超小型智能热释电红外人体检测器

 

 

超小型智能热释电红外人体检测器

    

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，它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。它目标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看好。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机构。开启监视器或自动门铃上的应用。结合摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动等等……。您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产品。或自动化控制装置。

红外热释电人体检测传感器

 

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。

    

为了缩短产品研发周期，快速应用热释电传感技术。电子制作实验室网站批量供应以下几种热释电传感器成品组件。

 

经济型超小红外人体检测组件A型: 含菲涅尔透镜，22元一个

 

组件的外观及对应的功能引脚如图所示： 数字1脚： 电源负极 数字2脚：信号输出，高电平有效，4～6V和工作电压有关 数字3脚：电源正极 DC6～9V W1：灵敏度调整 W2：输出延时调整 5～120秒

 

 

注意：模块出厂时已经设置成加电便工作的方式，并设置在随机工作延时状态，即人在感应区活动，模块便持续有输出，直到人离开感应区并延时一段时间后才停止输出。

    顺时针调节W1，可以增加检测灵敏度增加感应距离；逆时针调节，降低感应距离。

    工作延时调整：顺时针调节W2，延长工作时间；逆时针调节，缩短工作时间。若要求更长或更短的工作时间，调整W2也不能满足，将C12更换成更大容量的电容或者更小容量的电容。

技术参数：

1、工作电压：DC6～9V
2、电平输出：和电源电压相同
3、感应角度：水平：90～140度；垂直：15～30度
4、静态电流：小于750μA
5、无信号输出：0V
6、感应距离：0.5～15米
7、外形尺寸：28mm×38mm 高25毫米（最高点）
8、输出电平：4～6V与工作电压有关
9、工作时间：可调5-120秒范围

 

增强型超小红外人体检测组件B型: 含菲涅尔透镜 32元一个

 

 

 

 

模块引脚说明：1：公共地线 2：信号输出 3：电压正极

    

超小红外组件B型比A型的功能更强大性能也更稳定，调节W1可改变感应距离。调节W2可改变持续工作时间，当要求持续工作时间大于25秒时，可以将C11更换成容量更大的电容；当要求小于1秒时，可以更换成容量比C11小的电容。

    

我们的模块采用随机延时的工作方式，即人体只要在感应区内不停地活动，它就一直有输出，直至人体离开感应区后开始计算延时。在C9的位置接上47u的电容，可以实现延迟约40秒后才开始工作，可以避免模块一加电或掉电后来电便工作的缺点。在C12的位置接上4.7u的电容, 可以实现感应到人体约5秒后才工作。容量大小决定延时长短，但是不允许工作时间少于此延时时间，即C12不能大于C11容量。在CDS位置接上光敏电阻（光阻10K，暗阻大于2M）, 可实现白天不感应，夜晚才感应。在CDS位置接上时钟控制器常闭接点，可做到某段时间接受感应，某段时间不接受感应。

 

使用注意事项：

1、人体感应器模块的工作电压为：6V—12V，电源需要良好的滤波。

    

2、由于负载从工作变成停止时引起模块又产生输出的误动，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LM7812三端稳压器隔离。C: 使用更大容量的电源。

    

3、人体感应器模块工作环境应该避免阳光、强光直接照射，若工作环境有强大的射频干扰，可采用屏蔽措施。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

    

4、人体感应器模块必须装配在密封的盒里，否则一直会有输出信号。探头（PIR）与镜片有一聚焦距离，通常在20—30mm范围调整。

    

5、如果要求红外探测器的探测角度小于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。

    

6、人体感应器模块采用双元探头，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，如果设置安装不当，会影响感应效果。

    

7、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2米以内为好。

 

带方向检测功能的红外人体检测组件C型: 46元一个（不含外壳）

    

普通的红外人体探测器只能探测出区域内是否有人，却无法辨别人体的运动方向，而我们最新开发的带方向识别的红外人体模块就能实现判断人体的运动方向。

    

当人体从A探测区走向B探测区，热释电元件的AB单元将先后感应到人体，通过特殊电路的处理可以分辨出来，然后在A输出端子上输出高电平信号；反之当人体从B探测区走向A探测区，在B输出端子上输出高电平信号。

 

 

技术参数： 工作电压：6～9V直流 探测距离：1～12米，和菲尼尔镜片有关 工作输出时间： 1～25秒 输出驱动电流：V=0.4V I=3毫安 静态电流：小于1毫安 外观尺寸：56x43x10毫米

 

试验方法：

1、红外人体模块必须装在密封的壳体内才能稳定工作（临时性试验可用印纸板作外壳），请选择合适的菲尼尔镜片，并调整好热释电元件和镜片焦距。

2、采用6～9V直流工作电压，并且需要良好的电源滤波，临时试验可用6V或9V电池供电。

3、在模块的A、B两个输出端上分别接两个LED指示灯并各串接一个5.6K电阻到电源地。

4、模块通电后，请等待60秒（厂方设定）开机延时结束。

5、方向试验：在距离热释电元件20～50公分的距离，用手横切热释电元件，模块的A或B输出端（其中一个LED灯亮）；等待LED灯灭后，用手反方向横切热释电元件，另一个B或A有输出（其中一个LED灯亮），说明能进行方向辨别。S1开关是方向选择开关，可以改变识别方向

6、检测距离调整试验：要求人起步点不要站在探测区内，应从非探测区走向探测区，而且要求探测区内无遮挡物。人从近到远，最后确定探测距离。调节W1改变探测距离，顺时针调增大探测距离，反时针调降低探测距离。

7、测试方向识别和距离，要等输出电压消失10秒后，开始横向行走测试，垂直对着走向探测器探测灵敏度比较低。

8、工作输出时间试验：出厂前已调至5秒工作时间。更换C13（4.7u）电容可改变A端输出时间，容量大增长时间，反之缩短时间。同理更换C14改变B端输出时间，容量和时间关系：10uF=10秒，47 uF=47秒。输出端时间一旦确定，即是抑制另一输出端接收探测的时间。例如：A端工作时间输出15秒，抑制B端不接收探测15秒。B端工作时间输出 5秒，抑制A端不接收探测5秒。输出端时间的确定要依据负载工作时间的要求决定。微调A端输出时间可焊去R19电阻，在CHA两端接上1M微调电位器调整。微调B端输出时间可焊去R20电阻，在CHB两端接上1M微调电位器调整。

9、C15、C16是两个输出端延时工作电容（未焊接，由客户选择），即是探测到人不马上工作，延迟一会再工作，延迟时间由电容量大小决定。1～10uF容量，延迟时间约1～10秒。注意：延迟时间不能大于工作时间。C15是A端延迟电容；C16是B端延迟电容。

 

注意事项：

 

上图示PIR内部结构，有AB两探测元，人行走方向经过两元较为灵敏，人正对着探头AB元走不灵敏。安装时务必注意，保证人行走的方向先后经过AB元。

 

 

带方向检测功能的红外人体检测组件C型的配套外壳，无底板，每个5元