本文為大家介紹熱釋電傳感器報(bào)警電路的設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)方案

熱釋電傳感器報(bào)警電路主要由信號(hào)探測(cè)電路、信號(hào)處理電路、報(bào)警電路組成。系統(tǒng)框圖如下圖所示。

方案系統(tǒng)圖

該方案采用RE200B作為信號(hào)探測(cè)，當(dāng)有人移動(dòng)時(shí)，傳感器發(fā)出0.5v左右的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)整流濾波到達(dá)放大電路。放大電路由二級(jí)運(yùn)放組成，輸出3.8v的高電平進(jìn)入信號(hào)處理電路。

信號(hào)處理電路將輸入信號(hào)與來(lái)自9號(hào)引腳的信號(hào)通過(guò)與門相比較，9號(hào)引腳因接入大電阻持續(xù)輸入高電平，所以信號(hào)處理電路在檢測(cè)到有人移動(dòng)時(shí)會(huì)輸出高電平進(jìn)入延時(shí)電路。延時(shí)電路由電阻串聯(lián)電容構(gòu)成，經(jīng)過(guò)固定時(shí)長(zhǎng)后，輸出電信號(hào)開(kāi)啟三極管，由三極管開(kāi)啟報(bào)警電路。

電路設(shè)計(jì)

熱釋電傳感器

RE200B實(shí)物圖

RE200B原理圖

使用的熱釋電傳感器型號(hào)為RE200B，其采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測(cè)紅外輻射，并配合雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了穩(wěn)定性。它能以非接觸形式檢測(cè)出物體放射出來(lái)的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)從2號(hào)引腳輸出。

2腳輸出信號(hào)，因此在其周圍加入47kΩ電阻及0.1uF電容來(lái)整流濾波消除干擾。

biss0001

biss0001二級(jí)放大及延時(shí)電路

biss0001是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路。配合RE200B可以組成的熱釋電紅外開(kāi)關(guān)，本次試驗(yàn)中能夠快速開(kāi)啟蜂鳴器。該芯片主要由二級(jí)運(yùn)算放大電路、邏輯電路、封鎖時(shí)間定時(shí)器、延遲時(shí)間定時(shí)器組成。

RE200B檢測(cè)到人的移動(dòng)時(shí)輸出信號(hào)大約為0.4v，該信號(hào)進(jìn)過(guò)外圍電阻電容的整流濾波后首先進(jìn)入biss0001芯片內(nèi)部的放大電路，放大電路由二級(jí)運(yùn)放組成。其中RE200B的敏感程度部分受到15號(hào)引腳上電阻電容的影響，本次實(shí)驗(yàn)選取的是47kΩ及47uF鋁電解電容，該組合能使RE200B傳輸?shù)男盘?hào)較為穩(wěn)定并且距離達(dá)到1m。經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大后的信號(hào)幅度為3.8v，隨后該信號(hào)進(jìn)入與門與來(lái)自9號(hào)引腳的信號(hào)相比較(由于9號(hào)引腳在本次試驗(yàn)中接入了大電阻，因此分得較大的電壓，所以9號(hào)引腳持續(xù)輸出高電平)。比較后的輸出信號(hào)到達(dá)芯片的封鎖時(shí)間定時(shí)器和延遲時(shí)間定時(shí)器。延遲時(shí)間定時(shí)器在接收到高電平后會(huì)持續(xù)一段時(shí)間輸出高電平，時(shí)長(zhǎng)TX≈49152*R1*C1(s)，本次實(shí)驗(yàn)R1=47kΩ，C1=10nF，報(bào)警時(shí)長(zhǎng)大約在23s左右;封鎖時(shí)間定時(shí)器在延時(shí)TX的一段時(shí)間TI內(nèi)不受到任何外界信號(hào)的干擾，即芯片在這段時(shí)間內(nèi)停止工作，TI的時(shí)長(zhǎng)TI≈24*R2*C2(s)，本次實(shí)驗(yàn)R2=51kΩ，C2=10nF，時(shí)長(zhǎng)為0.012s左右。信號(hào)在經(jīng)過(guò)上述過(guò)程后輸出3.8v電壓，經(jīng)過(guò)分壓電阻后開(kāi)啟三極管，從而觸發(fā)報(bào)警電路。

報(bào)警電路

報(bào)警電路由電源電壓、三極管、蜂鳴器組成，蜂鳴器接在三極管的集電極與電源電壓正極(5v)之間，三極管的發(fā)射極接入電源電壓負(fù)極，基極接入biss0001芯片的2號(hào)引腳。芯片在檢測(cè)到人的移動(dòng)時(shí)從2號(hào)引腳輸出3.8v的電信號(hào)經(jīng)分壓電阻后開(kāi)啟三極管，從而觸發(fā)蜂鳴器。

實(shí)驗(yàn)原理圖

本次實(shí)驗(yàn)?zāi)M設(shè)計(jì)了熱釋電傳感器報(bào)警器。傳感器采用的型號(hào)為re200b，并配上其專用的芯片biss0001進(jìn)行調(diào)試。Re200b在感受到周圍有人體紅外的移動(dòng)的同時(shí)會(huì)輸出一個(gè)高電平到biss0001，同時(shí)由于9號(hào)引腳接入了大電阻固定輸入高電平，biss0001檢測(cè)到信號(hào)會(huì)輸出高電平觸發(fā)蜂鳴器。