热释电传感器报警电路的设计
eeskill 2022-05-26

本文为大家介绍热释电传感器报警电路的设计。

设计方案

热释电传感器报警电路主要由信号探测电路、信号处理电路、报警电路组成。系统框图如下图所示。

方案系统图

该方案采用RE200B作为信号探测,当有人移动时,传感器发出0.5v左右的电信号,经过整流滤波到达放大电路。放大电路由二级运放组成,输出3.8v的高电平进入信号处理电路。

信号处理电路将输入信号与来自9号引脚的信号通过与门相比较,9号引脚因接入大电阻持续输入高电平,所以信号处理电路在检测到有人移动时会输出高电平进入延时电路。延时电路由电阻串联电容构成,经过固定时长后,输出电信号开启三极管,由三极管开启报警电路。

电路设计热释电传感器

RE200B实物图

RE200B原理图

使用的热释电传感器型号为RE200B,其采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射,并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰,提高了稳定性。它能以非接触形式检测出物体放射出来的红外线能量变化,并将其转化为电信号从2号引脚输出。

2脚输出信号,因此在其周围加入47kΩ电阻及0.1uF电容来整流滤波消除干扰。

biss0001

biss0001二级放大及延时电路

biss0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。配合RE200B可以组成的热释电红外开关,本次试验中能够快速开启蜂鸣器。该芯片主要由二级运算放大电路、逻辑电路、封锁时间定时器、延迟时间定时器组成。

RE200B检测到人的移动时输出信号大约为0.4v,该信号进过外围电阻电容的整流滤波后首先进入biss0001芯片内部的放大电路,放大电路由二级运放组成。其中RE200B的敏感程度部分受到15号引脚上电阻电容的影响,本次实验选取的是47kΩ及47uF铝电解电容,该组合能使RE200B传输的信号较为稳定并且距离达到1m。经过两级放大后的信号幅度为3.8v,随后该信号进入与门与来自9号引脚的信号相比较(由于9号引脚在本次试验中接入了大电阻,因此分得较大的电压,所以9号引脚持续输出高电平)。比较后的输出信号到达芯片的封锁时间定时器和延迟时间定时器。延迟时间定时器在接收到高电平后会持续一段时间输出高电平,时长TX≈49152*R1*C1(s),本次实验R1=47kΩ,C1=10nF,报警时长大约在23s左右;封锁时间定时器在延时TX的一段时间TI内不受到任何外界信号的干扰,即芯片在这段时间内停止工作,TI的时长TI≈24*R2*C2(s),本次实验R2=51kΩ,C2=10nF,时长为0.012s左右。信号在经过上述过程后输出3.8v电压,经过分压电阻后开启三极管,从而触发报警电路。

报警电路

报警电路由电源电压、三极管、蜂鸣器组成,蜂鸣器接在三极管的集电极与电源电压正极(5v)之间,三极管的发射极接入电源电压负极,基极接入biss0001芯片的2号引脚。芯片在检测到人的移动时从2号引脚输出3.8v的电信号经分压电阻后开启三极管,从而触发蜂鸣器。

实验原理图

本次实验模拟设计了热释电传感器报警器。传感器采用的型号为re200b,并配上其专用的芯片biss0001进行调试。Re200b在感受到周围有人体红外的移动的同时会输出一个高电平到biss0001,同时由于9号引脚接入了大电阻固定输入高电平,biss0001检测到信号会输出高电平触发蜂鸣器。

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