傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì)---熱釋紅外電子狗

1、.傳感器課程設(shè)計(jì)傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目： 熱釋紅外電子狗 姓 名： X X X 班 級(jí)： X X X 學(xué) 號(hào)： XXXXXXXXX 指導(dǎo)老師： XXXXXXX 完成日期： 2012 年 12 月 目 錄第一章 摘要2第二章 電路原理圖及工作原理32.1 電路原理圖32.2 工作原理3第三章 元器件清單及簡(jiǎn)介43.1 元器件清單43.2 主要元器件簡(jiǎn)介53.2.1 BISS0001紅外傳感信號(hào)處理器53.2.2 菲涅爾透鏡53.2.3 熱釋電紅外傳感器53.2.4 壓電蜂鳴片6第四章 電路制作64.1 PCB板的制作64.2 電路板焊接及裝配64.3實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與分析84.4故障分析8第五章

2、個(gè)人總結(jié)8第一章 摘要熱釋電紅外線(xiàn)傳感器可作電源開(kāi)關(guān)控制、防盜防火報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)測(cè)等。在電子防盜、人體探測(cè)器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器的應(yīng)用非常廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶(hù)和專(zhuān)業(yè)人士的歡迎。 本套件做成后集紅外探測(cè)、報(bào)警、電源三位于一體，具有體積小、可隨身攜帶臨時(shí)設(shè)防等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論何時(shí)何地都可現(xiàn)場(chǎng)使用。微電腦芯片設(shè)計(jì)，耗電小，無(wú)須接線(xiàn)布線(xiàn)，使用非常簡(jiǎn)便。本套件采用4節(jié)7號(hào)電池供電。第二章 電路原理圖及工作原理2.1 電路原理圖2.2 工作原理本電路中主要采用的是型號(hào)為BISS0001的集成電路。BISS0001是一款高性能的傳感信號(hào)處理集成電路。靜態(tài)電流極小，配以熱釋電紅外傳

3、感器和少量外圍元器件即可構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外傳感報(bào)警器。廣泛用于安防、自控等領(lǐng)域能。BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)模混合專(zhuān)用集成電路。IC1內(nèi)部的運(yùn)算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器Y1輸出信號(hào)作第一級(jí)放大，然后由電解電容器C5耦合給IC1內(nèi)部運(yùn)算放大器OP2進(jìn)行第二級(jí)放大，再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號(hào)Vo經(jīng)R14驅(qū)動(dòng)報(bào)警音樂(lè)片IC2工作，VT2和VT3構(gòu)成復(fù)合三極管用來(lái)推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)出聲音。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)K1在“OFF”位置時(shí)，電源經(jīng)R2使VT1飽

4、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(lái)的觸發(fā)信號(hào)Vs，電路不工作。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)K1在“ON”位置時(shí)，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處于工作狀態(tài)。C1、C13是電源濾波電容，LED1和R17構(gòu)成電源指示電路第三章 元器件清單及簡(jiǎn)介3.1 元器件清單1電阻R1、1022K216發(fā)光二極管LED13紅色12電阻 R25.1M117三極管VT1901413電阻R3、5、9、122.2M418三極管VT3901314電阻R447K119熱釋傳感器Y1D203S15電阻R610K 120集成電路IC1BISS000116電阻R7

5、470K121集成電路IC2C00217電阻R8、142.2222壓電蜂鳴片BL27mm18電阻R11、13、15、17270K423菲涅爾透鏡59*4619電阻R16560 124導(dǎo)線(xiàn)接電源紅色、黑色210瓷片電容C3、4、6、7103 425導(dǎo)線(xiàn)接蜂鳴片黃色211瓷片電容C10102126撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K1SK12D07VG4112瓷片電容C9、11104227電池片正、負(fù)極各1個(gè)13電解電容C1、2、12、1347F428電池片連體簧314電解電容C5、8、1410F329線(xiàn)路板48*41115三角電感L1130塑料套13.2 主要元器件簡(jiǎn)介3.2.1 BISS0001紅外傳感信號(hào)處理器 有如

