热释电人体红外线传感器应用电路的设计与制作.doc

毕业设计(论文)20092010学年度机电工程系机电一体化技术专业 班级 08机电2 学号62083331 课题名称热释电人体红外线传感器应用电路的设计与制作 学生姓名 指导教师 20 年 月 日热释电人体红外传感器应用电路的设计与制作 【摘 要】 本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单，成本低，安装比较方便，而且防盗性比较稳定抗干扰能力强，灵敏度高安全可靠，这种安装不易被盗贼发现等优点。本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。讲述了数字频率计的工作原理以及其各个组成部分，记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面 。【关键词】 比较器运算放大器红外能 前言：热释电人体红外传感器用于检测人体的红外能。用它可以作成主动式和被动式的人体传感器，广泛用于安全防范领域及控制自动门，灯，水龙头等场合本设计包括信号的输入电路，放大电路以及控制与显示电路通过制作的实践，从感性到理性逐步对热释电人体传感器电路的知识从直观的元器件和电路板到实际检测和安装操作，掌握元器件识别和检测手段，学习识读电路图和安装图，掌握集成电路的封装及引脚排列等相关知识。 第一章 毕业设计的任务及要求一、毕业设计的任务由实验室提供相关的元器件，制作一个人体热释传感器应用电路。二、毕业设计的要求： 了解人体热释传感器的工作原理及应用，人体红外传感器的感应距离不小于1米。第二章 方案论证设计方案一：工作原理在该探测技术中，所谓被动是指探测本身不发出任何形式的能量，只能接受自然界能量变化来完成探测目的，被动式的特点能够响应入侵者在防范区域内移动时引起的红外辐射变化，并能发出信号，从而完成相应功能方框原理图放大信号待测目标采集信号输出信号，指示灯亮比较信号设计方案二工作原理热释电人体红外传感器的特点是，它只在由于外界辐射而引起本身温度的变化时，才给出一个相应的电信号，当温度趋于稳定后，就不在有信号输出所以电信号与它本身的变化率成正比，所以电热释传感器与运动的人有关工作原理方框图信号处理热释电红外传感器光学系统待测目标信号显示方案的比较设计方案一的电路图比较繁琐，线路连线较复杂，而且设计方案一中所需的个别元器件不能找到，也不符合任务书中的要求，所以我放弃了设计方案一。设计方案二中的元器件安全可靠且成本较低，电路较新颖。充分的满足了本次毕业设计的要求，最终决定选用设计方案二进行毕业设计第三章 电路工作原理工作原理。 用型热释电人体红外传感器组成的放大检测电路电路中使用四运放分别构成的，两极高倍放大器，对检测的微弱信号进行放大。，构成窗口比较器，当电压幅度在到之间时，输出低电平；当输出电压大于时，输出高电平；当小于时，输出高电平，经，隔离电压分别输出，以控制后续报警及控制电路。可调节检测器的灵敏度当有人在热释电路的有效范围内走动时，可引起和交替闪烁。电路原理图 运放无论是放大器还是比较器，都采用了单电源。在传感器无信号无信号时，的静态输出电压为左右；在静态时，由于同相端电位为，故输出电平为；而两个比较器和的输出则由和的大小决定。第四章 单元电路的分析4.1信号采集电路当人体辐射的红外线通过非涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元件上，电路的传感器将输出电压信号。 4.2放大电路电压信号通过，组成的带通滤波器，该滤波器的上限截止频率为，下限截止频率为，由于热释电红外传感器的输出探测信号电压十分微弱（通常仅仅左右）而且是一个变化的信号，菲涅尔透镜的作用使输出信号电压呈脉冲形式，脉冲电压的频率由被测物移动的速度决定，通常为左右，所以应对热释红外传感器输出电压信号进行放大，本设计运用集成运放进行两极放大，以便获得足够的增益。4.3比较电路 探测到人体辐射的红外信号并送给窗口平比较器时，信号幅度经窗口比较器的上下限，系统将输出高电平，无异常情况时输出低电平信号，在比较器中，用作参考电压，两个运放作比较器，两个三极管的用途使输出更稳定，窗口比较器的上下限电压为和4.4 LED显示电路 当人体运动时，高低电平变化，上升沿信号不稳定，二极管来回闪烁进行显示第五章 电路的组装与调试5.1组装电路检测合格的元器件按照元件布置图安装。5.2测量与调试（一）通电观察电路组装完成后，直接插入直流电源，预热，用检测人体运动，将手臂在传感器前移动，观察两只发光二极管点亮与熄灭的对应情况，分析检测电路的工作状态。1调试与参数的测量）当引起和交替闪烁时，并记录输入信号的电压，的脚的输出电压，计算出的放大倍数。2）继续观察和的闪烁 现象，并记录的脚的输出电压，计算出的放大倍数。）计算总的放大倍数）测量并记录，的电压5.3总装后故障检修如电路不工作，可由前至后逐级测量各级输出端有无变化的电压信号，以判断电路及各级工作状态，排除故障（检测时注意的预热时间）。序号故障现象故障原因检查部位（1）发光二极管都不亮电源未接通电源未接通或电源插件未插好的脚没接电源脚未接地（2）发光二极管只有一个亮二极管阴阳极接反检查二极管的装接第六章 总结通过这一个月的学习和实践，我学到了不少东西，也了解到了自己的不足之处，对于我今后的工作有着很大的帮助。毕业论文设计基本完成，虽然这期间有点辛苦，但我觉得充实，我也从中学到从课本里学不到的知识，增加了自己的知识面。课题的确定是主要的，其次是对电路的组装与调试。从电路的组装与调试能看出我的动手能力还有些薄弱，以后应多注意自己的动手能力，对自己今后的工作得到了锻炼。在论文设计中我严格要求自己，遵循老师的指导，反复的推敲自己的方案，理清电路的工作原理，通过查阅资料和课本，对电路理解更加深刻。通过自己的努力和老师的指导，我的设计方案终于成功。【参考文献】1王国玉 电子技术基本功 人民邮电出版社 2009-10第一版2周良权 方向乔数字电子技术基础 高等教育出版社 2008-3第二版3杨毅德 模拟电路 重庆大学出版社 2006-10第二版4姚彬 电子实习实训教程 机械工业出版社 2009-4第一版5廖先芸 电子技术实践与训练 高等教育出版社 2007-5第二版6陈小虎 电工电子技术 北京高等教育出版社 2005-6第一版附录A 电路总