使用BISS0001的红外热释电子狗的制作与调试

1、红外热释电电子狗热释电红外线传感器的工作原理热释电红外线传感器是80年代发展起來的一种新型高灵敏度探测元件。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如作电源开关控制、防盗防火报警、h动览测等。(1)热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数的材料，如皓钛酸铅系陶瓷、钳酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*lmm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由丁身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输岀。为了提

2、高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出1020米范围内人的行动。1j菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。人体辐射的红外线中心波长为910um,而探测元件的波长灵敏度在0.220um范围内儿乎

3、稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7、10um,正好适合丁人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能鬥动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、IT动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用丁企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用丁安全区域的H动灯光、照明和报警系统。、足、特点*CM0S工艺*数模混合*具有独立的高输入阻抗运算放大器*

4、内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰*内设延迟时间定时器和封锁时间定时器*采用16脚DIP封装管脚图uwrim-lufzu-snnmism:両阳冋回冈可冋闵knUlKlK2tt2I5SWA管脚说明引脚名称I/O功能说明1AI可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发_2VO0控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使V。输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，V。保持低电平状态。凡/3RR1输出延迟时间Tx的调节端4RC1输出延迟时间Tx的调节端5RC2触发封锁时间Ti的调节端6RR2触发封锁时间Ti的调节端7VSS工作电

5、源负端8VRFI参考电压及复位输入端。通常接VDD,当接“0”时可使定时器复位9VCI触发禁止端。当VcVR时允许触发(VRO.2VDD)10iby运算放大器偏置电流设置端11VDD工作电源正端122OUT0第二级运算放大器的输出端132IN-Q%第二级运算放大器的反相输入端141IN+I第一级运算放大器的同相输入端151IN-I第一级运算放大器的反相输入端161OUT0第一级运算放大器的输出端符号参数测试条件参数范围单位%电源电压-0.36.0vrAfi输入/输出电压VSS-0.3zVDIH0.3心最大输岀电流%二50V10mA|Topr工作温度-20+70*C|1贮存温度-40+125直流

6、特性参数（汕.幻外小lb我兀）符号参数测试条件11、.最灿LCC匸作电压范围:.5工作电流无负载VM=；IV50uA100抵输入失调电压Vm=5V50mVi-as输入失调电流V=5VJ50nA开环电爪増益rM=5V,&习刖Q60dBCMRR共模抑制比rM=5V.Rl.WdEJVsx运啟输出髙电平.Vw=5V%运放输出低电平I4=5OCK.接1/2VM().75V%Vc端输入高电平Vtf=VM=5VL1VvVc端袍人低电中0.9VVo端输出离电中V10=5V,l4)=0.SiitA4V九血端输出低电半VW=5V,0h1mA0.1VA端输入高龟平.V5Y3.5VVm/V5Y1.5V工作原理BISS

7、0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。人11.不叮重复触发t作方式/1y以下图所示的不可重复触发丄作方式下的波形，来说明其工作过程.yovh-rn-UvsnnnnnniI.1bvcrr11、vXi1TO1、1TxllilTxTi1以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，來说明其工作过程。不可重复触发工作方式下的波形首先，根据实际需耍，利用运算放大器0P1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器0P2,再进行第二级放大，同时将氏流电位抬高为VM(O.5VDD)后，将输出信号V2送到由比较器C0P1和C0P2

8、组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vso由于VHO.7VDD、VL0.3VDD,所以，当VDD二5V时，可有效抑制土IV的噪声干扰,提高系统的可靠性。COP3是一个条件比较器。当输入电压VcVR(0.2VDD)时，COP3输出为低电平封住了与门U2,禁止触发信号Vs向下级传递；而当VcVR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，血至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时，V。下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti时间内，任何V2的变化都不能使V。跳变为有效状态（高电平），可有效抑制负载切换过程

9、中产生的各种干扰。2.nJS&ftt发丁作方式以下图所示的可重复触发工作方式7波形八上说明其工作1叽vsnnnnnnbil011|11，11111Tx|Ti|11Tx|El以下图所示的可重复触发工作方式下的波形，來说明其工作过程。可重复触发工作方式下的波形在Vc二“0”、A二“0”期间，信号Vs不能触发V。为有效状态。在Vc二“1”、A二“1”时，Vs可重复触发V。为有效状态，并可促使V。在Tx周期内一宜保持有效状态。在Tx时间内，只要Vs发生上跳变，则V。将从Vs上跳变时刻起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为“1”状态，则V。一宜保持有效状态；若Vs保持为“0”状态，则在Tx周期结束后V。恢

