等;8腳為電源端,可在5V—18V范圍內(nèi)使用。 555定時器工作時過程分析如下: ,比較器C1和C2的比較電壓為:UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。 當(dāng)VI1>2/3VCC,VI2>1/3VCC時,比較器C1輸出低電平,比較器C2輸出高電平,基本RS觸發(fā)器置0,G3輸出高電平,放電三極管TD導(dǎo)通,定時器輸出低電平。 當(dāng)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。 當(dāng)VI1>2/3VCC,VI2<1/3VCC時,比較器C1輸出低電平,比較器C2輸出低電平,基本RS觸發(fā)器兩端都被置1,G3輸出低電平,放電三極管TD截止,定時器輸出高電平。當(dāng)VI1<2/3VCC,VI2<1/3VCC時,比較器C1輸出高電平,比較器C2輸出低電平,基本RS觸發(fā)器置1,G3輸出低電平,放電三極管TD截止,定時器輸出高電平。延時電路利用555設(shè)計的延時電路如圖211所示。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(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。穩(wěn)態(tài)時555電路輸入端處于電源電平,輸出到Q1輸入端為低電平,三極管截止,負(fù)載RL
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