热释电红外报警器课程设计.docx
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热释电红外报警器课程设计
热释电红外报警器课程设计
目录
第一章课题的任务及要求3
课题的任务3设计技术要求3设计的作用、目的3
第二章总体方案设计4
设计方案4
设计的具体实现4 系统概述4实际原理框图4
第三章硬件电路设计
热释电红外传感器5传感器简介5传感器结构图5热释电红外传感信号器BISS00016管脚图6管脚说明7系统电路图及说明7热释电红外传感器的主要工作参数8
第四章制作与调试11
制作11调试11
第五章总结12第六章心得13附录一元件清单14附录二实物图15
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一、课题的任务及要求
课题的任务：
热释电红外报警器是一种通过热释电红外传感器探测人体发射的10微米左右特定波长的红外线而释放报警信号的报警装置。
利用红外热释传感器探测人体目标，在检测到可疑目标时，控制音乐片发出响亮的报警声。
设计技术要求为：
1.报警器可探测的距离大于3米；
2.静态功耗小于10mA;
3.供电电压为6，可以通过电池串联作为供电源。
4.制作产品并调试。
5.其他创新、或特色；
设计的作用、目的:
1.学会选择及分析原理图2.认识并了解常用的电子器件。
3.掌握常用电子器件的应用，并进行设计和综合分析应用。
4.培养自我学习能力及逻辑思维能力。
5.提高自己的动手能力及培养自己的耐心及细心。
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二、总体方案设计
设计方案的选择：
设计方案一：
此报警系统是释电红传感器接收红外线转换为电信号，经过整流电路再将信号放大，经过延时、比较驱动报警器以及发光二极管发光此系统主要用到BISS0001集成芯片完成放大延时以及比较的功能。
设计方案二：
系统用LMS232芯片进行放大，另外利用电容和电阻进行对信号的处理。
设计方案三：
此方案采用分立元件用LM324芯片完成放大的功能和NE555单稳态触发器完成延时的功能。
三种方案我们经比较方案一较简单且易实现因此最终选择方案一。
设计的具体实现：
系统概述：
热释电红外报警器的组成如下图所示。
红外线到达红外探测器。
这时，热释电红外探测器将输出脉冲信号，脉冲信号经放大和滤波后，电压比较器将其与基准值进行比较，当输出信号达到一定值时，报警电路发出警报。
实际原理框图：
实际原理图的框图
红外传感器是报警器设计中的核心器件，它可以把人体的红外信号转换为
3
电信号以供信号处理部分使用；
原理主要是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较，为报警功能的实现打下基础
三、硬件电路设计
热释电红热外传感器
传感器简介：
目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红
外发射／接收以及微波等技术为基础。
而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器。
热释电红外传感器是一种被动式调制型温度敏感器，也称热探测型传感器。
可用来直接接收目标物体发射的红外线并将其转换为电压信号输出，且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、准确度高、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报警、自动开关、非接触式测温、火焰报警、设备故障的诊断等自动化设施中
这种热释电红外传感器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它非生物。
热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。
用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：
不需要用红外线或电磁波等发射源灵敏度高、控制范围大。
隐蔽性好，可流动安装。
传感器结构图：
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热释电红外传感器的结构如图2所示。
其内部敏感元件、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3为引脚功能。
图2内部结构
图3引脚功能
红外传感信号处理器
BISS0001红外传感信号处理器是运算放大器、电压比较器、和状态控制、延迟时间定时器、封锁时间定时器以及参考电压源等构成的数模混合专用集成电路。
可广泛应用于多种传感器和延时控制器。
图4为其引脚图，图5为其信号处理器的原理图。
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图4BISS000引脚图
图5 BISS0001红外传感信号处理器的原理框图管脚图
管脚说明引脚名称I/O12AVO功能说明I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O控制信号输出端。
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。
--输出延迟时间Tx的调节端6
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RR1
45678910111213141516RC1RC2RR2VSSVRFVCIBVDD2OUT2IN-1IN+1IN-1OUT--输出延迟时间Tx的调节端--触发封锁时间Ti的调节端--触发封锁时间Ti的调节端--工作电源负端I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I触发禁止端。
当VcVR时允许触发（VR≈）--运算放大器偏置电流设置端--工作电源正端O第二级运算放大器的输出端I第二级运算放大器的反相输入端I第一级运算放大器的同相输入端I第一级运算放大器的反相输入端O第一级运算放大器的输出端
热释电红外传感器的主要工作参数：
工作电压：
常用的热释电红外传感器的电压工作范围为3~15v;
工作波长：
通常为~14um;源极电压：
通常为~,R=47K;输出信号电压：
通常大于；
检测距离；常用的热释红外传感器检测距离约为6到10米水平角度:
约为120度；工作温度范围：
