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Come progettare un sensore infrarosso (PIR)

Come progettare un sensore infrarosso (PIR)

Questo articolo descrive l'hardware ed il software richiesto per un sensore ad infrarossi completamente funzionante con una unità di controllo remoto associata. L'unità di controllo remoto modifica l'algoritmo chiave dei parametri di rilevamento che sono memorizzati nell'aria di memoria flash dell'MC68HC908JK1/3.

Se desideri maggiori informazioni su questo prodotto Freescale, invia una richiesta ad Arrow utilizzando il seguente modulo.

Il sensore PIR è montato dietro una lente Fresnel. Il segnale di uscita dal sensore è amplificato e condizionato da due elementi di un amplificatore operazionale, prima di essere connesso direttamente ad un canale analogico-digitale (A/D) del microcontroller (MCU) che è il tradizionale approccio analogico. In alternativa, può essere accoppiato all' ingresso AC del microcontroller tramite una rete R/C che costituisce la base per il metodo di rilevazione alternativo Delta Sigma. L'uscita "intruder detect" è un segnale che viene utilizzato per indicare al PIR unità madre che un evento di intrusione valido è stato rilevato. In questa applicazione, un diodo emettitore di luce (LED) è usato per indicare una condizione di allarme. Normalmente, si tratta di un dispositivo per l'attivazione di dispositivi d'allarme, quali un relè, transistor, ecc

Caratteristiche
Caratteristiche del PIR:

    - Comunicazioni infrarosse (IR) a 38 KHz e ricevitore tramite timer capture interrupt
    - Comunicazioni di trasmissione RS232
    - FLASH auto-eliminante/programmabile/verificabile tramite routine Motorola
    - Inizializzazione/lettura analogica
    - Rilevamento intrusi attraverso scanner buffer o algoritmi Delta Sigma

Usare un microcontroller a basso costo come l'MC68HC908JK1/3 ha molti vantaggi comparato ad un analogo circuito dato che il microcontroller può applicare un'intelligenza in real time ai dati che i sensori inviano in ingresso. Questa intelligenza forma il cuore dell'algoritmo di rilevamento di intrusi; il vantaggio è incrementato dall'abilità dell'utente di modificare dei parametri chiave dell'algoritmo, che sono memorizzati nella memoria FLASH. I parametri nella memoria FLASH sono regolati da comunicazioni infrarosse a due vie usando un'unità REMOTA. L'utilizzo di un microcontrollore provvede inoltre il progettista con un metodo alternativo di amplificazione dei sensori, che impiega un numero minore di componenti rispetto all'approccio con operazionali.

pir_detector_dev_board

remote_control_dev_board

analog_pir_schematic

mc68hc908gp32_programmer_circuit

Source Code (Abstract)

////////////
// main() //
////////////
void main( void )
{
MicroStartUp();
while( 1 )
{
STOP();
ServiceWatchDog();
////////////////////////////////////////////////////////////
// by virtue of the fact that we have got to this part of //
// the software a KEYBOARD interrupt must have ’fired’. //
////////////////////////////////////////////////////////////
Initialise908GP32();
if ( GetPirPassword() )
{
do {
ServiceWatchDog();
ReadButtons();
IRCommsCheck();
RS232CommsCheck();
ModeCheck();
////////////////////////
// 10ms do-while sync //
////////////////////////
while ( !flags1.bit._10MS_LOOP );
flags1.bit._10MS_LOOP = 0;
} while ( ++stop_counter < _5MINUTE );
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// there must have been 5mins of no button activity OR a password problem //
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
PrepareForSTOP();
}
} // main()
//-----------------------------------------------

Uno dei più importanti fattori da considerare quando si progetta un sistema di allarme antiintrusi è che devono offrire una buona sensibilità combinata con un'alta immunità ai falsi allarmi. I sensori pirolitici usati in un sistema di allarme forniscono un'ampiezza di uscita molto bassa, che è proporzionale ai cambiamenti della radiazione infrarossa incidenti che cadono su di essi. Tradizionalmente, un'amplificazione multi-stadio si usa per condizionare l'uscita del sensore per fornire un segnale utilizzabile. Dopo ogni operazione analogica di lettura/memorizzazione viene effettuato un test di differenza di ampiezza.

