使用BISS0001的紅外熱釋電子狗的制作與調(diào)試

1、紅外熱釋電電子狗熱釋電紅外線傳感器的工作原理熱禪電紅外線傳感器是80年代發(fā)展起來的一種新熨高靈敏度探測(cè)元件。它能以非 接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。將這個(gè)電 壓信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路，如作電源開關(guān)控制、防盜防火報(bào)警、n動(dòng)覽 測(cè)等。（1）熱釋電紅外線傳感器主夏是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鉗鈦酸鉛系陶瓷、鉗酸鋰、硫酸三甘鈦等制成 尺寸為2具有獨(dú)立的尚輸入阻抗運(yùn)算放大器*內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾*內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器*采用16腳DIP封裝管腳圖lmm的探測(cè)元件。在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或陶個(gè)探測(cè)元件，并將陶個(gè)探測(cè)元 件以反極性吊聯(lián)，

2、以抑制由丁門身溫度升高而產(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)變成微弱的電斥信號(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,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、下網(wǎng)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，它和放大電路相配介，可將信號(hào)放大70分貝以上，這樣就可以測(cè)出10、20 米范由內(nèi)人的行動(dòng)。1j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“島靈敏區(qū)”，以提島它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過時(shí)，人體發(fā)出的紅 外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“烏靈敏區(qū)”，這樣就

3、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)其能最幅度。f/ T1人體輻射的紅外線屮心波長(zhǎng)為9、10um,而探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈散度在0. 2、20um 范圍內(nèi)兒乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通 過光的波長(zhǎng)范圉為70-um, |E好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長(zhǎng)的紅外線 由濾光片予以吸收，這樣便形成種專門用作探測(cè)人體輻射的紅外線傳感器。BISS0001是一款具有較高性能的傳感信萼處理母電路，它配以熱釋電紅外傳感器 和少最外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。它能門動(dòng)快速開啟各類口熾燈、熒光 燈、蜂鳴器、h動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和H動(dòng)洗手池等裝置，特

4、別適用于企業(yè)、賓館、 商場(chǎng)、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用丁安全區(qū)域的門動(dòng)燈光、照明和報(bào)警 系統(tǒng)。、足、J一 H特點(diǎn)、*CMOS匸藝*數(shù)?；旖閡wr int- ldf ZD-fmr m ii m:管腳說明引腳名稱I/O功能說明1AI可重復(fù)觸發(fā)和不可雨復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng)A為“1”時(shí)，允許雨復(fù)觸發(fā)；反 之，不可重復(fù)觸發(fā)2VO0控制信號(hào)輸出端。由VS的上跳變沿觸發(fā)，使Vo輸出從低電平跳變到高 電平時(shí)視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時(shí)間Tx之夕卜輕無VS的上跳變時(shí),Vo 保持低電平狀態(tài)。人 /3RR1輸出延遲時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)端/V4RC1輸出延遲時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)端_5RC2觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端16RR2

5、觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端17VSS工作電源負(fù)端&/8VRFI參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接VDD,當(dāng)接“0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位9VCI觸發(fā)禁止端。當(dāng)VcVR時(shí)允許觸發(fā)(VRO. 2VDD)10IB /運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端11 、VDD工作電源正端1220UToB第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端132 IN-%(第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端141IN+J第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端151IN-I第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端1610UT0第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端參數(shù)測(cè)沆條件參數(shù)范圍電源電壓-0. 3 6. 0V輸入/輸出電壓VSS-0. ：l Z ,|J|I (). 3V最大輸岀電流S0Y10Il A|工

6、作溫度-20 -70c|貯存溫度-40 z +125苴流特性參數(shù)（除特刃泥掰外P）參數(shù)測(cè)試條件 !V=5V3.5V八卞沱LV-5VV內(nèi)部框圖匚 III1011 匚J vonun R( I2I匚24 I匚 IRJ匚 Vss11V匚1I匚VRI7 _nrsrr1-工作原理/ /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)模混合專用集成電路樸入 w1. 不川慮復(fù)觸發(fā)丁作方式以卜圖所示的不討用復(fù)址發(fā)作方式I的放形*榻明i I5nA1VC0V0|111T1 XiTi 1Ti 1以下圖所示的不可雨復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。不可雨復(fù)觸

7、發(fā)工作方式下的波形先，根據(jù)實(shí)際需耍,利用運(yùn)算放犬器0P1組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路，將信號(hào)放犬。 然后耦介給運(yùn)算放大器0P2,再進(jìn)行第二級(jí)放大，同時(shí)將血流電位抬島為VM40.5VDD) 后，將輸出信號(hào)V2送到由比錢器C0P1和C0P2組成的女向鑒幅益，檢出有效觸發(fā)信號(hào) Vso由于VH5.7VDD、VA0.3VDD,所以,當(dāng)VDD=5V時(shí)，可有效抑制土 IV的噪聲干擾, 提高系統(tǒng)的可靠性。C0P3是一個(gè)條件比較器。當(dāng)輸入電壓VcVR(0.2VDD)時(shí)，C0P3 輸出為低電T封住了與門U2,禁止觸發(fā)信號(hào)Vs向下級(jí)傳遞：而當(dāng)VcVR時(shí)，C0P3輸出為高電平,進(jìn)入延時(shí)周期。當(dāng)A端接“0”電平時(shí),在Tx時(shí)間