-10到+40度。
‘
系统电路图：
7
图6信号处理电路
上图中，运算放大器OP1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后C3耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经电压比较器COP1和COP2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，芯片则处于不可重复触发工作方式。
输出延迟时间Tx外部的R9和C7的大小调
8
整，值为Tx≈24576xR9C7；触发封锁时间Ti外部的R10和C6的大小调整，值为Ti≈24xR10C6
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四、制作与调试
制作：
根据原理图，我们首先购买了一些所需的基本元器件及三端集成稳压器78L05，红外传感信号处理器BISS0001和蜂鸣器，接着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。
我们制作好了热释电红外报警器。
调试：
接着我们插上电源进行调试。
但调试过程并不顺利。
一开始两块电路板均存在问题，经过一些时间的分析和修改，我们制作的其中一块电路板对移动物体比较敏感，当遮住光敏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。
这正符合我们制作的任务，此报警器在白天不工作，只在晚上工作，因此调试的时候要遮住光敏电阻，此电路板的制作比较成功。
在此过程中，我们对原理图及所要用到的部分芯片等有所了解，对焊接技术也更熟练，收获还是比较大的。
五、总结
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目录
第一章课题的任务及要求3
课题的任务3设计技术要求3设计的作用、目的3
第二章总体方案设计4
设计方案4
设计的具体实现4 系统概述4实际原理框图4
第三章硬件电路设计
热释电红外传感器5传感器简介5传感器结构图5热释电红外传感信号器BISS00016管脚图6管脚说明7系统电路图及说明7热释电红外传感器的主要工作参数8
第四章制作与调试11
制作11调试11
第五章总结12第六章心得13附录一元件清单14附录二实物图15
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一、课题的任务及要求
课题的任务：
热释电红外报警器是一种通过热释电红外传感器探测人体发射的10微米左右特定波长的红外线而释放报警信号的报警装置。
利用红外热释传感器探测人体目标，在检测到可疑目标时，控制音乐片发出响亮的报警声。
设计技术要求为：
1.报警器可探测的距离大于3米；
2.静态功耗小于10mA;
3.供电电压为6，可以通过电池串联作为供电源。
4.制作产品并调试。
5.其他创新、或特色；
设计的作用、目的:
1.学会选择及分析原理图2.认识并了解常用的电子器件。
3.掌握常用电子器件的应用，并进行设计和综合分析应用。
4.培养自我学习能力及逻辑思维能力。
5.提高自己的动手能力及培养自己的耐心及细心。
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二、总体方案设计
设计方案的选择：
设计方案一：
此报警系统是释电红传感器接收红外线转换为电信号，经过整流电路再将信号放大，经过延时、比较驱动报警器以及发光二极管发光此系统主要用到BISS0001集成芯片完成放大延时以及比较的功能。
设计方案二：
系统用LMS232芯片进行放大，另外利用电容和电阻进行对信号的处理。
设计方案三：
此方案采用分立元件用LM324芯片完成放大的功能和NE555单稳态触发器完成延时的功能。
三种方案我们经比较方案一较简单且易实现因此最终选择方案一。
设计的具体实现：
系统概述：
热释电红外报警器的组成如下图所示。
红外线到达红外探测器。
这时，热释电红外探测器将输出脉冲信号，脉冲信号经放大和滤波后，电压比较器将其与基准值进行比较，当输出信号达到一定值时，报警电路发出警报。
实际原理框图：
实际原理图的框图
红外传感器是报警器设计中的核心器件，它可以把人体的红外信号转换为
3
电信号以供信号处理部分使用；
原理主要是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较，为报警功能的实现打下基础
三、硬件电路设计
热释电红热外传感器
传感器简介：
目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红
外发射／接收以及微波等技术为基础。
而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器。
热释电红外传感器是一种被动式调制型温度敏感器，也称热探测型传感器。
可用来直接接收目标物体发射的红外线并将其转换为电压信号输出，且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、准确度高、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报警、自动开关、非接触式测温、火焰报警、设备故障的诊断等自动化设施中
这种热释电红外传感器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它非生物。
热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。
用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：
不需要用红外线或电磁波等发射源灵敏度高、控制范围大。
隐蔽性好，可流动安装。
传感器结构图：
4
热释电红外传感器的结构如图2所示。
其内部敏感元件、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3为引脚功能。
图2内部结构
图3引脚功能
红外传感信号处理器
BISS0001红外传感信号处理器是运算放大器、电压比较器、和状态控制、延迟时间定时器、封锁时间定时器以及参考电压源等构成的数模混合专用集成电路。
可广泛应用于多种传感器和延时控制器。
图4为其引脚图，图5为其信号处理器的原理图。
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