一種紅外傳感控制器的應(yīng)用與設(shè)計(jì)

紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。光電檢測元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。

　　ZH9576是紅外線傳感控制器專用IC,圖1為ZH9576的引腳圖及功能框圖。ZH9576廣泛用于賓館洗手間的水龍頭閥門控制器、干手機(jī)、給皂機(jī)等裝置中，也可用它制成防盜報(bào)警器、危險(xiǎn)接近警戒、自動(dòng)免接觸開關(guān)等。芯片內(nèi)部有紅外線發(fā)射驅(qū)動(dòng)和紅外線接收、檢測及輸出回路。紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時(shí)對疾病進(jìn)行診斷治療；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào)；采用紅外線傳感器可檢測飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī) 的過熱情況等。該芯片具有以下特點(diǎn)：1. 低電壓（VDD 2~5V），低功耗，靜態(tài)耗電1μA.2. 發(fā)射紅外信號頻率約32kHz.3. 振蕩頻率可由外接振蕩電阻控制（如680kΩ時(shí)，頻率為32kHz.4. 接收靈敏度可由接收管串聯(lián)的電容器的容量大小來選擇：當(dāng)電容為0.01μF~0.1μF時(shí)，接收距離在5cm~25cm之間。5. 通過開關(guān)可調(diào)節(jié)各種形式的輸出時(shí)間及輸出次數(shù)。輸出能在啟動(dòng)經(jīng)延時(shí)后自動(dòng)截止，最長延時(shí)不超過60秒。

　　ZH9576引腳功能說明：DIS-發(fā)射信號選擇；OUT0、OUT1、OUT2-輸出驅(qū)動(dòng)；P0、P1-輸出形式選擇；TX0-發(fā)射信號輸出；TESTS-測試端；OSCo-振蕩輸出，外接電阻與頻率成反比；SGND-接紅外接收管負(fù)端；AVDD-內(nèi)部模擬電路正電源。

　　圖2為ZH9576的應(yīng)用實(shí)例。{13}腳輸出的信號經(jīng)Q1放大，由紅外線發(fā)射管F發(fā)射出去。紅外接收管S接收到紅外信號后，通過內(nèi)部運(yùn)放大、整形及檢測、除顫處理后，由OUT0、OUT1、OUT2輸出。無物體靠近時(shí)，OUT0輸出低電平，物體靠近及物體停留期間，OUT0輸出高電平。OUT1和OUT2的輸出形式由選擇開關(guān)P0、P1的狀態(tài)決定。制作時(shí)，紅外發(fā)射和接收管應(yīng)安裝在同一直線上，相距5cm以內(nèi)。F、S兩管間的軸線可視反射物的遠(yuǎn)近和設(shè)備體積按平行安裝或按45°角以內(nèi)安裝，一般不影響反射接收距離。如果發(fā)生自激，可在管子外面套上黑色膠套加以屏蔽，這樣還能改善方向性，提高靈敏度。