红外热释电处理芯1片BISS0001

1、8红外热释电处理芯片 BISS0001BISS0001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。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机 和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过 道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。*CMO缸艺 *数模混合*具有独立的高输入阻抗运算放大器*内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰*内设延迟时间定时器和圭寸锁时间定时器*采用16脚DIP封装管脚图10UT UN- 1IN+ 21H- 2DUT VDD IB VC管脚说明引脚名称I/O功

2、能说明1AI可重复触发和不可重复触发选择端。当 A为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发2VOO控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳变到高电平 时视为有效触发。在输出延迟时间 Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低 电平状态。3RR1-输出延迟时间Tx的调节端4RC1输出延迟时间Tx的调节端5RC2-触发圭寸锁时间Ti的调节端6RR2I-触发圭寸锁时间Ti的调节端7VSS-工作电源负端8VRFI参考电压及复位输入端。通常接 VDD当接“ 0”时可使定时器复位9VCI触发禁止端。当 VcvVR时禁止触发；当 Vc>VR时允许触发(VR 0.2VDD)10IB-运

3、算放大器偏置电流设置端11VDD-工作电源正端1220UTO第二级运算放大器的输出端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161OUTO第一级运算放大器的输出端符号参数蹴单位电源电压-03 6.0V输入瀚出电压VLi鼓大输出电流10mA工作温度-20 z 彳。£-40 z +125氏流特性参数（除特姝恥外厂I 、叽）i: :参数测试条件-I:作电压范1 -5V工作电涼上负裁Vh=3V501(X)输入失调电压VW=5V50mV输入失调电流V«>=5V开环电用增益心二1汀260dB&q

4、uot;、模抑制比 . Q60运放输出高电VVtt-5VK曲小G：.亠0. 75V.端输入必电丫vysvI. 1V输入低电0.9山端输出高电Y5 .II. 1H4't "0. lir 0. 4V八渤输入A»lLfVW=5V3.5VA端输入低电*'V5V1.5V内部框图22(匚 匚 匚16rf.si IVHRESEIH-ovdi)io IB状态控制器3延迟时间7 尢时器【X丄 RK1 R( 1封俺时间 定时器Ti -2 RR2 RC2工作原理BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定 时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。

5、1 不发丁作方式以卜图所示的不可奄虹规发1 ft，方成下的来:ift明真i堆过程VH-F1 1 一 一 vs n n n niu nnA "L!|111vc ril11VO1L111 TxTi 1Tx 1 Ti 1以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。不可重复触发工作方式下的波形首先，根据实际需要，利用运算放大器 0P1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器0P2再进行第二级放大，同 时将直流电位抬高为 VM&0.5VDD）后，将输出信号V2送到由比较器C0P1和C0P2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。由于V*0.7VDD VL

6、0.3VDD,所以，当 VDD=5V寸，可有效抑制土 1V的噪 声干扰，提高系统的可靠性。C0P3是一个条件比较器。当输入电压Vc<VR& 0.2VDD）时，C0P3输出为低电平封住了与门 U2,禁止触发信号Vs向下级传递；而当Vc>VR时，C0P3俞出为高电平，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

7、扰。在 Tx 时间内，只要 Vs 发生上跳变， V0 就会从 Vs 上跳变 时刻起继续延长一个 Tx 周期2.可述块蝕发T.作方成以下圏浙示的可亀鉅触发1：作方式下的波册 > 来说明其工柞过程.以下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 V= “0”、A= “0”期间，信号 V不能 触发 V为有效状态。在Vc二“ 1”、A= “T时，Vs可重复触发 V为有 效状态，并可促使 V在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一个 Tx周期; 若Vs保持为“ T状态，则Vo 直保持有效状态；若 V

8、s保持为“ 0” 状态，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。应用线路图BISS0001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copi和cop2勾成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号V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V

9、s。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，芯片则处于不可重 复触发工作方式。图中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，666以用470欧姆，C6/C7可以选0.1U输出延迟时间Tx由外部的R9和C7的大小调整，值为Tx24576xR9C7触发封锁时间Ti由外部的R10和C6的大小调整，值为Ti 24XR10C6红外检测专用BISS0001芯片DIP每片2.9元 贴片每片3

