傳感器技術(shù)課程設(shè)計---熱釋紅外電子狗

1、<p>　　《傳感器技術(shù)》課程設(shè)計</p><p>　　題 目： 熱釋紅外電子狗 </p><p>　　姓 名： X X X </p><p>　　班 級： X X X </p><p>　　學(xué) 號： XXXXXXXXX </p&

2、gt;<p>　　指導(dǎo)老師： XXXXXXX </p><p>　　完成日期： 2012 年 12 月 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 摘要2</b></p><p>　　第二章 電路原理

3、圖及工作原理3</p><p>　　2.1 電路原理圖3</p><p>　　2.2 工作原理3</p><p>　　第三章 元器件清單及簡介4</p><p>　　3.1 元器件清單4</p><p>　　3.2 主要元器件簡介5</p><p>　　3.2.1 BISS0001

4、紅外傳感信號處理器5</p><p>　　3.2.2 菲涅爾透鏡5</p><p>　　3.2.3 熱釋電紅外傳感器5</p><p>　　3.2.4 壓電蜂鳴片6</p><p>　　第四章 電路制作6</p><p>　　4.1 PCB板的制作6</p><p>　　4.2 電

5、路板焊接及裝配6</p><p>　　4.3實驗測試結(jié)果與分析8</p><p><b>　　4.4故障分析8</b></p><p>　　第五章 個人總結(jié)8</p><p><b>　　第一章 摘要</b></p><p>　　熱釋電紅外線傳感器可作電源開關(guān)控制、

6、防盜防火報警、自動監(jiān)測等。在電子防盜、人體探測器領(lǐng)域中，被動式熱釋電紅外探測器的應(yīng)用非常廣泛，因其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。 </p><p>　　本套件做成后集紅外探測、報警、電源三位于一體，具有體積小、可隨身攜帶臨時設(shè)防等優(yōu)點，無論何時何地都可現(xiàn)場使用。微電腦芯片設(shè)計，耗電小，無須接線布線，使用非常簡便。本套件采用4節(jié)7號電池供電。</p><p>　　第

7、二章 電路原理圖及工作原理</p><p><b>　　2.1 電路原理圖</b></p><p><b>　　2.2 工作原理</b></p><p>　　本電路中主要采用的是型號為BISS0001的集成電路。BISS0001是一款高性能的傳感信號處理集成電路。靜態(tài)電流極小，配以熱釋電紅外傳感器和少量外圍元器件即可構(gòu)成被

8、動式的熱釋電紅外傳感報警器。廣泛用于安防、自控等領(lǐng)域能。</p><p>　　BISS0001是由運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰?lt;/p><p>　　IC1內(nèi)部的運算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器Y1輸出信號作第一級放大，然后由電解電容器C5耦合給IC1內(nèi)部運算放大器OP2進(jìn)行第二級放大，再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2

9、構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號Vs去啟動延遲時間定時器，輸出信號Vo經(jīng)R14驅(qū)動報警音樂片IC2工作，VT2和VT3構(gòu)成復(fù)合三極管用來推動壓電蜂鳴片發(fā)出聲音。當(dāng)電源開關(guān)K1在“OFF”位置時，電源經(jīng)R2使VT1飽和導(dǎo)通，則IC1的9腳保持為低電平，從而封鎖熱釋電紅外傳感器來的觸發(fā)信號Vs，電路不工作。當(dāng)電源開關(guān)K1在“ON”位置時，熱釋傳感器經(jīng)R1得電處于工作狀態(tài)，VT1處于截止?fàn)顟B(tài)使IC1的9腳保持為高電平，IC1處于工作狀

10、態(tài)。C1、C13是電源濾波電容，LED1和R17構(gòu)成電源指示電路</p><p>　　第三章 元器件清單及簡介</p><p><b>　　3.1 元器件清單</b></p><p>　　3.2 主要元器件簡介</p><p>　　3.2.1 BISS0001紅外傳感信號處理器</p><p>

11、<b>　　有如下特點：</b></p><p>　　1.CMOS數(shù)模混合專用集成電路。</p><p>　　2.具有獨立的高輸入阻抗運算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號與處理。3.雙向鑒幅器，可有效抑制干擾。4.內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器，結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)節(jié)范圍寬。5.內(nèi)置參考電壓。6.工作電壓范圍+3V—+5V。7.采用16腳DIP封裝

12、或SOP封裝。</p><p>　　3.2.2 菲涅爾透鏡</p><p>　　菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過時，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而強其能量幅度。</p><p>　　3.2

13、.3 熱釋電紅外傳感器</p><p>　　主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm的探測元件。在每個探測器內(nèi)裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設(shè)一個菲涅爾

14、透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號放大70分貝以上，這樣就可以測出5~10米范圍內(nèi)人的行動。</p><p>　　3.2.4 壓電蜂鳴片</p><p>　　壓電式蜂鳴器是一種電聲轉(zhuǎn)換器件。將壓電材料粘貼在金屬片上，當(dāng)壓電材料和金屬片兩端施加上一個電壓后，因為壓電效應(yīng)，蜂鳴片就會產(chǎn)生機械變形而發(fā)出聲響

