紅外感應(yīng)門鈴電路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-23 08:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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)牡汀Ｒ虼?，菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號(hào)折射（反射）在PIR（熱釋電紅外傳感器）上，第二個(gè)作用是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化的信號(hào)，繼而傳感器就能產(chǎn)生控制信號(hào)。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(bào)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(diǎn)：（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(duì)著窗戶、門、灶臺(tái)，否則室外的熱氣和人員的頻繁流動(dòng)會(huì)引起傳感器誤報(bào)；（3）傳感器探測(cè)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(duì)人體敏感程度還和人的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，它對(duì)于徑向移動(dòng)反應(yīng)最不敏感，而對(duì)于切向方向（即與半徑垂直的方向）移動(dòng)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(yùn)放集成電路 LM324是四運(yùn)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(yùn)算放大器, 除電源共用外,四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號(hào)來表示,它有5個(gè)引出腳,其中“+”、“”為兩個(gè)信號(hào)輸入端,“V+”、“V”為正、負(fù)電源端,“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中,Vi（）為反相輸入端,表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反。Vi+（+）為同相輸入端,表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)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(yùn)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(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。運(yùn)放電路設(shè)計(jì) 利用LM324運(yùn)放，設(shè)計(jì)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(hào)表示輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反。此兩級(jí)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(jì)利用LM324設(shè)計(jì)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(shí)，運(yùn)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(shí)，運(yùn)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(shí)，輸出為Uom，而當(dāng)輸入電壓的值處于U1和U2之外時(shí)輸出為+Uom。在圖29（b）電壓傳輸特性電路中，運(yùn)算放大器的輸出端不能直接相連，因?yàn)閳D29（a）（DD2用IN4148，R=1K）當(dāng)兩個(gè)運(yùn)入輸出電壓的極性相反時(shí)，將互為對(duì)方提供低阻抗通路而導(dǎo)致運(yùn)算放大器燒毀。在比較器后加上開關(guān)管 ,整個(gè)電路不但工作可靠 ,且輸出電流大 ,能驅(qū)動(dòng)后級(jí)的執(zhí)行電器工作。（三）延時(shí)電路 延時(shí)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(jì)中可以得用單穩(wěn)態(tài)ME555后積分電路實(shí)現(xiàn)。NE555內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)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(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。下面就本設(shè)計(jì)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(shí)器的內(nèi)部電路框圖在圖210中555定時(shí)器由3個(gè)阻值為5kΩ的電阻組成的分壓器、兩個(gè)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(hào)。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(shí)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(shí)，以防止引入干擾；7腳為放電端，555定時(shí)器輸出低電平時(shí)，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(dòng)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(shí)器工作時(shí)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(shí)，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(shí)器輸出低電平。 當(dāng)VI1＜2/3VCC，VI2＞1/3VCC時(shí)，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(shí)器輸出狀態(tài)保持不來。 當(dāng)VI1＞2/3VCC，VI2＜1/3VCC時(shí)，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(shí)器輸出高電平。當(dāng)VI1＜2/3VCC，VI2＜1/3VCC時(shí)，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(shí)器輸出高電平。延時(shí)電路利用555設(shè)計(jì)的延時(shí)電路如圖211所示。圖211單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的延時(shí)電路由555定時(shí)器和外接定時(shí)元件RC2構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。穩(wěn)態(tài)時(shí)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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