热释电红外报警器解读

1、觀*也摩电子技术课程设计电子技术课程设计成绩评定表设计课题：热释电红外报警器学院名称：电气工程学院专业班级：电气F1206学生姓名：学号：指导教师：高云婷、徐振方设计地点：31-521设计时间:2014-7-7 2014-7-14电子技术课程设计指导教师意见：成绩：日签名：年 月电子技术课程设计3电子技术课程设、计课程设计名称:热释电红外报警器专业班级电气F1206班学生姓名学号指导教师高云婷、徐振方31-521课程设计地点:课程设计时间:2014-7-7 2014-7-14电子技术课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目热释电红外报警器课题性质工程设计课题来源自拟指导教师主要内容（参数）基于热

2、释电红外报警器系统可以实现以下功能：1. 具备昼夜功能（白天有人进入报警区，该仪器也不报警，晚上有人进 入报警区立即启动蜂鸣器，进入报警状态）；2. 感应距离小于3m；3. 报警时间从20s10min可调；4. 电压采用 220V240V AC 50/60HZ。任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及 元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第5-6天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格 式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。电子技术课程设计#主要参1康华光

3、.电子技术基础（模拟部分）（第5版）M.北京：高等教育出版社，2004资料审查意23阎石.数字电子技术基础（第5版）M.北京：高等教育出版社，2006 陈光明电子技术书课程设计与综合实训M.北京航空航天出版社.2007系（教研室）主任签字:电子技术课程设计6.1、设计题目及要求6.目录 热释电红外报警器51.1、题目6.1.2、设计要求121、热释电红外报警器具有以下功能:6.1.3、给定条件:2、设计方案7.3、电路设计8.3.1菲涅尔透镜8.3.1.1作用8.3.1.2原理8.3.2热释电感应模块9.3.2.1传感器简介9.3.2.2传感器结构图:3.3 BISS0001红外传感信号处理器

4、,102.1设计方案分析论述2.2方框图10103.3.4热释电红外传感器的主要工作参数:112.3.1简介 2.3.2管脚图12133.3.5系统电路图: 3.3.6工作原理337 BISS0001 特点153.4报警器电路设计164、整机电路图175、制作与调试185.1制作:185.2调试186、心得体会187、参考文献19冰廿灯厚电子技术课程设计热释电红外报警器1、设计题目及要求1.1、题目热释电红外报警器1.2、设计要求1.2.1、热释电红外报警器具有以下功能:1. 具备昼夜功能（白天有人进入报警区，该仪器也不报警,2. 上有人进入报警区立即启动蜂鸣器，进入报警状态）；3. 感应距离

5、小于3m；4. 报警时间从20s10min可调;5.电压采用 220V240V AC 50/60HZ。1.3、给定条件:1.采用红外线感应探头，结合热释电感应模块BISS0001。92.可以采用菲尼尔透镜来增加感应的距离。2、设计方案2.1设计方案分析论述红外线通过菲涅尔透镜到达红外探测器， 把红外信号转化为电信号。这时，热释电红外探测器将输出脉冲信号经整流电路将信号放大 和滤波后，由电压比较器与基准值进行比较，当输出信号达到一定值时，报警电路发出警报。此系统主要用到BISS0001集成芯片完成放大延时以及比较的功能。2.2方框图图表1方框图3、电路设计3.1菲涅尔透镜3.1.1作用菲涅尔透镜

6、多是由聚烯烃材料注压而成的薄片， 镜片表面一面为 光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。 菲涅尔透镜的在很多时候相 当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低 很多。菲涅尔透镜可按照光学设计或结构进行分类。 菲涅尔透镜作用 有两个：一是聚焦作用；二是将探测区域内分为若干个明区和暗区,使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。3.1.2原理基于菲涅尔波带片，菲涅尔波带片具有类似透镜的作用，它可以 使入射光汇聚起来，产生极大的光强。它也有类似于透镜的第六组成 像公式fr1110=+P，式中P为光源到波带的距离，Or为透镜中心到像点 的距离）mRf2=

7、（ R透镜半径、m为波带数、几为入射光波长）。但波带片与透镜有个重要的区别，即一个波带片有很多焦点，上式给出的 是它的主焦点，除此之外，还有一系列的次焦点，它们的距离分别 是7、5、3fff。在其对称位置（即7、5、3、ffff）还存在着系列虚焦点电子技术课程设计3.2热释电感应模块3.2.1传感器简介热释电红外传感器的一种被动式调制型温度敏感器，也称热探测 型传感器。可用来直接接受目标物体发射的红外线并将其转化为电信 号输出，并不需要红外发射传感器。热释电红外传感器反应速度快、灵敏度高、使用方便，尤其是可 以进行非接触式测量。主要应用在各类入侵警报、自动开关、非接触 式测温、火焰报警、设备故

8、障的诊断的自动化设施。具有以下特点:1.不需要用红外线或者电磁波等发射源2.灵敏度咼、控制范围大3. 隐蔽性好，可流动安装3.2.2传感器结构图:热释电红外传感器的结构如图2.2.2所示，其内部由敏感原件、场效应管、高阻电阻、滤光片等组成，并向壳内冲入氮气封装起来。n 推片F/1VRS一 _-上*4 T = *寸VO11图表2内部结构3.3 BISS0001红外传感信号处理器2.3.1简介BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开 关。2.3.2管脚图札toirr IIM* HIT* 2II- EOVr tod 1

