Thiết bị chống trộm dùng cảm biến PIR phát hiện nguồn thân nhiệt chuyển động ngang

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

PIR là chữ viết tắt của Passive InfraRed sensor ( PIR sensor) tức là bộ cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích là tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại (IR) chính là các tia nhiệt phát ra từ các vật thể nóng. Trong các cơ thể sống trong chúng ta luôn có thân nhiệt (thông thường là ở 37 độ C) và từ cơ thể chúng ta sẽ luôn phát ra các tia nhiệt hay còn gọi là các tia hồng ngoại. Dựa trên cơ sở lý thuyết, bài viết "Thiết bị chống trộm dùng cảm biến PIR phát hiện nguồn thân nhiệt chuyển động ngang" sẽ trình bày thiết kế thiết bị có khả năng chống trộm bằng cảm biến thân nhiệt chuyển động ngang với độ nhạy và độ tin tưởng cao, giá thành rẻ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết bị chống trộm dùng cảm biến PIR phát hiện nguồn thân nhiệt chuyển động ngang

KỈ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014 THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN PIR PHÁT HIỆN NGUỒN THÂN NHIỆT CHUYỂN ĐỘNG NGANG Nguyễn Văn Tuyến, Vũ Thị Thoa, Nguyễn Phương Thảo, Lớp K63DT, Khoa Sư phạm Kĩ thuật GVHD: ThS. Vũ Thị Ngọc Thúy I. MỞ ĐẦU Ý tƣởng thiết kế: Thiết kế một thiết bị có khả năng chống trộm bằng cảm biến thân nhiệt chuyển động ngang với độ nhạy và độ tin tƣởng cao, giá thành rẻ. II. NỘI DUNG 1. Cơ sở lí thuyết 1.1. Cảm biến chuyển động Trong mạch này dùng bộ cảm biến PIR. Vậy PIR là gì? Nó là chữ viết tắt của Passive InfraRed sensor ( PIR sensor) tức là bộ cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích là tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại (IR) chính là các tia nhiệt phát ra từ các vật thể nóng. Trong các cơ thể sống trong chúng ta luôn có thân nhiệt (thông thƣờng là ở 37 độ C) và từ cơ thể chúng ta sẽ luôn phát ra các tia nhiệt hay còn gọi là các tia hồng ngoại. Ngƣời ta sẽ dùng một tế bào điện để chuyển đổi tia nhiệt ra dạng tín hiệu điện và nhờ đó mà có thể làm ra cảm biến phát hiện các vật thể nóng đang chuyển động. Cảm biến này gọi là thụ động vì nó không dùng nguồn nhiệt tự phát (làm nguồn tích cực hay chủ động) mà chỉ phụ thuộc vào các nguồn thân nhiệt đó là thân nhiệt của các thực thể khác nhƣ con ngƣời, con vật... 2. Nguyên lí làm việc của loại đầu dò PIR Các nguồn nhiệt (với ngƣời và con vật là nguồn thân nhiệt) đều phát ra tia hồng ngoại, qua kính Fresnel, qua kích lọc lấy tia hồng ngoại, nó đƣợc cho tiêu tụ trên 2 cảm biến hồng ngoại gắn trong đầu dò, tạo ra điện áp đƣợc khuếch đại với transistor FET. Khi có một vật nóng đi ngang qua, từ 2 cảm biến này sẽ cho xuất hiện 2 tín hiệu và tín hiệu này 184
KỈ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014 sẽ đƣợc khuếch đại để có biên độ đủ cao và đƣa vào mạch so áp để tác động vào một thiết bị điều khiển hay báo động. Nguyên lí phát hiện chuyển động ngang của các mã nguồn thân nhiệt Hình vẽ cho thấy 2 vùng cảm ứng nhậy cảm tƣơng ứng với 2 cảm biến trong đầu dò. Khi có một con vật đi ngang, từ thân con vật sẽ luôn phát ra tia nhiệt, nó đƣợc tiêu tụ mạnh với kính Fresnel và rồi tiêu tụ trên bia là cảm biến hồng ngoại, vậy khi con vật đi ngang, ở ngả ra của đầu dò chúng ta sẽ thấy xuất hiện một tín hiệu, tín hiệu này sẽ đƣợc cho vào mạch xử lí để tạo tác dụng điều khiển hay báo động. 2.1. IC BIS0001 - Dùng để khuếch đại tín hiệu lên và xử lí tạo trễ. - Công nghệ CMOS điện năng thấp (lí tƣởng cho các thiết bị hoạt động bằng pin PIR) CMOS trở kháng đầu vào cao khuếch đại hoạt động. - Dò mức độ Bi-directional/ tuyệt vời tiếng ồn miễn dịch. 185
