紅外熱釋電處理芯片BISS0001介紹

1、紅外熱釋電處理芯片BISS0001介紹   BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。它能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。 電子愛好者社區(qū) C-i(t#|特 點(diǎn)電子愛好者社區(qū)7 L .x0%L XCMOS工藝*k6B;FCpQx0數(shù)?；旌蟴.uW1l&q"e ch N0具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器電子愛好者社區(qū)b

2、/b Bxd內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾9u'c5G"Mt+?bj0內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器U6|K!x0C A',a0采用16腳DIP封裝A1n2,cF0管腳圖!e8HgH'mcX x0管腳說明電子愛好者社區(qū)(JUaLl)a W引腳名稱I/O功能說明1AI可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng)A為“1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸發(fā)2VOO控制信號(hào)輸出端。由VS的上跳前沿觸發(fā)，使Vo輸出從低電平跳變到高電平時(shí)視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時(shí)間Tx之外和無VS的上跳變時(shí)，Vo保持低電平狀態(tài)。3RR1-輸出延遲時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)端4RC1-輸出延遲時(shí)間Tx的

3、調(diào)節(jié)端5RC2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端6RR2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS-工作電源負(fù)端8VRFI參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接VDD，當(dāng)接“0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位9VCI觸發(fā)禁止端。當(dāng)VcVR時(shí)允許觸發(fā)(VR0.2VDD)10IB-運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端11VDD-工作電源正端122OUTO第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端132IN-I第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端141IN+I第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端151IN-I第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端161OUTO第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端;N#R5_nvQ0a;?o0 eu Qx c H0a_p0電子愛好者社區(qū)z Z;P3c .r'f工作原

4、理V.G-X)?)Z?0BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。電子愛好者社區(qū)4zw3I!F_%Ml"U.K4U+D0以下圖所示的不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。 不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形。A5B2KXd4Mw0首先，根據(jù)實(shí)際需要，利用運(yùn)算放大器OP1組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路，將信號(hào)放大。然后耦合給運(yùn)算放大器OP2，再進(jìn)行第二級(jí)放大，同時(shí)將直流電位抬高為VM(0.5VDD)后，將輸出信號(hào)V2送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs。由于VH0.7VDD、VL0.

5、3VDD，所以，當(dāng)VDD=5V時(shí)，可有效抑制±1V的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。 COP3是一個(gè)條件比較器。當(dāng)輸入電壓VcVR時(shí)，COP3輸出為高電平，進(jìn)入延時(shí)周期。 當(dāng)A端接“0”電平時(shí)，在Tx時(shí)間內(nèi)任何V2的變化都被忽略，直至Tx時(shí)間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)Tx時(shí)間結(jié)束時(shí)，Vo下跳回低電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期Ti。在Ti時(shí)間內(nèi)，任何V2的變化都不能使Vo跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平）,可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。5p+w6o1?&N+0p+dzpp#TW'T'l$v0以下圖所示的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過

6、程。 可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期間，信號(hào)Vs不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。在Vc=“1”、A=“1”時(shí)，Vs可重復(fù)觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)，并可促使Vo在Tx周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。在Tx時(shí)間內(nèi)，只要Vs發(fā)生上跳變，則Vo將從Vs上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延長一個(gè)Tx周期；若Vs保持為“1”狀態(tài)，則Vo一直保持有效狀態(tài)；若Vs保持為“0”狀態(tài)，則在Tx周期結(jié)束后Vo恢復(fù)為無效狀態(tài)，并且，同樣在封鎖時(shí)間Ti時(shí)間內(nèi)，任何Vs的變化都不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。電子愛好者社區(qū)/xah,z8v應(yīng)用線路圖電子愛好者社區(qū)Dr$D?+Y5Z.E電子愛好者社區(qū)/C#N4OGy-AV;X:MBISS0001的

7、熱釋電紅外無線感應(yīng)器應(yīng)用電路圖電子愛好者社區(qū)"J%q!CD4D上圖中，運(yùn)算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)作第一級(jí)放大，然后由C3耦合給運(yùn)算放大器OP2進(jìn)行第二級(jí)放大，再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號(hào)Vo經(jīng)晶體管T1放大驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。電子愛好者社區(qū)9%bA/FjSmv上圖中，R3為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮，R3的電阻值會(huì)降低，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號(hào)Vs。SW1是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng)SW1與1端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)SW1與2