Procedura di programmazione

    1. Assicurati che lo switch VDD è Off.
    2. Assicurati che lo zoccolo da 20-pin sia occupato
    3. Assicurati che un cavo standard RS232 da 9 pin è connesso dal PC alla scheda di sviluppo del programmatore
    4. Imposta lo switch Osc Select a Program
    5. Imposta lo switch VDD su ON
    6. Esegui C:\pemicro\ics08jlz\prog08sz.exe (assumendo la cartella di installazione di default)
    7. Dopo che la programmazione è completa, imposta lo switch VDD su Off e sposta il deviatore Osc Selecr da Program a Run

Nota: Il PIR MC68HC908JK1/3 è incluso nel circuito, non c'è nessuno zoccolo separato.

Lista di materiali per l'unità PIR

Resistors

    R1 1k
    R2 10k
    R3 47k
    R4 10M
    R5 10R
    R6 680R
    R7 10k
    R8 100k
    R9 47k
    R10 100k
    R11 100k
    R12 470R
    R13 2k2
    R14 10k
    R15 10k
    R16 10k
    R17 10k
    R18 470R
    R19 680R
    R20 10k
    R40 3M3
    R42 10k
    R44 10k
    R45 47k
    R46 3M3
    R47 680k
    R48 4k7

Miscellaneous

    SW1 SPCO slide switch
    SW2 SPCO slide switch
    SW3 SPCO slide switch
    X1 4MHz resonator
    XT1 9.8304MHz Oscillator Module
    FR1 Curtain’ Fresnel lens
    IR1 GP1U28Q
    J1 9 way rt angle male ‘D’ Connector
    J2 “3pin 0.1”” header”
    J3 “3pin 0.1”” header”
    J4 9 way rt angle male ‘D’ Connector
    J5 3pin PIR Connector
    J6 1.2mm
    LED1 Infra Red transmitter
    LED2 5mm Red
    LED3 5mm Yellow
    LED4 5mm Green

Capacitors

    C1 100nF 50V DC
    C2 100nF 50V DC
    C3 220uF 16V DC
    C4 470uF 25V DC
    C5 100nF 50V DC
    C6 100nF 50V DC
    C7 100nF 50V DC
    C8 100nF 50V DC
    C9 100nF 50V DC
    C10 100nF 50V DC
    C11 3nF3 50V DC
    C12 100nF 50V DC
    C13 220µF 16V DC
    C14 100nF 50V DC
    C15 33µF 10V Tantalum
    C16 10µF 16V DC
    C17 10µF 16V DC
    C19 100nF 50V DC
    C20 10nF 50V DC
    C21 22µF 16V DC
    C23 10µF 16V DC

Semiconductors

    D1 BAS16
    D2 BAS16
    D3 BAS16
    D4 BAS16
    D5 5V1
    IC1 MC68HC908JK3
    IC2 LM7805
    IC3 MAX232
    IC4 74HC125D
    IC5 LM324D
    Q1 BC818-40
    Q2 BC850
    Q3 BC850
    Q4 BC850

L'unità PIR è basata sull'MC68HC908JK1/3, microcontroller flash basato su 1536/4096 byte, il "9" nella parte numerica lo denota come dispositivo flash. La dimensione minima della memoria flash che può essere cancellata in una volta è di 64 bytes e la massima che può essere programmata in una volta è di 32 bytes. Questo progetto usa l'ultimo blocco da 64 byte dello spazio per codice come una memoria non volatile da 32 byte. Questa caratteristica allevia la necessità di una memoria IC esterna come un I2C ad 8 pin 2-wire.

RICHIESTA DI CONTATTO
Se desideri maggiori informazioni su questo prodotto Freescale, invia una richiesta ad Arrow utilizzando il seguente modulo.

Source: Passive Infra Red (PIR) for Security Peripherals

 

 

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