10、元配套的360度球形菲涅耳透镜，每个1.5元（台湾生产）焦距：10.5毫米角度：100°探测距离：8米尺寸：23体积：24*24*15毫米 相关键连：菲涅尔镜片的原理和应用配套的热释电元件 RE200B体积：8.3*4.2mm每个5.8元灵敏元面积2.0 x 1.0mm2基片材料硅基片厚度0.5mm工作波长7-14 口 m平均透过率 75%输出信号 2.5V(420 ° k黑体1Hz调制频率0.3-3.0HZ 带宽72.5db增益)噪声v 200mV(mVp-p) (25 C)平衡度v 20%工作电压2.2-15V工作电流8.5-24 口 A(VD=10V,Rs=47kQ

11、,25 C)源极电压0.4-1.1V(VD=10V,Rs=47kQ ,25 C)工作温度-2 0C - +70C保存温度 - 35C - +80C视场 139°X 126°说明 该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外 辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器 的工作稳定性。1、上述特性指标是在源极电阻 R2=47KQ条件下测定的，用户使用传感 器时，可根据自己的需要调整 R2的大小。2、注意灵敏元的位置及视场大小，以便得到最佳光学设计。3、 所有电压信号的测量都是采用峰一峰值定标。平衡度B中的EA和EB 分别表示两个灵敏元的电压输出信号的峰

12、一峰值。4、 使用传感时，管脚的弯曲或焊接部位应离开管脚基部4mn以上。5、使用传感器前，应先参考说明书，尤其要防止接错管脚、6、不能直接焊接，会热坏硬件电路如图 2 所示。热释电红外传感器 (PIR)RE200B 对人体信号进行检测， 红外传感信号专用处理芯片 BISS0001 对所采集信号进行初步处理。 RE200B 的D、G、S端分别为电源端、地端和目标输出电压端。输出信号 V0接单片机, 供其读取。RE200B9VC1MQ10reset) 8vss1VCCQ 0.01 uFrIIlOktl10pF11VDDRR22OUT2IN- 140.01 pF2MQ16151IN+1IN-10UT

13、VO5 10MQ41112 10MQRC2RC1RR1jVCCVOCZo s.irn47kG BTSS0001O.OIliF |+十 47pFO.OWFX2 牛 4=C1图2 信号采集与处理电路采用热释电传感器的优势是：成本低，不需要用红外线或电磁波等发射源， 隐蔽性好，可流动安装，灵敏度高、控制范围大。热释电红外传感器利用热释电 效应，能以非接触形式检测出人体辐射的红外线， 并将其转变为电压信号；同时， 它还能鉴别出运动的生物与其他非生物。 实际使用中，热释电传感器前面必须安 装菲涅尔透镜。菲涅尔透镜的作用是将人体辐射的红外线聚焦到热释电红外探测 元上，同时也产生交替变化的红外辐射高灵敏区和

14、盲区，以适应热释电红外探测元要求信号不断变化的特性，这样可大大提高接收灵敏度，增加检测距离及范围。 实验证明，热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜，则其检测距离仅为2 m左右（检 测人体走过）；而配上菲涅尔透镜后，其检测距离可增加到 10 m以上，甚至可 达20 m以上。由于 PIR 信号变化缓慢、幅值小， 针对该特点，专用信号处理器一般分为 3 步处理：滤波放大、窗口比较、噪声抑制及数字信号处理。 BISS0001 就是由运 算放大器、电压比较器、状态控制器、 延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构 成的数模混合专用集成电路。它采用 CMOS 工艺、数模混合，具有独立的高输 入阻抗运算放大器， 内

15、部的双向鉴幅器可有效抑制干扰。 它有两种工作方式供选 择，通过将引脚 A 置 1 或0 可设置为可重复触发方式和不可重复触发方式。本 系统选择可重复触发方式。 在将传感信号进行预处理后， 通过双向鉴幅器可检测 出有效触发信号Vs。由于选择的是可重复触发方式，Vs可重复触发V0为有效 状态，并可促使 VO 在延时周期 Tx 内一直保持有效状态。延时周期的大小可通 过 R1 和 C1 调节。 在 Tx 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Tx周期；若Vs保持为“状态，则V0 直保持有效状态； 若Vs保持为“O”态，则在Tx周期结束后V0恢复为无效状态，并且在封锁时 间 Ti 时间内，任何 Vs 的变化都不能触发 VO 为有效状态。如果选用模拟量输出的红外传感器， 障碍物离的远， 输出的电压低； 障碍物离的 近，输出的电压高。要通过 AD 转换才能送给单片机。