8、端連通時(shí)，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。輸出延遲時(shí)間Tx由外部的R9和C7的大小調(diào)整，值為Tx24576xR9C7；觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti由外部的R10和C6的大小調(diào)整，值為Ti24xR10C6。電子愛好者社區(qū)|N':F)GV 圖中R6可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，原廠圖紙選10K，實(shí)際使用時(shí)可以用3K，可以提高電路增益改善電路性能。R9/R10可以用470歐姆，C6/C7可以選0.1U。紅外檢測專用BISS0001芯片 DIP每片2.9元 貼片每片3元配套的360度球形菲涅耳透鏡，體積25x25x25毫米 每個(gè)1元相關(guān)鍵連：菲涅爾鏡片的原理和應(yīng)用配套的熱釋電元件RE200B 體積：

9、8.3*4.2mm 每個(gè)5.8元靈敏元面積 2.0×1.0mm2基片材料 硅基片厚度 0.5mm工作波長 7-14m平均透過率 75%輸出信號(hào) 2.5V(420°k黑體1Hz調(diào)制頻率0.3-3.0Hz 帶寬72.5db增益)噪聲 200mV(mVp-p) (25)平衡度 20%工作電壓 2.2-15V工作電流 8.5-24A(VD=10V,Rs=47k,25)源極電壓 0.4-1.1V(VD=10V,Rs=47k,25)工作溫度 -20- +70保存溫度 -35- +80視場 139°×126°    

10、說明 該傳感器采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測紅外輻射，采用雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了傳感器的工作穩(wěn)定性。1、上述特性指標(biāo)是在源極電阻R2=47K條件下測定的，用戶使用傳感器時(shí)，可根據(jù)自己的需要調(diào)整R2的大小。2、注意靈敏元的位置及視場大小，以便得到最佳光學(xué)設(shè)計(jì)。3、所有電壓信號(hào)的測量都是采用峰一峰值定標(biāo)。平衡度B中的EA和EB分別表示兩個(gè)靈敏元的電壓輸出信號(hào)的峰一峰值。4、使用傳感時(shí)，管腳的彎曲或焊接部位應(yīng)離開管腳基部4mm以上。5、使用傳感器前，應(yīng)先參考說明書，尤其要防止接錯(cuò)管腳 被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性：    

11、;在自然界，任何高于絕對(duì)溫度（-273度）時(shí)物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的，因此紅外波長與溫度的高低是相關(guān)的。     在被動(dòng)紅外探測器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件，一個(gè)是熱釋電紅外傳感器(PIR)，它能將波長為8一12um之間的紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并能對(duì)自然界中的白光信號(hào)具有抑制作用，因此在被動(dòng)紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無人體移動(dòng)時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)人警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號(hào)，因此，紅外探測器的紅外探測的基本概念就是感應(yīng)移動(dòng)物體與背景

12、物體的溫度的差異。    另外一個(gè)器件就是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡有兩種形式，即折射式和反射式。菲涅爾透鏡作用有兩個(gè):一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號(hào)折射（反射）在PIR上，第二個(gè)作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入警戒區(qū)的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)，這樣PIR就能產(chǎn)生變化的電信號(hào)。人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長10微米左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10微米左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10微米左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元

13、件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 1)這種探頭是以探測人體輻射為目標(biāo)的。所以熱釋電元件對(duì)波長為10微米左右的紅外輻射必須非常敏感。 2)為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。 3)被動(dòng)紅外探頭，其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測器無信號(hào)輸出。 4)人一旦侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片

14、熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。 5)菲泥爾濾光片根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距（感應(yīng)距離），從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場，視場越多，控制越嚴(yán)密。 被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)是本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是：容易受各種熱源、光源干擾 被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。 易受射頻輻射的干擾。 環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。 紅外線熱釋電傳感器的安裝要求：紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內(nèi)，其誤報(bào)率與安裝位置和方式有極大的關(guān)系.。正確的安裝應(yīng)滿足下列條件：1、紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面22.2米。2、紅外線熱釋電傳感器遠(yuǎn)離空調(diào), 冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。3、紅外線熱釋電傳感器和被探測的人體之間不得間隔家具、大型盆景、玻璃、窗簾等其他物體。4、紅外線熱釋電傳感器不能直對(duì)門窗及有陽光直射的地方，否