傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì)-熱釋紅外電子狗

?傳感器技術(shù)?課程設(shè)計(jì)題目：熱釋紅外電子狗姓名：XXX班級(jí)：XXX學(xué)號(hào)：XXXXXXXXX指導(dǎo)老師：XXXXXXX完成日期：2021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 53.2.1BISS0001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 64.1PCB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第五章個(gè)人總結(jié) 8

第一章摘要熱釋電紅外線傳感器可作電源開關(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)定而受到廣闊用戶和專業(yè)人士的歡送。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)須接線布線，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、電壓比擬器、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)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。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)由電壓比擬器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)電源開關(guān)K1在“OFF〞位置時(shí)，電源經(jīng)R2使VT1飽和導(dǎo)通，那么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、1022KΩ216發(fā)光二極管LED1Φ3紅色12電阻R25.1MΩ117三極管VT1901413電阻R3、5、9、122.2MΩ418三極管VT3901314電阻R447KΩ119熱釋傳感器Y1D203S15電阻R610KΩ120集成電路IC1BISS000116電阻R7470KΩ121集成電路IC2C00217電阻R8、142.2Ω222壓電蜂鳴片BL27mm18電阻R11、13、15、17270KΩ423菲涅爾透鏡59*4619電阻R16560Ω124導(dǎo)線接電源紅色、黑色210瓷片電容C3、4、6、7103425導(dǎo)線接蜂鳴片黃色211瓷片電容C10102126撥動(dòng)開關(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、1347μF428電池片連體簧314電解電容C5、8、1410μF329線路板48*41115三角電感L1130塑料套13.2主要元器件簡(jiǎn)介3.2.1BISS0001紅外傳感信號(hào)處理器有如下特點(diǎn)：1.CMOS數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰?.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)有人從透鏡前走過時(shí)，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(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、下兩局部各分成假設(shè)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5~10米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。3.2.4壓電蜂鳴片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(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4.1PCB板的制作4.2電路板焊接及裝配1.焊接電阻器〔共17只〕：R1：22KΩ

R2：5.1MΩ

R3：2.2MΩR4：47KΩ

R5：2.2MΩ

R6：10KΩ

R7：470KΩR8：2.2ΩR9：2.2MΩ

R10：22KΩR11：270KΩ

R12：2.2MΩ

R13:270KΩR14:2.2Ω

R15:270KΩ

R16:560Ω

R17:270KΩ，振蕩電阻R15(270KΩ)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〕C1:47μF

C2:47μF

C5:10μF

C8:10μFC12:47μF

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

4.焊接發(fā)光二極管和三腳電感5.焊接金屬跳線〔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)，由開關(guān)K1代替了6.集成電路、傳感器和開關(guān)的焊接7.報(bào)警集成電路的焊接〔先上錫〕8.導(dǎo)線焊接在蜂鳴片上9.蜂鳴片和電池線與電路板的焊接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)試與組裝過程

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。如果沒有報(bào)警聲，那么要認(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)防止直對(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)防止陽(yáng)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(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〕，翻開電源開關(guān)，經(jīng)過30秒左右的開機(jī)延時(shí)后，電子狗進(jìn)入工作狀態(tài)，當(dāng)有人