熱釋電紅外報警器課程設計

PAGEPAGE17目錄第一章課題的任務及要求………………31.1課題的任務………………31.2設計技術(shù)要求……………31.3設計的作用、目的…………3第二章總體方案設計…………………42.1設計方案……………………42.2設計的具體實現(xiàn)……………42.2.1系統(tǒng)概述…………………42.2.2實際原理框圖……………4第三章硬件電路設計3.1.熱釋電紅外傳感器…………53.1.1傳感器簡介………………53.1.2傳感器結(jié)構(gòu)圖……………53.2熱釋電紅外傳感信號器BISS0001…………63.2.1BISS0001管腳圖………63.2.2管腳說明………………73.2.3系統(tǒng)電路圖及說明……………………73.2.4熱釋電紅外傳感器的主要工作參數(shù)…………………8第四章制作與調(diào)試…………………114.1制作………………114.2調(diào)試………………11第五章總結(jié)……………12第六章心得………………13附錄一元件清單…………14附錄二實物圖……………15一、課題的任務及要求1.1課題的任務：熱釋電紅外報警器是一種通過熱釋電紅外傳感器探測人體發(fā)射的10微米左右特定波長的紅外線而釋放報警信號的報警裝置。利用紅外熱釋傳感器探測人體目標，在檢測到可疑目標時，控制音樂片發(fā)出響亮的報警聲。1.2設計技術(shù)要求為：1.報警器可探測的距離大于3米；2.靜態(tài)功耗小于10mA;3.供電電壓為6，可以通過電池串聯(lián)作為供電源。4.制作產(chǎn)品并調(diào)試。5.其他創(chuàng)新、或特色；1.3設計的作用、目的:1.學會選擇及分析原理圖2.認識并了解常用的電子器件。3.掌握常用電子器件的應用，并進行設計和綜合分析應用。4.培養(yǎng)自我學習能力及邏輯思維能力。5.提高自己的動手能力及培養(yǎng)自己的耐心及細心。二、總體方案設計2.1設計方案的選擇：設計方案一：此報警系統(tǒng)是由釋電紅傳感器接收紅外線轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過整流電路再將信號放大，經(jīng)過延時、比較驅(qū)動報警器以及發(fā)光二極管發(fā)光此系統(tǒng)主要用到BISS0001集成芯片完成放大延時以及比較的功能。設計方案二：系統(tǒng)用LMS232芯片進行放大，另外利用電容和電阻進行對信號的處理。設計方案三：此方案采用分立元件用LM324芯片完成放大的功能和NE555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器完成延時的功能。三種方案我們經(jīng)比較方案一較簡單且易實現(xiàn)因此最終選擇方案一。2.2設計的具體實現(xiàn)：2.2.1系統(tǒng)概述：熱釋電紅外報警器的組成如下圖所示。紅外線到達紅外探測器。這時，熱釋電紅外探測器將輸出脈沖信號，脈沖信號經(jīng)放大和濾波后，由電壓比較器將其與基準值進行比較，當輸出信號達到一定值時，報警電路發(fā)出警報。2.2.2實際原理框圖：實際原理圖的框圖（1）紅外傳感器是報警器設計中的核心器件，它可以把人體的紅外信號轉(zhuǎn)換為電信號以供信號處理部分使用；（2）原理主要是把傳感器輸出的微弱電信號進行放大、濾波、延遲、比較，為報警功能的實現(xiàn)打下基礎(chǔ)三、硬件電路設計3.1熱釋電紅熱外傳感器3.1.1傳感器簡介：目前國內(nèi)使用的各類防盜、保安報警器基本都是以超聲波、主動式紅外發(fā)射／接收以及微波等技術(shù)為基礎(chǔ)。