15、。壓電材料有多種，用在蜂鳴片上的壓電材料通常是高壓極化后的壓電陶瓷片。</p><p><b>　　第四章 電路制作</b></p><p>　　4.1 PCB板的制作</p><p>　　4.2 電路板焊接及裝配</p><p>　　1. 焊接電阻器（共17只）：</p><p>　　R1：2

16、2KΩ  R2：5.1MΩ  R3：2.2MΩ R4：47KΩ  R5：2.2MΩ  R6：10KΩ  R7：470KΩ R8：2.2Ω R9：2.2MΩ   R10：22KΩ R11：270KΩ  R12：2.2MΩ  R13: 270KΩ R14: 2.2Ω  R15: 270KΩ  R16:560Ω  R17:

17、270KΩ，</p><p>　　振蕩電阻R15(270KΩ)與集成電路IC2報警片焊接</p><p>　　2. 焊接瓷片電容器（共7只）</p><p>　　C3：103   C4：103    C6：103  C7：103  C9：104   C10：102 &

18、#160; C11：104</p><p>　　3. 焊接電解電容器（共7只）</p><p>　　C1:47μF  C2:47μF  C5:10μF  C8:10μF C12:47μF  C13:47μF   C14:10μF， 電解電容器有極性之分，電路板上有白色斜線的端為負(fù)極 </p><p&

19、gt;　　4. 焊接發(fā)光二極管和三腳電感</p><p>　　5. 焊接金屬跳線（J），焊接三極管(2只)    VT2:9014  VT3:9013，  </p><p>　　重點說明:VT1:9014不用焊接，因為其工作狀態(tài)，由開關(guān)K1代替了</p><p>　　6. 集成電路、傳感器和開關(guān)的焊接<

20、;/p><p>　　7. 報警集成電路的焊接（先上錫）</p><p>　　8. 導(dǎo)線焊接在蜂鳴片上</p><p>　　9. 蜂鳴片和電池線與電路板的焊接</p><p>　　10. 菲涅爾透鏡的處理</p><p>　　11. 電池片裝入后殼中的處理</p><p>　　12. 前殼上的共鳴腔、

21、共鳴塑料罩與壓電蜂鳴片的處理</p><p>　　13. 調(diào)試與組裝過程</p><p>　　組裝完成并認(rèn)真檢查無誤后，將電路板裝入殼中并用三顆螺釘固定，同時把前、后殼扣在一起，然后裝入3節(jié)7號電池測試效果。放在桌上并撥動開關(guān)K1打到“ON”一邊，即可產(chǎn)生“報警聲”，延時一段時間后自動停止，然后可以進(jìn)行熱釋紅外人體報警實驗，當(dāng)人體靠近時即可產(chǎn)生報警聲。如果沒有報警聲，則要認(rèn)真檢查電路是否有

22、焊接錯誤，如果有錯誤加以修改。     完成整機效果后，將前、后蓋緊扣在一起，并在后蓋上插裝好萬向輪，萬向輪座可以按您的要求自行安裝。注意：探頭應(yīng)避免直對室外，以免閑人走動引起誤報；探頭應(yīng)遠(yuǎn)離冷熱源，例如空調(diào)出風(fēng)口、暖氣等；安裝使用時應(yīng)避免陽光、汽車燈光直射探頭；安裝在墻角或者墻面上，建議安裝高度在離地面1.5～3米位置，可以防止小動物誤報。</p><p>　　4.3實驗測試結(jié)

23、果與分析</p><p>　　將電子狗的探測窗口對準(zhǔn)要探測的場所或物體（根據(jù)實際情況調(diào)整安裝角度），打開電源開關(guān)，經(jīng)過30秒左右的開機延時后，電子狗進(jìn)入工作狀態(tài)，當(dāng)有人進(jìn)入電子狗的探測范圍，電子狗就會發(fā)出報警聲，15秒鐘左右結(jié)束，經(jīng)過2秒鐘左右的觸發(fā)封鎖時間后若又有人進(jìn)入探測范圍，它將再次報警。在報警的時候可以關(guān)閉電源結(jié)束報警。 使用時報警聲音變小或誤報率較高時，應(yīng)及時更換電池。經(jīng)測試，正常。</p>

24、<p><b>　　4.4故障分析</b></p><p>　　做工完成后，發(fā)現(xiàn)安裝電池的裝置不能夠觸發(fā)警報。更換電池，檢查線路沒有問題后，對發(fā)聲器進(jìn)行重新焊接。警報觸發(fā)。分析其中原因：其一，發(fā)聲器沒有焊接牢固；其二，發(fā)聲器沒有固定，發(fā)的音兒小，沒有聽清。</p><p><b>　　第五章 個人總結(jié)</b></p>