6、下特點(diǎn)：1.CMOS數(shù)模混合專(zhuān)用集成電路。2.具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號(hào)與處理。3.雙向鑒幅器，可有效抑制干擾。4.內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)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封裝或SOP封裝。3.2.2 菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線(xiàn)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(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。3.2.3 熱

7、釋電紅外傳感器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(cè)元件。在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測(cè)元件，并將兩個(gè)探測(cè)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(cè)元件將探測(cè)并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)管放大后向外輸出。為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度以增大探測(cè)距離，一般在探測(cè)器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾透鏡，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(hào)放大70分貝以上，這樣就可以測(cè)出510米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。3.2.4 壓電蜂鳴片壓電式蜂鳴器

8、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(gè)電壓后，因?yàn)閴弘娦?yīng)，蜂鳴片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形而發(fā)出聲響。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。第四章 電路制作4.1 PCB板的制作4.2 電路板焊接及裝配1. 焊接電阻器（共17只）：R1：22K  R2：5.1M  R3：2.2M R4：47K  R5：2.2M  R6：10K  R7：470K R8：2.2 R9：2.2M   R10：22K R11：270K  R12：2.2M  R13:

9、270K R14: 2.2  R15: 270K  R16:560  R17: 270K，振蕩電阻R15(270K)與集成電路IC2報(bào)警片焊接2. 焊接瓷片電容器（共7只）C3：103   C4：103    C6：103  C7：103  C9：104   C10：102   C11：1043. 焊接電解電容器（共7只）C1:47F  C2:47F  C5:10F  C8:10F C12:47F  C13:47F&

10、#160;  C14:10F， 電解電容器有極性之分，電路板上有白色斜線(xiàn)的端為負(fù)極 4. 焊接發(fā)光二極管和三腳電感5. 焊接金屬跳線(xiàn)（J），焊接三極管(2只)    VT2:9014  VT3:9013，   重點(diǎn)說(shuō)明:VT1:9014不用焊接，因?yàn)槠涔ぷ鳡顟B(tài)，由開(kāi)關(guān)K1代替了6. 集成電路、傳感器和開(kāi)關(guān)的焊接7. 報(bào)警集成電路的焊接（先上錫）8. 導(dǎo)線(xiàn)焊接在蜂鳴片上9. 蜂鳴片和電池線(xiàn)與電路板的焊接10. 菲涅爾透鏡的處理11. 電池片裝入后殼中的處理12. 前殼上的共鳴腔、共鳴塑料罩與壓電蜂鳴片的處理13. 調(diào)

11、試與組裝過(guò)程    組裝完成并認(rèn)真檢查無(wú)誤后，將電路板裝入殼中并用三顆螺釘固定，同時(shí)把前、后殼扣在一起，然后裝入3節(jié)7號(hào)電池測(cè)試效果。放在桌上并撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K1打到“ON”一邊，即可產(chǎn)生“報(bào)警聲”，延時(shí)一段時(shí)間后自動(dòng)停止，然后可以進(jìn)行熱釋紅外人體報(bào)警實(shí)驗(yàn)，當(dāng)人體靠近時(shí)即可產(chǎn)生報(bào)警聲。如果沒(méi)有報(bào)警聲，則要認(rèn)真檢查電路是否有焊接錯(cuò)誤，如果有錯(cuò)誤加以修改。     完成整機(jī)效果后，將前、后蓋緊扣在一起，并在后蓋上插裝好萬(wàn)向輪，萬(wàn)向輪座可以按您的要求自行安裝。注意：探頭應(yīng)避免直對(duì)室外，以免閑人走動(dòng)引起誤報(bào)；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(shí)應(yīng)避免陽(yáng)光、汽車(chē)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1.53米位置，可以防止小動(dòng)物誤報(bào)。4.3實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與分析將電子狗的探測(cè)窗口對(duì)準(zhǔn)要探測(cè)的場(chǎng)所或物體（根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整安裝角度），打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)30秒左右的開(kāi)機(jī)延時(shí)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(cè)范圍，電子狗就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，15秒鐘左右結(jié)束，經(jīng)過(guò)2秒鐘左右的觸發(fā)封鎖時(shí)間后若又有人進(jìn)入探測(cè)范