热释电红外传感器电路
目录:
一、热释电红外传感器的工作原理
二、基于BISS0001热释电红外传感器电路
三、基于LM324热释电红外传感器电路
四、注意事项
1、使用时
2、电路设计时
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一、热释电红外传感器的工作原理
图1开始的阶段(T),在没有红外照射下,热释电红外传感器的温度没有变化,传感器表面的电荷处于中和状态,正负电子对等(A),此时,传感器没有输出(0)。图1第二阶段(T+T),有温度变化时,在人体红外线的照射下,热释电红外传感器的温度如果上升T,那么传感器表面的电荷就如图2(B)所示的那样发生相应的变化。如果温度变化为T,其对应的电荷变化就产生V的变化,因此,传感器输出V。随着时间的延长,传感器表面就会重新吸附空气中的离子并相互抵消由此而达到如图2C所示的中和状态。此时,传感器又恢复到没有输出(0),如图3所示。
当温度下降时,温度又回到原来的状态(T),其自由极化状态如图2D所示。由于温度的下降变化(相对而言)过程与温度上升变化相反,所以,传感器表面的电荷变化与上升时变化过程刚好相反,是个反过程。因此,传感器的输出信号就是-V,如图3所示。同理,随着时间的延长,传感器的表面也会重新吸附空气中的离子,而使传感器的输出信号再次为零。
传感器对人体活动信息的感应全过程输出信号如图3所示。从传感器输出图中不难看出,传感器对人体活动的一个动作所输出的信号是一个完整的波形。在实验时,如果用放大器把该信号放大,再用示波器观察就是一个正脉冲和一个负脉冲。也就是说,传感器感应到的一个移动信号近似于一个完整的1Hz脉冲信号。
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二、基于BISS0001热释电红外传感器电路
R3光敏电阻:光照产生载流子,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源正,空穴奔向电源负。无光照时电子空穴复合。
VM=0.5VDD VR=0.2VDD VH=0.7VDD VL=0.3VDD
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三、基于LM324热释电红外传感器电路
1、5V电源通过R1给透镜供电,R1的作用的限流,C1是电源滤波,其稳定电压的作用。
2、C2和R2构成高通滤波器,隔离透镜输出的直流分量。
3、由于运放采用单电源供电,R3、R5、C3为运放A1提供一个2.5V的参考电压。
4、运放A1、R4、R6、C4构成积分器,相当于低通滤波器,滤除低频噪声,同时,放大有效信号。
5、C5再次隔离直流分量。
6、R8、R9、C9为运放A2提供一个2.5V的参考电压。
7、运放A2、R7、R10、C8构成积分器,相当于低通滤波器,滤除高频噪声,有效信号比例缩小。
8、A3、A4等构成差分放大电路,输出经二级管检波为直流电压。
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四、注意事项
1、使用时
1)避免灯光直射透镜
2)尽量避免流动的风、正对发热电器
3)感应模块要密封
4)当环境温度与人体温度持平时,感应最不灵敏
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2、电路设计时
1)采用标准BIS0001 PDF文档推荐电路。
2)PCB布线时PIR至BIS0001输入端走线应尽量短,并远离继电器等易产生干扰的输出器件。
3)PIR输出后的信号被放大近5000倍,因此很容易产生自激震荡或带来干扰。可通过改变IC外接电阻来适当降低电路的增益。
4)PCB的5V端与地焊接一枚220uF电容和一枚104瓷片电容。
5)将封锁报警和报警延时的两枚0.1uF电容改为0.01uF,缩短时间,以方便调试。
6)高级应用时可考虑增加温度补偿电路,抵消冬夏不同温度带来的放大电路温漂。
7)印刷电路板设计时考虑电磁兼容问题。
8)如果采用稳压电源供电,搞好滤波电路部分设计。PIR的供电采用三级积分电路,进一步滤除脉冲干扰!LC滤波应该效果更好,L=10mH,C=1uF。电源进线处加共模电感。
9)如果采用电池供电,最好使用低功耗5伏的LP2950,静态电流为75uA,可使用数月。78L05静态电流为3mA,7805为8mA。
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