而這里所設計的被動式紅外報警器則采用了美國的傳感元件——熱釋電紅外傳感器。熱釋電紅外傳感器是一種被動式調(diào)制型溫度敏感器，也稱熱探測型傳感器?？捎脕碇苯咏邮漳繕宋矬w發(fā)射的紅外線并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出，且不需要紅外發(fā)射傳感器。熱釋電紅外傳感器反應速度快、靈敏度高、準確度高、使用方便，尤其是可以進行非接觸式測量。主要應用在各類入侵報警、自動開關(guān)、非接觸式測溫、火焰報警、設備故障的診斷等自動化設施中這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，同時，它還能鑒別出運動的生物與其它非生物。熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報警裝置，也可以用于自動控制、接近開關(guān)、遙測等領(lǐng)域。用它制作的防盜報警器與目前市場上銷售的許多防盜報警器材相比，具有如下特點：不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源靈敏度高、控制范圍大。隱蔽性好，可流動安裝。3.1.2傳感器結(jié)構(gòu)圖：熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2所示（其中D接正電源，S為輸入，G接地）。其內(nèi)部由敏感元件、場效應管、高阻電阻、濾光片等組成，并向殼內(nèi)沖入氮氣封裝起來。圖3為引腳功能。圖2內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3引腳功能3.2BISS0001紅外傳感信號處理器BISS0001紅外傳感信號處理器是由運算放大器、電壓比較器、和狀態(tài)控制、延遲時間定時器、封鎖時間定時器以及參考電壓源等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。可廣泛應用于多種傳感器和延時控制器。圖4為其引腳圖，圖5為其信號處理器的原理圖。圖4BISS000引腳圖圖5BISS0001紅外傳感信號處理器的原理框圖3.2.1管腳圖3.2.2管腳說明引腳名稱I/O功能說明1AI可重復觸發(fā)和不可重復觸發(fā)選擇端。當A為“1”時，允許重復觸發(fā)；反之，不可重復觸發(fā)2VOO控制信號輸出端。由VS的上跳變沿觸發(fā)，使Vo輸出從低電平跳變到高電平時視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時間Tx之外和無VS的上跳變時，Vo保持低電平狀態(tài)。3RR1--輸出延遲時間Tx的調(diào)節(jié)端4RC1--輸出延遲時間Tx的調(diào)節(jié)端5RC2--觸發(fā)封鎖時間Ti的調(diào)節(jié)端6RR2--觸發(fā)封鎖時間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS--工作電源負端8VRFI參考電壓及復位輸入端。通常接VDD，當接“0”時可使定時器復位9VCI觸發(fā)禁止端。當Vc<VR時禁止觸發(fā)；當Vc>VR時允許觸發(fā)(VR≈0.2VDD)10IB--運算放大器偏置電流設置端11VDD--工作電源正端122OUTO第二級運算放大器的輸出端132IN-I第二級運算放大器的反相輸入端141IN+I第一級運算放大器的同相輸入端151IN-I第一級運算放大器的反相輸入端161OUTO第一級運算放大器的輸出端3.2.3熱釋電紅外傳感器的主要工作參數(shù)：