9、VC 丽厉1词肓辰禹va RBI ICl sc? W V53 VEF/FESEI173.3.3管脚说明引脚1拿称A功说明V0RRiI/O0可重复触发和不町重复他发选择端.当A为 T 时，允许 重复触发：反之不可重复触发控制信号输出端.由VS的上跳变沿触发，便0输出从低, 电平跳变到髙电平时视为有效触发.在输出迟时间息 之外和无VS的上跳变时*%保持低电平状态.输出延迟时间Tx的调节端(的求sfc厚电子技术课程设计4RC1输出延迟时间覚的调节端5RC2触发封锁时间Ti的调节端6RR2帥发封锁时W Ti的调节端1VSS工作电源负端8VRFI参考电压及复位输入瑙.通常接VDD, 时器复碰当接y时可便

10、址9VCI触发禁止端.当VVR Ft|允许触发10ID运算放大器偏置电流设置端UVDD工作电源正端1220UT0第.级运算放大器的输出瑞132IN-I第二级运算放大器的反相输入端141IN+I第一级运算放大器的同相输入端151IN-I第一级运算放大器的反相输入端16lOllT0第一级运算放大器的输出端的，tA寫 hl - |II好严Lu；(:“ 1?1 II八:；.A it.:!.liij It：.l11 心1时常TI1屮山1Ilii1 lit A/ J 2 J3.3.4热释电红外传感器的主要工作参数:性够边C f；ii跖7.心汕沁JflT. J测直狛：匸fc， -VR时，COP3输出为高 电

11、平，进入延时周期。当A端接“0电平时，在Tx时间内任何V2的 变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时，Vo下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进 入封锁周期Ti。在Ti时间内，任何V2的变化都不能使Vo跳变为有 效状态（高电平），可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。N 对哨M独发-矿号式讣ruiruuuiAJII： II IN I以上图所示的可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。可重复触发工作方式下的波形在Vc二“0” A二“0期间，信号Vs不能触发Vo为有效状态。在Vc二“ 1” A二“ 1”时，Vs可重复触发Vo为有效状态，并可促使Vo在

12、Tx周期内一直保持有效状态。在Tx时 间内，只要Vs发生上跳变，则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长 个Tx周期；若Vs保持为“ 1状态，则Vo 一直保持有效状态；若 Vs保持为“0犬态，则在Tx周期结束后Vo恢复为无效状态，并且，同 样在封锁时间Ti时间内，任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态。3.3.7 BISS0001 特点1. CMOS工艺2. 数模混合3. 具有独立的高输入阻抗运算放大器19电子技术课程设计4. 内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰5. 内设延迟时间定时器和封锁时间定时器6.采用16脚DIP封装3.4报警器电路设计图表5报警器电路#电子技术课程设计4、整机电路图图表6 BI

13、SS0001的热释电红外开关应用电路图上图中，运算放大器0P1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C3耦合给运算放大器0P2进行第二级放大，再经由电压比较器C0P1和C0P2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号Vo经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。上图中，R3为光敏电阻，用来检测环境照度。当作为照明控制时，若环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当 SW1与2端连通时,21电子技术课程设计芯片则处于不可重复触发工作方式。图中

14、 R6可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选10K，实际使用时可以用3K，可以提高电路增益 改善电路性能。输出延迟时间Tx由外部的R9和C7的大小调整，触 发封锁时间Ti由外部的R10和C6的大小调整，R9/R10可以用470 欧姆，C6/C7可以选0.1U。5、制作与调试5.1制作:二极管，三极管，电阻，电容及三端集成稳压器78L05,红外传感 信号处理器BISS0001和蜂鸣器，根据原理图进行布局和插元器件, 经过焊接和按照原理图将一些器件进行串联和并联。5.2调试因为此红外报警器备昼夜功能，即：白天有人进入报警区，该仪 器也不报警，晚上有人进入报警区立即启动蜂鸣器，进入报警状态。当遮住光敏

15、电阻用手在热释电红外传感器附近晃动时， 我们可以听到 蜂鸣器发出声音，并且指示灯亮。当手移开或静止不动时，蜂鸣器不 发出声音，指示灯也不亮。6、心得体会通过此次热释电红外报警器课题设计， 锻炼了自己的实践和动手23能力，并且通过学习此芯片，可以大概了解单片机的发展及其工作方法，了解汇编语言，掌握一定的 BISS0001单片机知以及用指令编程方法和技巧。能用BISS0001单片机指令编制出一些实用的小程序。另一方面可以了解BISS0001的运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及圭寸锁时间定时器等构成的数模特点7、参考文献1康华光.电子技术基础（模拟部分）（第5版）M.北京：高等教育出版社，200423阎石.数字电子技术基础（第5版）M.北京：高等教育出版社，2006陈光明电子技术书课程设计与综合实训M.北京航空航天出版社.2007读书的好处1、行万里路，读万卷书2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟3、读书破万卷，下笔如有神。4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。一一达尔文5、少壮不努力，老大徒悲伤。6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。颜真卿17、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来读书要三到：心到、眼到、口到9、玉不琢、