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1、PIR热释红外报警器(电子狗)的制作 长兴职教中心邵老师 2013.5.15,红外传感器的工作原理 光谱基础,红外线属于一种电磁射线,其特性等同于无线电或X射线。人眼可见的光 波是380nm-780nm,发射波长为780nm-1mm的长射线称为红外线,红外传感器的工作原理 人体辐射,任何发热体都会产生红外线 辐射的红外线波长跟物体温度有关。表面温度越高 ,辐射能量越强。 最强波长和温度的关系满足m*T=2989(um.k) 人体的正常体温为3637.5。C , 其辐射的最强的红外线的波长为9.679.64um,中心波长为 9.65um。,红外传感器的工作原理 热释电核心探头,端接电源正极, 端
2、接电源负极, 端为信号输出,热电元,红外传感器在生活中的应用,1.“有电,危险”安全警示电路 用于有电的场合,当有人进入这些场合时,通过发出语音和声光提醒人们注意安全。 2.自动门 主要用于银行、宾馆。当有人来到时,大门自动打开,人离开后又自动关闭。 3.红外线防盗报警器 用于银行、 办公楼、家庭等场合的防盗报警。 4.高速公路车辆车流计数器 5.自动开、关的照明灯,人体 接近自动开关等。,热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。 由于热电元输出的是电荷信号,并不能直接使用,因而需要用电阻将其转换为电压形式,该电阻阻抗高达104,故引入的沟道结型场效应管应接成共漏形式即源极
3、跟随器来完成阻抗变换。,滤光窗 -由一块薄玻璃片镀上多层滤光层薄膜而成的,能有效地滤除7.014um波长以外的红外线。 人体正常体温时,辐射的最强的红外线的中心波长为9.65um,正好落在滤光窗的响应波长(714um)中心。,传感器只对移动或运动的人体、体温近似人体的物体起作用。,故滤光窗能有效地让人体辐射的红外线通过,而最大限度地阻止阳光、灯光等可见光中的红外线的通过,以免引起干扰。,(1)人体经过探头先后被A源或被B源感应,SaSb产生差值,双源失去互补平衡作用而很敏感地产生信号输出,见图(3C)。 (2)人对着探头呈垂直状态运动,Sa=Sb不产生差值,双源很难产生信号输出。,红外传感器的
4、工作原理,径向移动反应最不敏感, 而对于横切方向 (即与半径垂直的方向)移动则最为敏感. 在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。,聚光系统:菲涅尔镜片,菲涅尔镜片的原理和应用,各式各样的菲涅尔镜片,菲涅尔镜片是红外线探头的“眼镜”,它就象人的眼镜一样,配用得当与否直接影响到使用的功效,配用不当产生误动作和漏动作,致使用户或者开发者对其失去信心。配用得当充分发挥人体感应的作用,使其应用领域不断扩大。,菲涅尔透镜的作用有两个: 一是聚焦作用,即将探测空间的红外线有效地集中到传感器上。 不使用菲涅尔透镜时传感器的探测半径不足2米,只有配合菲涅尔透镜使用才能发挥
5、最大作用。配上菲涅尔透镜时传感器的探测半径可达到10米。,聚集能量,菲涅尔镜片的原理和应用,第二个作用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上产生变化的热释红外信号。,下图是常用三区多段镜片区段划分、垂直和平面感应图。,菲涅尔镜片的原理和应用,当人进入感应范围,人体释放的红外光透过镜片被聚集在远距离A区或中距离B区或近距离C区的某个段的同心环上,同心环与红外线探头有一个适当的焦距,红外光正好被探头接收,探头将光信号变成电信号送入电子电路驱动负载工作。整个接收人体红外光的方式也被称为被动式红外活动目标探测器。,电子狗套件PCB,原理图,GC7780芯片结构,当红外线传感器探测到人体辐射出来的红外线信号时,由传感器的2脚输出微弱的电信号,送入集成电路GC7780(图2)的14脚经运算放大器OP1做一级放大,然后由C15耦合给OP2进行第二级放大,再经双向鉴幅器(由电压比较器COP1和COP2构成)处理后,检出有效触发信号Vs去启动延时时间定时器。GC7780的输出信号Vo经二极管D1送入音乐片,音乐片受触发后工作,其输出端输出内储“滴”声电信号再经过Q1和Q2放大后驱动蜂鸣器发出报警声,元器件的安装,焊点:要求光滑圆润,电路安装与焊接,单音片75K110和蜂鸣片的焊接,蜂鸣片的连接,效果图,完成了,调试-,
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