工作電壓：常用的熱釋電紅外傳感器的電壓工作范圍為3~15v;

工作波長：通常為7.5~14um;

源極電壓：通常為0.4~1.1v,R=47K;

輸出信號電壓：通常大于2.0V；檢測距離；常用的熱釋紅外傳感器檢測距離約為6到10米水平角度:約為120度；工作溫度范圍：-10到+40度。‘

3.2.4系統(tǒng)電路圖：圖6信號處理電路上圖中，運算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號作第一級放大，然后由C3耦合給運算放大器OP2進行第二級放大，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Vs去啟動延遲時間定時器，輸出信號Vo經(jīng)晶體管T1放大驅(qū)動繼電器去接通負載。上圖中，R3為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度。當作為照明控制時，若環(huán)境較明亮，R3的電阻值會降低，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號Vs。SW1是工作方式選擇開關(guān)，當SW1與1端連通時，芯片處于可重復觸發(fā)工作方式；當SW1與2端連通時，芯片則處于不可重復觸發(fā)工作方式。輸出延遲時間Tx由外部的R9和C7的大小調(diào)整，值為Tx≈24576xR9C7；觸發(fā)封鎖時間Ti由外部的R10和C6的大小調(diào)整，值為Ti≈24xR10C6四、制作與調(diào)試4.1制作：根據(jù)原理圖，我們首先購買了一些所需的基本元器件（如二極管，三極管，電阻，電容等）及三端集成穩(wěn)壓器78L05，紅外傳感信號處理器BISS0001和蜂鳴器，接著根據(jù)原理圖進行布局和插元器件，經(jīng)過焊接和按照原理圖將一些器件進行串聯(lián)和并聯(lián)。我們制作好了熱釋電紅外報警器。4.2調(diào)試：接著我們插上電源進行調(diào)試。但調(diào)試過程并不順利。一開始兩塊電路板均存在問題，經(jīng)過一些時間的分析和修改，我們制作的其中一塊電路板對移動物體比較敏感，當遮住光敏電阻用手在熱釋電紅外傳感器附近晃動時，我們可以聽到蜂鳴器發(fā)出聲音，并且指示燈亮。當手移開或靜止不動時，蜂鳴器不發(fā)出聲音，指示燈也不亮。這正符合我們制作的任務，此報警器在白天不工作，只在晚上工作，因此調(diào)試的時候要遮住光敏電阻，此電路板的制作比較成功。在此過程中，我們對原理圖及所要用到的部分芯片等有所了解，對焊接技術(shù)也更熟練，收獲還是比較大的。五、總結(jié)熱釋電紅外報警器的構(gòu)成主要由信號接收電路、放大電路、比較電路、延時電路、報警電路、電源電路構(gòu)成熱釋電紅外傳感器通過人體輻射出的紅外線，接收并得到一個微弱的信號，然后通過級聯(lián)放大電路形成具有一定電壓幅度的控制信號，用這一控制信號去控制三極管使其導通，就可制成具有自動控制功能的各種外接裝置。但有人來時，得到一個信號，然后導通三極管等元件使得報警電路得意工作，隔一定時間的時間再一次掃描，檢測是否還有人，有人繼續(xù)通過得到的一個信號經(jīng)過放大然后使得報警電路工作，若沒有人，也得到一個信號，但與基準電壓相比較，不符合則停止導通，從而報警電路停止工作。該報警器主要由熱釋電紅外傳感器及其檢測電路，報警電路組成。熱釋電紅外傳感器是報警器設計中的核心器件，它可把人體的紅外信號轉(zhuǎn)換為電信號以供信號處理部分使用。檢測電路主要是把傳感器輸出的微弱電信號進行放大、濾波、延遲、比較，從而實現(xiàn)報警功能。用熱釋電紅外傳感器設計的監(jiān)控報警系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點。經(jīng)過多次測試，該系統(tǒng)工作情況穩(wěn)定。經(jīng)測試，可在5m的有效范圍內(nèi)對移動物體產(chǎn)生報警。六、心得通過這次課程設計，我能夠把理論知識同實踐更好地結(jié)合起來，收獲很多，在設計過程中遇到很多問題，通過上網(wǎng)查資料和同學討論，最終得到解決。設計中我發(fā)現(xiàn)自己的理論知識掌握的還不是很牢固，沒有理論作支持，實踐是很難進行的。由于學習時間很少，所以花的時間很多。這次課程設計從原理圖的查找，器件的購買，到電路板的焊接及調(diào)試等過程都是我們自己獨立完成的。在設計的過程中遇到了許多的問題，但通過不斷的改進，我們是問題得到更好的解決。這次課程設計使我懂得了要想設計一個成功的電路，不但要認真細心，而且要有耐心，全面的去考慮問題。在整個電路的設計過程中，對整個設計要有系統(tǒng)的把握，還要對一些細節(jié)考慮周全。只有這樣才能設計好電路。在設計中總感覺知識的重要性及運用知識的能力?？傮w來說，這次課程設計使我收獲頗豐。不但鞏固了學過的知識，而且學到了許多其他的知識。理論結(jié)合實際，加強了對理論的理解，增強了解決問題的能力，同時也拓寬了我們的思維。對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。附錄1元件明細：材料清單為：元件名稱元件參數(shù)元件個數(shù)電阻2K1電阻3K1電阻10K3電阻47K2電阻100K1電阻1M2電阻2M1瓷片電容10nf5極性電容10uf1極性電容100uf1極性電容220uf1三極管90131發(fā)光二極管1蜂鳴器導通電壓6V1三端集成穩(wěn)壓器78L051紅外傳感信號處理器 BISS00011光敏電阻1滑動變阻器1041附錄2

