浅释热释电人体感应模块

提到热释电传感器,相信很多D友第一反应想到的是热释电模块,那你有没有想过自己DIY一套热释电模块呢?或者你想直接在你的PCB板上设计热释电功能,那么今天你来对了,今天PCB哥给大家的,就是完整的热释电模块电路的资料了,你可以把这部分功能电路直接集成到你的PCB上,就不用像搭积木一样地组建你的电路了。

那么,什么是热释电人体感应?

热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938年,有人提出过利用热释电效应探测红外辐射,但并未受到重视,直到六十年代,随着激光、红外技术的迅速发展,才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器,它可以作为红外光的一种较理想的探测器,正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。除了在我们熟知的楼道自动开关、防盗报警上得到应用外,在更多的领域应用前景也不错。比如:在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机;电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的装置;自动开启监视器或自动门铃;结合摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动等等应用。当然,如果你有别的创意,你也可以根据自己的奇思妙想,结合其它电路开发出更加优秀的新作品。

在详细了解了热释电人体感应模块后,我们开始今天的主题:热释电人体感应模块应该怎样调试和使用?

下面是这款热释电人体感应电路的电路图和PCB图,看不清不要紧,你可以获取在线的开源文件,当然你也可以把这部分电路灵活的集成到你的电路里。
电路原理图:

下面我们对热释电感应电路做一下更加详细的介绍:

1、热释电感应电路的应用范围:
这款热释电红外开关是BISS0001配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成的被动式红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗衣机等装置。特别适用于企业,宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域,或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。
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■ 人体感应玩具
■人体感应灯具
■ 工业自动化控制等

当然,用它完成你的防入侵系统,再合适不过了!

2、热释电感应电路使用技巧:

任何事情,要想成功,除了付出必要的努力,技巧也很重要!

下面我们要说的,正是热释电人体感应模块的使用和调试技巧了~~

1).感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间,在此期间模块会间隔地输出0-3 次,一分钟后进入待机状态。
2). 应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜,以免引进干扰信号产生误动作;使用环境尽量避免流动的风,风也会对感应器造成干扰。
3). 感应模块采用双元探头,探头的窗口为长方形,双元(A元B元)位于较长方向的两端,当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值,差值越大,感应越灵敏,当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时,双元检测不到红外光谱距离的变化,无差值,因此感应不灵敏或不工作;所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行,保证人体经过时先后被探头双元所感应。为了增加感应角度范围,一般采用圆形透镜,也使得探头四面都感应,但左右两侧仍然比上下两个方向感应范围大、灵敏度强,安装时仍需尽量按以上要求进行。

3、热释电传感器基本知识

热释电效应同压电效应类似,是指由于温度的变化而引起晶体表面荷电的现象。热释电传感器是对温度敏感的传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成,在元件两个表面做成电极,在传感器监测范围内温度有ΔT的变化时,热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ,即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。由于它的输出阻抗极高,在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷ΔQ会被空气中的离子所结合而消失,即当环境温度稳定不变时,ΔT=0,则传感器无输出。当人体进入检测区,因人体温度与环境温度有差别,产生ΔT,则有ΔT输出;若人体进入检测区后不动,则温度没有变化,传感器也没有输出了。所以这种传感器检测人体或者动物的活动传感。 由实验证明,传感器不加光学透镜(也称菲涅尔透镜),其检测距离小于2m,而加上光学透镜后,其检测距离可大于7m。

4、使用中应注意以下几点:

第一、直流工作电压必须符合要求的数值,过高和过低都会影响模块性能,而且要求电源必须经过良好的稳压滤波,例如电脑USB电源、手机充电器电源、比较旧的9V的层叠电池都无法满足模块工作要求,建议用变压器的电源并经过三端稳压芯片稳压后再通过220UF和0.1UF的电容滤波后供电。

第二、调试时人体尽量远离感应区域,有时虽然人体不在模块的正前方,但是人体离模块太近时模块也能感应到造成一直有输出,还有调试时人体不要触摸电路部分也会影响模块工作,比较科学的办法是将输出端接一个LED或者是万用表,把模块用报纸盖住,人离开这个房间,等2分钟后看看模块是否还是一直有输出?

第三、模块不接负载时能正常工作,接上负载后工作紊乱,一种原因是因为电源容量很小负载比较耗电,负载工作时引起的电压波动导致模块误动作,另一种原因是负载得电工作时会产生干扰,例如继电器或者电磁铁等感性负载会产生反向电动势,315M发射板工作时会有电磁辐射等都会影响模块。解决办法如下:A、电源部分加电感滤波。B、采用负载和模块使用不同的电压的方法,例如:负载使用24V工作电压,模块使用12V工作电压,其间用三端稳压器隔离。C: 使用更大容量的电源。

第四、人体感应模块只能工作在室内并且工作环境应该避免阳光、强烈灯光直接照射,如果工作环境有强大的射频干扰,可以采用屏蔽措施。若遇有强烈气流干扰,关闭门窗或阻止对流。感应区尽量避免正对着发热电器和物体以及容易被风吹动的杂物和衣物。

第五、人体感应模块建议安装在密封的盒里,否则可能一直会有输出信号。

第六、如果要求人体感应模块的探测角度小于90度时,可以用不透明胶纸遮挡镜片或裁剪缩小镜片来实现。

第七、人体感应模块采用双元探头,人体的手脚和头部运动方向与感应灵敏度有着密切的联系,而且红外模块的特性决定了无法精确控制感应距离。

第八、模块中的探头(PIR)可以装焊在电路板的另一面。也可将探头用双芯屏蔽线延长,长度应在20厘米以内为好。

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