10、复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti时间内，任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态。电路原理图IX.J、GNDBISS0001的热释电红外开关应用电路图BISS0001的热释电红外开关应用电路图如上图所示，在不开机状态下，电源开关KW的1脚和2脚相连，电源VCC和VCC1接通，Q2导通触发禁止端9脚为低电平，禁止信号触发，单电源开关KW拨到2脚和3脚接通时，整机供电信号采集和处理电路通过Q1供电，蜂鸣片驱动电路由电源直接供电。开机后芯片复位，在一定时间内禁止信号触发，防止开机干扰信号，和开机时人体近距离感应误报。热释电红外传感器的输出信号输出信号幅值一般都很小，大约儿白微伏到儿毫伏，此信号经

11、过高频滤波，传到处理芯片的14脚经过一级运算放大后由16脚传出，再经过电容C8耦合进入13脚，进行第二级放大，再经由电压比较器构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号V。经电阻R14驱动音乐芯片，音乐芯片上电就由2脚输出音频信号(一般有110声、119声、120声由3脚控制：悬空110声、接正119声、接负120声)，然后由Q4、Q3组成的达林顿管驱动升压电感驱动蜂鸣片发出警报声。图中，RG1为光敏电阻，用來检测环境照度。若环境较明亮，RG1的电阻值会降低,使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。Pl为光敏电阻使用选择端，悬空时报警器在白天夜晚都起作用

12、，短接P1白天不起作用(套件标准件不配光敏电阻，P1悬空)，图中R8可以调节放大器增益的大小，图中P2为灵敏度调节端子，1脚和2脚短接灵敏度高，2脚和3脚短接灵敏度低。输出延迟时间Tx由外部的R9和C13的大小调整，触发封锁时间Ti由外部的R12和C12的大小调整。配套的热释电元件RE200B体积：8.3*4.2mm灵敏元面积2.0X1.0mm2刀基片材料硅基片厚度0.5mm匸作波长7-14Um平均透过率75%输出信号2.5V(420k黑体1Hz调制频率0.3-3.0Hz带宽72.5db增益)噪声V200mV(mVp-p)(25C)平衡度20%工作电压2.2-15V工作电流8.5-24PA(V

13、D二10V,Rs二47kQ,25C)源极电压0.4-1.IV(VD二10V,Rs二47kQ,25C)工作温度-20C-+70C保存温度-35C-+80C视场139X126该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。1、上述特性指标是在源极电阻R5二47KQ条件下测定的，用户使用传感器时，可根据自己的需耍调整R5的大小。2、注意灵敏元的位置及视场大小，以便得到最佳光学设计。3、所有电压信号的测量都是采用峰一峰值定标。平衡度B中的EA和EB分别表示两个灵敏元的电压输出信号的峰一峰值。4、使用传感时，管脚的弯曲或焊接部

14、位应离开管脚基部4mm以上。5、使用传感器前，应先参考说明书，尤其要防止接错管脚如何避免红外探测器误报警和漏报警-、避免误报警1、探测范围内不耍放置会发热的物体，如：暖气、热水器、电视机、电脑、冰箱等电器，除非这些电器都关了。暖气、热水器、电脑、冰箱在自动程序控制状态会时开时关，会引起误报警。2、探测范围内避免强光照射干扰，如：阳光照射、汽车灯光照射、射灯照射及照明等光源。这些光源含有丰富的红外光谱会引起误报警。/3、探测范围内避开被风吹而引起飘动的物体，如：窗帘、衣物、花草等。布防前,关上窗户和门避免空气对流引起物体瓢动而造成误报警。因为飘动的物体切割了红外线致使探测器误判断。4、探测范围内

15、避免动物干扰，可调高下深测区，使0.5米以下动物活动不在探测区内。家庭养有宠物可将多区域探测器更换为水平式探测器。最简单的方法是用不透明的胶布粘贴在镜片下端。、/5、发现误报探测器，找出原因排除之。通常在保证防盗探测范围内，可微调探测灵敏度适度降低探测距离。6、选择经公安部检验合格，性价比好的探测器。二、避免漏报警1、探测范围内不要有障碍物遮挡，留有探测空隙不足以引起报警。2、探测范围与人活动方向呈穿越形式（见A箭头人体活动方向图示），不要正对着人体活动方向（见B箭头人体活动方向图示）。3、探测器安装位置不要致使探测范围造成盲区，给盗贼可乘之机。4、探测器安装位置耍靠近被保护物体，如保险柜、保密资料柜等贵重物体。5、探测范围要有余量，耍考虑到夏天，当环境温度升高与人体表面温度一致时（3032C）,探测距离会缩短1/3以上，共至个别探测器会出现不探测。因此，务必引起注意。6、保持在10天内检测一次，保障能正常工作。注意清洁菲温尔镜片，其正反同心圆表而有污点及霉斑点均会影响探测距离和效果。红外热释电电子狗PCB印刷版红外热释电电子狗元件清单参数代号数量参数代号数量47UC1,C3,