論大學生寫作能力寫作能力是對自己所積累的信息進行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸無點墨，怎么也不會寫出作文來的。寫作能力是每個大學生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學生的寫作能力較為欠缺。一、大學生應用文寫作能力的定義那么，大學生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實用的文章，而且非寫得既通順又扎實不可?！睂τ诖髮W生的寫作能力應包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認為：大學生寫作能力應包括應用寫作能力和文學寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對于大學生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認為寫作論文的能力可以包含在應用寫作能力之中。大學生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對于學生個人還是對于院系和學校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個重要課題。如何提高大學生的寫作能力的問題必須得到社會的廣泛關(guān)注，并且提出對策去實施解決。二、造成大學生應用文寫作困境的原因：（一）大學寫作課開設結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學科設置來看，除了中文專業(yè)會系統(tǒng)開設寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學生都只開設了普及性的《大學語文》課。學生寫作能力的提高是一項艱巨復雜的任務，而我們的課程設置僅把這一任務交給了大學語文教師，可大學語文教師既要在有限課時時間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識，又要適度提高學生的鑒賞能力，且要教會學生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務之重實難完成。（二）對實用寫作的普遍性不重視?！按髮W語文”教育已經(jīng)被嚴重地“邊緣化”。目前對中國語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學英語的大好勢頭。中小學如此，大學更是如此。對我們的母語中國語文，在大學反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設置，沒有系統(tǒng)的學習實踐訓練。這其實是國人的一種偏見。應用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個人學問很大，會寫小說、詩歌、戲劇等，但如果不曉得應用文寫作的特點和方法，他就寫不好應用文。（三）部分大學生學習態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學生對寫作的學習和訓練都只是集中在《大學語文》這一門課上，大部分學生只愿意被動地接受大學語文老師所講授的文學經(jīng)典故事，而對于需要學生動手動腦去寫的作文，卻是盡可能應付差事，這樣勢必不能讓大學生的寫作水平有所提高。（四）教師的實踐性教學不強。學生寫作能力的提高是一項艱巨復雜的任務，但在教學中有不少教師過多注重理論知識，實踐性教學環(huán)節(jié)卻往往被忽視。理論講了一大堆，但是實踐卻幾乎沒有，訓練也少得可憐。閱讀與寫作都需要很強的實踐操作，學習理論固然必不可少，但是閱讀方法和寫作技巧的掌握才是最重要的。由于以上的原因，我們的大學生的寫作水平著實令人堪憂，那么如何走出這一困境，筆者提出一些建議，希望能對大學生寫作水平的提高有所幫助。三、提高大學生應用寫作能力的對策（一）把《應用寫作》課設置為大學生的必修課。在中國的每一所大學，《應用寫作》應該成為大學生的必修課。因為在這個被某些人形容為實用主義、功利主義甚囂塵上的時代，也是個人生存競爭最激烈的時代，人們比任何時代都更需要學會寫作實用性的文章，比如職場競爭中的求職信，生活中的財經(jīng)文書、法律文書等，以提高個人的生存競爭能力。（二）端正大學生的學習態(tài)度。首先，要讓大學生充分認識到實用寫作課的重要性，這門課關(guān)乎到他人生的每一個方面，諸如就職，求愛，理財，人際交往等，是他終生都需要使用的一些基礎(chǔ)性的知識，也是他必備的一項生存技能。其次，實用寫作有它自身的規(guī)律和方法。它