8、內(nèi)任何V2的變化都被忽 略，/至Tx時(shí)間結(jié)束，即所謂不可貢復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)Tx時(shí)間結(jié)束時(shí)，V。下跳回低 電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期Ti。在Ti時(shí)間內(nèi)，任何V2的變化都不 能使V。跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平），可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。2. nJSMftt發(fā)工作方式以下圖所示的可朮値發(fā)匸作方式下的波執(zhí) 來說明井工作過程.V2 Vll-fl 1V|- TULjH uvs n n nn n n riLIWlII、1Ik 1VCiv iVO1 N丿11 Tx | I i |11 Tx|Ti |以下圖所示的可重復(fù)觸發(fā)匸作方式下的波形，來說明其1作過程。叮重復(fù)觸發(fā)匸 作方式下的

9、波形在Vc二“0”、A二“0”期間，信號(hào)Vs不能觸發(fā)V。為有效狀態(tài)。在 Vc= “1” 、A= “1”時(shí)，Vs可重復(fù)觸發(fā)V。內(nèi)有效狀態(tài)，并可促使V。在Tx周期內(nèi)一直保 持仃效狀態(tài)。在Tx時(shí)間內(nèi)，只要Vs發(fā)生上跳變，則Vo將從Vs上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延 長(zhǎng)一個(gè)Tx周期；若Vs保持為“1”狀態(tài)，則V。一血保持有效狀態(tài)：若Vs保持為“0” 狀態(tài)，則在Tx周期結(jié)束后Vo恢復(fù)為無效狀態(tài)，并且，同樣在封鎖時(shí)間Ti時(shí)間內(nèi)，任 何Vs的變化都不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。 a電路原理圖IX.丄、ONDBISS0001的熱釋電紅外開關(guān)應(yīng)用電路圖BISS0001的熱釋電紅外開關(guān)應(yīng)用電路圖如上圖所示，在不開機(jī)狀態(tài)下，電源開關(guān)

10、 KW的1腳和2腳相連，電源VCC和VCC1接通，Q2導(dǎo)通觸發(fā)禁止端9腳為低電平，禁止 信號(hào)觸發(fā)，單電源開關(guān)KW撥到2腳和3腳接通時(shí).整機(jī)供電信號(hào)采集和處理電路通過 Q1供電，蜂鳴片驅(qū)動(dòng)電路由電源氏接供電。開機(jī)后芯片復(fù)位，在一定時(shí)間內(nèi)禁止信號(hào)觸 發(fā)，防止開機(jī)干擾信號(hào)，和開機(jī)時(shí)人體近距離感應(yīng)誤報(bào)。熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào) 輸出信號(hào)幅值一般都很小，大約兒百微伏到兒毫伏，此信號(hào)經(jīng)過島頻濾波，傳到處理芯 片的14腳經(jīng)過一級(jí)運(yùn)算放大后由16腳傳出，再經(jīng)過電容C8耦介進(jìn)入13腳，進(jìn)行第二 級(jí)放大，再經(jīng)由電床比較器構(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)電阻R14

11、驅(qū)動(dòng)音樂芯片,芯片上電就由2腳輸出音 頻信號(hào)（般有110聲、119聲、120聲由3腳控制：懸空110聲、接正119聲、接負(fù) 120聲），然后由Q4、Q3組成的達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)升壓電感驅(qū)動(dòng)蜂鳴片發(fā)出警報(bào)聲。圖中，RG1為光敏電阻，用來檢測(cè)環(huán)境照度。若環(huán)境較明亮，RG1的電阻值會(huì)降低, 使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號(hào)Vs。Pl為光敏電阻使川選擇端，懸空 時(shí)報(bào)警器在口天夜晚都起作用，短接P1 口天不起作用（套件標(biāo)準(zhǔn)件不配光敏電阻，P1 懸空），圖中R8可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，圖中P2為靈敏度調(diào)節(jié)端子，1腳和2腳短 接靈敏度高，2腳和3腳短接棗敏度低。輸出延遲時(shí)間Tx由外部的R9和C13的大

12、小調(diào) 整，觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti由外部的R12和C12的大小調(diào)整。丿II /配套的熱釋電元件RE200B體積：8. 3*4. 2mm靈玻元面積2. 0X1.0mm2k 刀 基片材料硅基片厚度0. 5mm v工作波長(zhǎng)7-14 urn平均透過率75%輸出信號(hào)2. 5V彳(420 k黑體1Hz調(diào)制頻率0. 3-3. 0Hz帶寬72. 5db增益) 噪聲 200mV(mVp-p) (25C)平衡度V20%工作電壓2. 2-15V工作電流8. 5-24 u A(VD二 10V, Rs=47kQ,25C)源極電壓0. 4-1. IV(VD二 10V, Ks=47kQ,25*C)工作溫度-20C- +7CTC保存

