热释电传感器报警电路

1、屯元空女學课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计课程设计题目：热释电传感器报警电路 学院名称：南昌航空大学信息工程学院 专业：通信工程班级：学号:姓名：评分：教师：2016 年 4 月 29 B模拟电路 课程设计任务书2015-201£学年第2学期 第7周一 9周题目热释电传感器报警电路内容及要求釆用热释电传感器RE200B设计电路，当有人接近传感器时，热释电传感器报 警电路发出报警，无人接近时不报警，报警距离为2m。进度安排第7周：查阅资料，学习仿真软件，确定方案，完成原理图设计及仿真；第8周：领元器件、仪器设备，制作、焊接、调试电路，完成系统的设计； 第9周：检查设计结呆、

2、撰写课设报告。学生姓名：方倡廉、莫图源指导时间：周一、周三、周四、周五指导地点：E610室任务下达2016年4月11日任务下达2016年4月29日考核方式1.评阅2答辩口3实际操作4其它口指导教师刘敏系（部）主任徐新河注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份 备查。2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单” 一并交院教务存档。摘要随着近儿年我国电子技术的不断发展，许多原先的高端电子产品也逐渐步入 人们的生活。现在低廉的价格热释电红外传感器得到了很大的普及。原本用于感 应门的热释电红外传感器也进入了人们的生活安全保障中。本次实验模拟设计了热释电传感器报警器

3、。传感器采用的型号为re200b,并 配上其专用的芯片bissOOOl进行调试。Re200b在感受到周圉有人体红外的移动 的同时会输出一个高电平到bissOOOl,同时由于9号引脚接入了大电阻固定输入 高电平，bissOOOl检测到信号会输出高电平触发蜂鸣器。经过分析，准备，调试后，本次的电路设计达到了课程设计的要求。关键字：re200b、bissOOOl、报警、蜂鸣器目录第一章系统组成及工作原理11.1系统设计方案选择11.1.1 方案一11. 1. 1 方案二2第二章电路设计32. 1热释电传感器32. 2BISS0001 42.3报警电路5第三章实验原理图及实验调试63. 1实验原理图6

4、3. 2实验调试7第四章结论8参考文献9第一章系统组成及工作原理1.1系统设计方案选择1.1.1方案一图1.1方案一系统图示热敬电路：此电路主要由一个定值电阻（10k）及热敬电阻组成，两个电阻 串联接于5V直流稳压电源上（顺序依次为VCC-热敬电阻-A脚输出电压-定值电 阻-接地），在两个电阻之间接与门芯片的输入端A端。与非门电路：此电路主要有一个与门芯片74LS08和一个非门芯片74LS04 组成。与非门输入由A、B端组成，A端接入热敬电阻，B端接入小电阻对电源进 行分压，相当于持续输入低电平。NE555集成电路：其主要由一个芯片及电容、电阻组成，电容与电阻并联起 到一个延时作用，延长蜂鸣器

5、鸣叫的时间。报警电路：主要组成部分为蜂鸣器，三极管，以及电阻。从NE555中输出的 信号可经三极管放大，而电阻的高阻值则保证蜂鸣器正常工作。该方案使用热敬电阻作为信号探测源，灵墩度和探测距离皆未能达到实用标 准，且容易受到外界影响，故不釆用。1.1. 2方案二热释电传感器报警电路主要山信号探测电路、信号处理电路、报警电路组成。系统框图如图1.2所示。信号探测电 路信号放大电路图1.2方案二系统图示该方案采用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。放大电路山二级运放组成，输出3.刃 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

6、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。延时电路山电阻串联电容构成，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。方案二采用RE200B作为信号探测源，其对于人的移动十分敬感，且探测距 离在lm左右。搭配bissOOOl可以调整其敏感度及报警时长，并且不容易受到干 扰，符合设计要求，故本次实验采用该方案。第二章电路设计2. 1热释电传感器图2.1 RE200B实物图9本次实验使用的热释电传感器型号为RE200B,其釆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

7、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岀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，因此在其周圉加入47kQ电阻及0.1 uF电容来整流滤波消除干 扰。2. 2 bissOOOlR9470RIOU1 470RES2C6O.luO.lu图2. 3 bissOOOl二级放大及延时电路bissOOOl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

8、信号进过外圉电阻电容的 整流滤波后首先进入bissOOOl芯片内部的放大电路，放大电路山二级运放组成。 其中RE200B的敬感程度部分受到15号引脚上电阻电容的影响，本次实验选取的 是47kQ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1皿 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TX49152*R1*C1

9、(s),本次实验R1二47kQ, Cl二10nF,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TI24*R2*C2 (s),本 次实验R2二51kQ, C2二10nF,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。2. 3报警电路图2.3报警电路原理图报警电路山电源电压、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bissOOOl 芯片的2号引脚。芯片在检测到人的移动时从2号

10、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。第三章实验原理图及实验调试3.1实验原理图图3. 1实验原理图5v0该电路由三个主要部分组成，信号检测、信号处理、报警电路。由于在 Multisim中没有BISS0001,但它内部乂集成了二级运放、比较器、延时电路等, 无法找到芯片代替，所以只是用protel将原理图画出来，ere电气规则检测没 有发现问题。3. 2实验调试1. 找到需要的原件，按照电路焊到板上后，接上5V实验室电源，蜂鸣器响起， 人离开，蜂鸣器并未停止，直到达到封锁时间，停止5s之后继续鸣叫。2. 怀疑是芯片问题，更换芯片，蜂鸣器依旧一直鸣叫。随后测量了 re

11、200b的源 极与地之间的输入电信号大小，为0.5v左右，无论有无人否数值固定不变。3. 用物体遮挡re200b使其不能检测，但蜂鸣器依旧鸣叫。4. 将原理图上的部分电阻电容更换，并根据其重新制作了一块电路板，接上5v 实验室电源，蜂鸣器在延时时间内鸣叫，之后停止，人靠近也没有再次响起。 查资料得知re200b在焊接时需要距离电路板3mm以上，于是更换re200b并 距板4mm左右。结果仍然未正常工作。5. 再次检测焊接问题，发现线路都能导通不存在虚焊。上网得知bissOOOl刚开 始工作需要预热15s左右，并且受环境影响较大。6. 将电路板放在了空旷无风无光照的环境下，并且用一根导线连接了

12、re200b的 2号信号输出端与bissOOOl的14号输入端避免信号传输过程中受到干扰。7. 电路正常工作，有人靠近时会鸣叫，无人靠近并且无温度变化时会持续保持 静默，范围大概lm左右。第四章结论5.1实验结果打开电源开关之后，蜂鸣器开始鸣叫，过一段时间（35s左右）停止，直到 有人接近，范围lm左右。5. 2实验结论本次课设在经历了一次次的失败之后，最后还是取得了成功，并且效果明显, lm左右可以感知到人的移动。不足的是，芯片仍然不够稳定，室外条件下，风 吹或者其它物体的温度变化也有可能误触发。山于时间和材料的不足，只能完成 到这里。在此提出三点改进措施：将电路制成pcb板，以减小外界干扰；在re200b感 应区前罩上菲涅尔透镜以增加感应范圉；9号引脚处