應(yīng)物紅外感應(yīng)式語(yǔ)音門鈴電路設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 01:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。如果使用獨(dú)立元器件完成信號(hào)處理的各項(xiàng)功能會(huì)比較復(fù)雜。這里采用一種新型模塊TX05D。 TX05D紅外集成傳感器的簡(jiǎn)介TX05D外形和引線見圖1所示 它是一體化結(jié)構(gòu)，使用非常方便全部電路焊裝在1 只46 mm32 mm17 mm 不包括安裝支架D 的塑料盒內(nèi) 盒的側(cè)面設(shè)有工作狀態(tài)指示燈和靈敏度調(diào)節(jié)孔，紅色發(fā)光二極管用來(lái)指示近紅外傳感器的工作狀態(tài)，平時(shí)熄滅，有反射物時(shí)發(fā)光 靈敏度調(diào)節(jié)孔用來(lái)調(diào)節(jié)反射檢測(cè)距離，順時(shí)針調(diào)距離增大，逆時(shí)針調(diào)距離減小TX05D 通過(guò)1 m 的雙芯屏蔽線作為輸出引線，其中紅色線為電源正極，白色線為輸出端，屏蔽線 銅網(wǎng)D 接電源負(fù)極 在近紅外傳感器的有效檢測(cè)區(qū)范圍內(nèi)，若有人和物體存在，輸出端白色線上的電壓為高電平，若沒(méi)有反射物，則輸出為低電平 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如果引出線長(zhǎng)度不夠，可根據(jù)需要加長(zhǎng)。圖32 TX05D紅外集成傳感器模塊內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)TX05D 工作電壓為5~12 V 極限電壓15 V 工作電流5~20 mA 最大30 mA 檢測(cè)距離為1. 2 m0TX05D 工作原理，當(dāng)TX05D 接通電源后模塊內(nèi)部的紅外發(fā)射管向前方發(fā)射38 kH 的調(diào)制紅外光信號(hào) 一旦有人進(jìn)入( 或有物體存在)有效檢測(cè)范圍內(nèi)時(shí)紅外光信號(hào)就會(huì)有一部分被反射回來(lái) 紅外接收管接收后由內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換成同頻率的電信號(hào) 再經(jīng)放大，解調(diào)，整形，比較處理后在輸出端輸出高電平信號(hào)。由于TX05D 使用了調(diào)制技術(shù)和采用進(jìn)口帶補(bǔ)償?shù)目垢蓴_器件 在一定程度上解決了抗干擾問(wèn)題。TX05D紅外集成傳感器具有溫度補(bǔ)償功能。探測(cè)器工作時(shí)，人體輻射和周圍環(huán)境紅外輻射一起進(jìn)入傳感器。當(dāng)氣溫升高時(shí)，背景紅外輻射增強(qiáng)，傳感器自身極化強(qiáng)度即傳感器輸出的熱釋電信號(hào)減小，將明顯影響對(duì)人體的探測(cè)。因此，內(nèi)部的溫度補(bǔ)償電路，使放大器的增益隨環(huán)境溫度的升高而升高，從而保證了該傳感器的溫度穩(wěn)定性。 電路設(shè)計(jì)由于TX05D將熱釋電紅外傳感器的后續(xù)信號(hào)處理電路全部集成，輸出信號(hào)即為可用信號(hào)，因此對(duì)于本設(shè)計(jì)的紅外探測(cè)模塊可以直接由TX05D構(gòu)成，而不需要接任何外部電路。這里因?yàn)橐袛喾较?，故使用兩個(gè)TX05DT。將其分別命名為H1和H2，并排排列在顧客行走的垂直方向，其電路圖如圖33所示。因?yàn)橐诡櫩鸵贿M(jìn)門就響，故可以把門鈴固定于門的側(cè)面，H1靠門外側(cè)，H2靠門內(nèi)側(cè)。