13、溫度-35C- +80C視場(chǎng) 139 X126該傳感器采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測(cè)紅外輻射，采用雙靈敏元互補(bǔ) 方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提尚了傳感器的工作穩(wěn)定性。1、上述特性指標(biāo)是在源極電阻R5=47KQ條件下測(cè)定的，用戶使用傳感器時(shí)，可根 據(jù)自己的需要調(diào)整R5的大小。2、注意靈敏元的位置及視場(chǎng)大小，以便得到最佳光學(xué)設(shè)計(jì)。3、所有電壓信號(hào)的測(cè)最都是采用峰一峰值定標(biāo)。平衡度B中的EA和EB分別表示 兩個(gè)靈敏元的電床輸出信號(hào)的峰一峰值。4、使用傳感時(shí)，管腳的彎曲或焊接部位應(yīng)離開管腳壟部4mm以上。5、使用傳感器前，應(yīng)先參考說明書，尤其耍防止接錯(cuò)管腳如何避免紅外探測(cè)器誤報(bào)警和漏報(bào)警.y-

14、、避免誤報(bào)警1、探測(cè)范圍內(nèi)不耍放置會(huì)發(fā)熱的物體，如：暖氣、熱水器、電視機(jī)、電腦、冰箱等電器，除非這些電器都關(guān)了。暖氣、熱水器、電腦、冰箱任fl動(dòng)程序控制狀態(tài)會(huì)時(shí)開 時(shí)關(guān)，會(huì)引起誤報(bào)警。1A2、探測(cè)范圍內(nèi)避免強(qiáng)光照射干擾，如：陽光照射、汽乍燈光照射、射燈照射及照 明等光源。這些光源含有豐富的紅外光譜會(huì)引起誤報(bào)警。3、探測(cè)范圍內(nèi)避開被風(fēng)吹而引起飄動(dòng)的物體，如：窗簾、衣物、花草等。布防前,關(guān)上窗戶和門避免空氣對(duì)流引起物體瓢動(dòng)而造成誤報(bào)警。因?yàn)轱h動(dòng)的物體切割了紅外線 致使探測(cè)器誤判斷。/. /4、探測(cè)范圍內(nèi)避免動(dòng)物干擾，可調(diào)拓下深測(cè)區(qū)，使0.5米以下動(dòng)物活動(dòng)不在探測(cè)區(qū)內(nèi)。家庭養(yǎng)有寵物町將多區(qū)域探測(cè)器更

15、換為水平式探測(cè)器。最簡(jiǎn)單的方法是用不透明的 膠布粘貼在鏡片下端。、 / /5、發(fā)現(xiàn)謀報(bào)探測(cè)器，找出原因排除Z。通常在保證防盜探測(cè)范禺內(nèi)，可微調(diào)探測(cè) 靈敏度適度降低探測(cè)距離。.I W6、選擇經(jīng)公安部檢驗(yàn)合格，性價(jià)比好的探測(cè)器。二、避免漏報(bào)警*/1、探測(cè)范圍加：要有障礙物遮擋，留有探測(cè)空隙不足以引起報(bào)警。2、探測(cè)范圍與人活動(dòng)方向呈穿越形式（見A箭頭人體活動(dòng)方向圖示），不耍正對(duì)著 人體活動(dòng)方向（見B箭頭人體沾動(dòng)方向圖示）。3、探測(cè)器安裝位置不要致使探測(cè)范國(guó)造成廳區(qū)，給盜賊可乘Z機(jī)。4、探測(cè)器安裝位置要靠近被保護(hù)物體，如保險(xiǎn)柜、保密資料柜等貴雨物體。5、探測(cè)范國(guó)要有余最，要考慮到夏天，當(dāng)環(huán)境溫度升高與人體表面溫度一致時(shí)（30 32C）,探測(cè)距離會(huì)縮短1/3以上，其至個(gè)別探測(cè)器會(huì)出現(xiàn)不探測(cè)。因此，務(wù)必引起注意。6、保持在10天內(nèi)檢測(cè)一次，保障能正常工作。注意清潔菲溫爾鏡片，其正反同心 圓表面自污點(diǎn)及零斑點(diǎn)均會(huì)影響探測(cè)距離和效果。創(chuàng)宏達(dá)U2LQlcY1C7CllC83cLp； Q1R13s口 OOA紅外熱釋電電子狗PCB印刷版紅外熱釋電電子狗元件清單、k /參數(shù)代號(hào)丿b數(shù)量*代號(hào)數(shù)量47UC1,C3, C4 Q、h 31MR2, R17222UC