热释电红外报警器

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:签名：年月日电子技术课程设计1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、徐振方课程设计地点：31-521课程设计时间：2014-7-7～2014-7-14电子技术课程设计2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20s~10min可调；4.电压采用220V~240VAC50/60HZ。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3主要参考资料[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，2004[2]阎石．数字电子技术基础（第5版）[M]．北京：高等教育出版社，2006[3]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审查意见系（教研室）主任签字：年月日电子技术课程设计4目录热释电红外报警器............................................................................61、设计题目及要求..........................................................................61.1、题目...................................................................................61.2、设计要求...........................................................................61.2.1、热释电红外报警器具有以下功能：........................61.3、给定条件：.......................................................................62、设计方案......................................................................................72.1设计方案分析论述..............................................................72.2方框图..................................................................................73、电路设计......................................................................................83.1菲涅尔透镜..........................................................................83.1.1作用...............................................................................83.1.2原理...............................................................................83.2热释电感应模块..................................................................93.2.1传感器简介...................................................................93.2.2传感器结构图：...........................................................93.3BISS0001红外传感信号处理器.......................................102.3.1简介.............................................................................102.3.2管脚图.........................................................................103.3.4热释电红外传感器的主要工作参数：.....................113.3.5系统电路图：.............................................................123.3.6工作原理.....................................................................13电子技术课程设计53.3.7BISS0001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电子技术课程设计6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.感应距离小于3m；4.报警时间从20s~10min可调；5.电压采用220V~240VAC50/60HZ。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。2.可以采用菲尼尔透镜来增加感应的距离。电子技术课程设计72、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方框图电子技术课程设计83、电路设计3.1菲涅尔透镜3.1.1作用菲涅尔透镜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，式中为光源到波带的距离，0r为透镜中心到像点的距离mRf2（R透镜半径、m为波带数、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）还存在着一系列虚焦点电子技术课程设计93.2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.灵敏度高、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。图表2内部结构电子技术课程设计103.3BISS0001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3.3.3管脚说明电子技术课程设计113.3.4热释电红外传感器的主要工作参数：电子技术课程设计123.3.5系统电路图：图表3信号处理电路电子技术课程设计13图表4BISS0001红外传感线号处理器的原理框图3.3.6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。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。电子技术课程设计14首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1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OP2，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COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，当VDD=5V时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。COP3是一个条件比较器。当输入电压VcVR(≈0.2VDD)时，COP3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VcVR时，COP3输出为高电平，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