如何设计采用红外探测技术的系统电路?
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红外探测器是一种辐射能转换器,主要用于将接收到的红外辐射能转换为便于测量或观察的电能,热能等其他形式的能量。根据能量转换方式,红外探测器可分为热探测器和光子探测器两大类。热探测器的工作机理是基于入射辐射的热效应引起探测器某一电特性的变化,而光子探测器是基于入射光子流与探测材料相互作用产生的光电效应,具体表现为探测器响应元自由载流子(即电子和/或空穴)数目的变化。由于这种变化是由入射光子数的变化引起的,光子探测器的响应正比于吸收的光子数。而热探测器的响应正比与所吸收的能量。热探测器的换能过程包括:热阻效应,热伏效应,热气动效应和热释电效应。光子探测器的换能过程包括:光生伏特效应,光电导效应,光电磁效应和光发射效应。
红外热释电家庭防盗报警的硬件结构主要由单片机最小系统、电源模块、按键模块、红外热释电传感器DYP-ME003、LED指示灯和蜂鸣器报警模块组成。处理器采用51系列单片机STC89C52。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号,送出TTL 电平至STC89C52单片机。在单片机内,经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动蜂鸣器及报警指示灯报警。
电路设计是将人体辐射的红外线转变为电信号。热释红外感应2脚输入到前置放大器OP1进行放大,然后由C4耦合给运算放大器OP2进行第二级放大。再经过电压比较器COP1和COP2构成双向鉴幅器处理后,检出有效触发信号去启动延时时间定时器输出信号在经过R3进入单片机部分进行处理。延时周期可通过R12来调节输出,在延时时间内只要Vs发生上跳变,Vo就会从Vs上跳变时刻起继续延长一个周期,而电路中的电容为了能够更好的控制了芯片内的定时器,若Vs一直保持为高电平,这样就可以通过P10传输到单片机内进行下一步处理。而根据不同的距离要求来调节R13,最大可以调节到7米左右。图中BISS0001中1脚用跳线连连接住一个接高电平后,在延时时间段内如果有人体在其感应范围活动,其输出将一直保持高电平,直到人离开后才将高电平变为低电平,本电路设计就是可触发方式。
基于单片机设计的红外报警器。该系统主要是有单片机最小系统、电源电路、红外热释电传感器部分、蜂鸣器报警模块、led状态指示灯和按键模块组成。。外部不可接上拉电阻,否则会影响红外热释电传感器的正常工作。此设计上有三个led信号指示灯,分别为红色灯,绿色灯和黄色灯。红色灯代表报警信号指示,绿色灯代表布放信号灯指示,黄色灯代表DYP-ME003红外热释电传感器信号指示灯。按键部分也有四个按键,分布代表复位键(属于单片机最小系统部分),左边第一个灯为手动报警键,按下此键蜂鸣器会发出报警声同时红色led信号指示灯也会闪烁提示。左边第二个键为布防键,当按下此键,绿色led灯会闪烁代表布防开始,一直到绿色led灯会常亮,代表布防结束(布防时间持续30s钟)。报警器的最大特点就是使用户能够操作简单、易懂、灵活;且安装方便、智能性高、误报率低。随着现代人们安全意识的增强以及科学技术的快速发展,相信报警器必将在更广阔的领域得到更深层次的应用。