有人進(jìn)入時(shí)，必然先經(jīng)過(guò)H1，在經(jīng)過(guò)H2；而出門也必然先經(jīng)過(guò)H2，再經(jīng)過(guò)H1。根據(jù)兩個(gè)TX05D的1腳高電平來(lái)臨的先后次序，即可判斷顧客是進(jìn)還是出。由于感應(yīng)范圍較寬，而兩個(gè)紅外傳感器靠的較近，可以知道，它們有一部分重疊的感應(yīng)區(qū)域，即有一定的時(shí)間范圍內(nèi)兩個(gè)傳感器同時(shí)輸出高電平。圖33 TX05D紅外探測(cè)模塊電路 控制模塊控制模塊的功能是根據(jù)探測(cè)模塊傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行判斷，若判斷結(jié)果為顧客進(jìn)入，則輸出高電平，使發(fā)聲模塊工作；若判斷結(jié)果為顧客離開，則輸出低電平，發(fā)聲模塊不工作。因?yàn)榘l(fā)聲模塊正常工作需要一定的時(shí)間，而非一個(gè)瞬時(shí)脈沖，故要求控制模塊輸出的高電平能持續(xù)一段時(shí)間。無(wú)疑，這里應(yīng)該用到觸發(fā)器，對(duì)輸出可以起到一定時(shí)間的保持作用。本次設(shè)計(jì)選用雙D觸發(fā)器CD4013。 CD4013的工作原理 CD4013是CMOS雙D觸發(fā)器，內(nèi)部集成了兩個(gè)性能相同，引腳獨(dú)立(電源共用) 的D觸發(fā)器，采用14引腳雙列直插塑料封裝，是目前設(shè)計(jì)開發(fā)電子電路的一種常用器件，CD4013的管腳排列如圖34所示，內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的D觸發(fā)器FF1和FF2。圖中，D為數(shù)據(jù)輸入端，CLOCK為時(shí)鐘脈沖輸入端，Q和一對(duì)互補(bǔ)的輸出端，SET為置位端，RESET為復(fù)位端，VDD和VSS分別為電源正負(fù)端。圖34 CD4013管腳圖CD4013的功能表如表31所示。由表中可知，當(dāng)RESET=SET=0時(shí)，在CLOCK上升沿的作用下，Q端狀態(tài)與D端相同，即Q=D，也就是將D端數(shù)據(jù)置于觸發(fā)器；當(dāng)RESET=1，SET=0時(shí)，電路復(fù)位，Q=0；當(dāng)RESET=0，SET=1時(shí)，電路置位，Q=1。后兩種情況無(wú)需時(shí)鐘脈沖和數(shù)據(jù)端配合。一般情況下不允許同時(shí)在RESET，SET兩端加上高電平，因?yàn)榇藭r(shí)觸發(fā)器的兩個(gè)輸出端均為高電平，是不正常的工作狀態(tài)。如表31 CD4013的功能表CLOCKDRESETSETQ↑0000↑1001100011 電路設(shè)計(jì) 首先，需要進(jìn)一步詳細(xì)明確設(shè)計(jì)目標(biāo)：（1）運(yùn)用兩個(gè)D觸發(fā)器，紅外感應(yīng)模塊中的H1和H2作為D觸發(fā)器的脈沖控制端使用，假設(shè)D1觸發(fā)器接H1，D2觸發(fā)器接H2，以D2觸發(fā)器的輸出端Q2作為控制模塊總輸出端，接后續(xù)電路模塊；（2）當(dāng)H1和H2輸出低電平（即無(wú)人進(jìn)出）時(shí)，應(yīng)使得D2觸發(fā)器的脈沖端被封鎖，防止因干擾觸發(fā)致使Q2跳變?yōu)楦唠娖剑唬?）當(dāng)H1先輸出高電平時(shí)，說(shuō)明顧客是進(jìn)入，應(yīng)及時(shí)解鎖D2脈沖端CP2，以便H2輸出高電平時(shí)，Q2跳變?yōu)楦唠娖剑拱l(fā)聲模塊工作；（4）當(dāng)H2先輸出高電平時(shí)，說(shuō)明顧客是離開，D2脈沖端繼續(xù)封鎖，Q2輸出保持低電平。同時(shí)，再當(dāng)
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