KỈ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014 - Đƣợc xây dựng trong điện nên vô hiệu hóa và đầu ra kiểm soát ung luân. - Chế độ kép: Retriggerable & không retriggerable. 2.2. IC 555 IC 555 là một loại linh kiện khá là phổ biến bây giờ với việc dễ dàng tạo đƣợc xung vuông và có thể thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản, điều chế đƣợc độ rộng xung. Nó đƣợc ứng dụng hầu hết vào các mạch tạo xung đóng cắt hay là những mạch dao động khác. Đây là linh kiện của hãng CMOS sản xuất. Các thông số cơ bản của IC 555: - Điện áp đầu vào: 2 - 18V (Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555, NE7555...). - Dòng điện cung cấp: 6 mA – 15 mA. - Điện áp logic ở mức cao: 0,5 – 15 V. - Điện áp logic ở mức thấp: 0,03 – 0,06 V. - Công suất lớn nhất là: 600 mW. Các chức năng của 555: - Là thiết bị tạo xung chính xác. - Máy phát xung. - Điều chế đƣợc độ rộng xung (PWM). - Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng trong thu phát hồng ngoại). 2.3. IC 7805 IC 7805 là dòng IC dùng để ổn định điện áp đầu ra với điều kiện đầu vào luôn lớn hơn đầu ra 3V. Sơ đồ chân IC555 IC 7805 gồm có 3 chân: - Vin: Chân nguồn đầu vào - GND: Chân nối đất - Vo: Chân nguồn đầu ra Mạch nguồn 5V dùng 7805 là mạch nguồn đƣợc sử dụng nhiều nhất và thông dụng nhất. Ƣu điểm: giá thành rẻ, dễ lắp đặt. Nhƣợc điểm: Nhiệt sinh cao, dòng chịu không đƣợc cao. 186
KỈ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014 3. Sơ đồ nguyên lí và nguyên tắc hoạt động 3.1. Sơ đồ nguyên lí 3.2. Nguyên tắc hoạt động Nguyên tắc hoạt động của mạch cảm biến dịch chuyển PIR: Khi có ngƣời đi ngang qua bộ đầu dò PIR thay đổi điện áp ra qua BISS0001 tín hiệu ra Ouput sẽ lên mức logic 1 ở chân số 2 vào chân số 4 của IC 555. Nếu chân số 4 ở mức 0 thì không hoạt động, nếu ở mức 1 thì cho phép IC làm việc với tần số 3-5 KHz và tạo dao động phát tín hiệu. Lúc này cảm biến chuyển động PIR có chức năng là phát hiện và bắt tín hiệu với các tia hồng ngoại đƣợc phát ra từ cơ thể ngƣời (vật), qua khối xử lí BISS0001. BISS0001 sẽ khuếch đại tín hiệu, xử lí tạo trễ và đƣợc tín hiệu ngõ ra Output, tín hiệu ngõ ra này đƣợc biến thành tín hiệu số có thể giao tiếp với các thiết bị số khác. Tiếp theo IC BISS0001 sẽ giao tiếp với IC 555 để tạo xung và cho ra tín hiệu từ các mạch dao động. Đồng thời với ngõ ra của BISS0001 đƣợc mắc thêm relay 12V, lúc này Relay sẽ đƣợc cấp dòng để đóng các tiếp điểm lá kim, có thể dùng các tiếp điểm này để tắt mở đèn. 4. Lắp ráp và kiểm nghiệm Trên cở sở nghiên cứu lí thuyết và tiến hành thiết kế mạch, sản phẩm thực tế hoạt động tƣơng đối chính xác và hiệu quả. 187
KỈ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014 III. KẾT LUẬN Khi mà lựa chọn đề tài này thì nhóm chúng em đã cân nhắc ký vấn đề áp dụng thực tế của sản phẩm và có lẽ đây là đề tài mà cả nhóm rất ƣa thích. Vì chƣa đƣợc học về những môn kĩ thuật điện - điện tử, còn thiếu những kiến thức cơ sơ nên đề tài nghiên cứu còn nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong nhận đƣợc sự góp ý và ủng hộ của thầy cô và các bạn. 188