|
Литературы:
1.
Гигиенические требования для шелкоткацких предприятий. № 0188-05.
06.10.2005.
2.
Матбабаев Махмуд Мирзаевич. Оптоэлектронный метод и устройство
контроля влажности воздуха крутильных и ткацких производств :
диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.13 / Ташк. политехн.
ин-т им. А. Р. Беруни. - Ташкент, 1990. - 198 с. : ил.
3.
Умаралиев Нурмамат. Оптоэлектронные первичные измерительные
преобразователи линейной плотности шелка-сырца и нитей из
натурального шелка: диссертация ... кандидата технических наук :
05.13.05 / Ташкентский гос. техн. ун-т. - Ташкент, 1991. - 178 с. : ил.
4.
Предварительный патент РУз. № 2640. Устройство для контроля
влажности. М.М.Мухитдинов, Ю.Мамасадыков и др. 1994.г
ИССЛЕДОВАНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ОБНАРУЖЕНИЯ
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ОБЪЕКТОВ ПАССИВНЫМИ
ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ИНФРАКРАСНЫМИ (PIR) ДАТЧИКАМИ
ДВИЖЕНИЯ
У.У. Искандаров, Р.М. Набижонов
ФФТУИТ
PIR (пассивные инфракрасные датчики) сенсоры позволяют улавливать
движение. Очень часто используются в системах сигнализации. Эти датчики
178
малые по габаритам, недорогие, потребляют мало энергии, легки в
эксплуатации, практически не подвержены износу. Кроме PIR, подобные
датчики называют пироэлектрическими и инфракрасными датчиками
движения.
Рис 1. Пироэлектрический датчик движения
ПИР датчики движения по сути состоят из пироэлектрического
чувствительного элемента (цилиндрическая деталь с прямоугольным
кристаллом в центре), который улавливает уровень инфракрасного излучения.
Все вокруг излучает небольшой уровень радиации. Чем больше температура,
тем выше уровень излучения. Датчик фактически разделен на две части. Это
обусловлено тем, что нам важен не уровень излучения, а непосредственно
наличие движение в пределах его зоны чувствительности. Две части датчика
установлены таким образом, что если одна половина улавливает больший
уровень излучения, чем другая, выходной сигнал будет генерировать значение
high или low.
179
Рис 2. Характеристики и соединение пироэлектрического датчика
движения
Модуль, на котором установлен датчик движения, состоит также из
дополнительной электрической обвязки: предохранители, резисторы и
конденсаторы. В большинстве недорогих PIR-датчиков используются
недорогие чипы BISS0001 ("Micro Power PIR Motion Detector IC"). Этот чип
воспринимает внешний источник излучения и проводит минимальную
обработку сигнала для его преобразования из аналогового в цифровой вид.
Более новые модели PIR-датчиков имеют дополнительные выходы для
дополнительной настройки и установленные коннекторы для сигнала, питания
и земли: ПИР датчики отлично подходят для проектов, в которых необходимо
определять наличие или отсутствие человека в пределах определенного
рабочего пространства. Помимо перечисленных выше достоинство подобных
датчиков, они имеют большую зону чувствительности. Однако учтите, что
пироэлектрические датчики не предоставят вам информации о том, сколько
человек вокруг и насколько близко они находятся к датчику. Кроме того,
сработать они могут и на домашних питомцев. [3]
180
Рис 3. Принцип формировании импульса пироэлектрического датчика
движения
Технические характеристики относятся к PIR датчикам. Принцип
работы аналогичных датчиков похожий, хотя технические характеристики
могут отличаться. Даташит ПИР-датчика.
Форма: Прямоугольник;
Цена: около 10.00 долларов;
Выходной сигнал: цифровой импульс high (3 В) при наличии
движения и цифровой сигнал low, когда движения нет. Длина импульса
зависит от резисторов и конденсаторов на самом модуле и разная в различных
датчиках;
Диапазон чувствительности: до 6 метров. Угол обзора 110° x 70°;
Питание: 3В - 9В, но наилучший вариант - 5 вольт;
BIS0001;
RE200B;
NL11NH;
Parallax.
PIR датчики не такие простые как может показаться на первый взгляд.
Основная причина - большое количество переменных, которые влияют на его
входной и выходной сигналы. Чтобы объяснить основы работы ПИР датчиков,
мы используем рисунок, приведенный ниже. Пироэлектрический датчик
движения состоит из двух основных частей. Каждая из частей включает в себя
специальный материал, чувствительный к инфракрасному излучению. В
данном случае линзы особо не влияют на работу датчика, так что мы видим
два участка чувствительности всего модуля. Когда датчик находится в
состоянии покоя, оба сенсора определяют одинаковое количество излучения.
Например, это может быть излучение помещения или окружающей среды на
улице. Когда теплокровный объект (человек или животное), проходит мимо,
он пересекает зону чувствительности первого сенсора, в результате чего на
181
модуле ПИР датчика генерируются два различных значения излучения. Когда
человек покидает зону чувствительности первого сенсора, значения
выравниваются. Именно изменения в показаниях двух датчиков
регистрируются и генерируют импульсы HIGH или LOW на выходе.
Чувствительные элементы ПИР датчика устанавливается в металлический
герметический корпус, который защищает от внешних шумов, перепадов
температур и влажности. Прямоугольник в центре сделан из материала,
который пропускает инфракрасное излучение (обычно это материал на основе
силикона). За этой пластиной устанавливаются два чувствительных элемента.
Рис 4. Реагирование тепле пироэлектрического датчика движения
Инфракрасные датчики движения практически одинаковые по своей
структуре. Основные отличия - чувствительность, которая зависит от качестве
чувствительных элементов. При этом значительную роль играет оптика.. Если
линзы из пластика, то диапазон чувствительности датчика представляет из
себя два прямоугольника. Но, как правило, нам нужно обеспечить большие
углы обзора. Для этого можно использовать линзы, подобные тем, которые
используются в фотоаппаратах. При этом линза для датчика движения должна
быть маленькая, тонкая и изготавливаться из пластика, хотя он и добавляет
шумы в измерения.[1] Поэтому в большинстве PIR датчиков используются
линзы Френеля (рисунок из Sensors Magazine):
Линзы Френеля концентрируют излучение, значительно расширяя
диапазон чувствительности пиродатчиков. Теперь у нас есть значительно
больший диапазон чувствительности. При этом мы помним, что у нас два
чувствительных элемента и нам нужны не столько два больших
прямоугольника,
сколько
большое
количество
маленьких
зон
чувствительности. Для этого линза разделяется на несколько секций, каждая
из которых представляет из себя отдельную линзу Френеля. Подключение PIR
датчика движения в большинство модулей с инфракрасными датчиками
движения имеют три коннектора на задней части. Распиновка может
отличаться.[2] Обычно рядом с коннекторами сделаны соответсвующие
надписи. Один коннектор идет к земле, второй выдает интересующий нас
сигнал с сенсоров, третий - земля. Напряжение питания обычно составляет
3-5 вольт, постоянный ток. Однако иногда встречаются датчики с
182
напряжением питания 12 вольт. В некоторых больших датчиках отдельного
пина сигнала нет. Вместо этого используется реле с землей, питанием и двумя
переключателями.
Красный кабель соответствует питанию, черный - земле, а желтый -
сигналу. Если вы подключать кабели неправильно, датчик не выйдет из строя,
но работать не будет.
Рис 5. Один из примеров драйвера пироэлектрического датчика
движения
Do'stlaringiz bilan baham: |
