Разработка технологического устройства и приложения пользователя для тестирования пиро-электрических датчиков
Введение
Пироэлектрические датчики отличаются высокой чувствительностью, долговечны, про-сты в эксплуатации. В основе работы пироэлектрических датчиков лежит пироэлектрический эффект, который свойственен ряду кристаллических диэлектриков, имеющих самопроизволь-ную поляризацию – т.е. поляризацией при отсутствии внешних воздействий.
Они находят широкое применение, вот наиболее распространенные сферы применения пироэлектрических датчиков:
- Системы охранной сигнализации. Инфракрасные датчики движения обнаруживают движение человека в охраняемой зоне. Каждый человек излучает в окружающею среду тепло. Данное свойство и используется для обнаружения человека в охраняемом пространстве;
- Автоматически открывающееся двери в крупных супермаркетах, залах, студиях, мага-зинах и т. п. в таких системах так же используется пироэлектрические датчики движения;
- В последнее время в продаже появились автоматические выключатели освещения. Применение таких приборов в быту довольно оправданно, это сокращает затраты на электро-энергию;
- Автоматические системы противопожарной сигнализации. Пироэлектрический дат-чик служит своеобразным электронным термометром и сигнализирует о превышение допустимой температуры в помещении;
Содержание
Введение 6
1. Аналитический раздел 8
1.1. Примеры устройств на основе пироэлектрического эффекта 8
1.2. Устройство и принцип действия пироэлектрического элемента 9
1.3. Параметры пироэлектрических элементов 15
1.4. Основные изготовители пироэлектрических датчиков 16
1.5. Классификация пироэлектрических датчиков 17
1.6. Разработка требований к технологическому устройству 20
1.6.1. Обзор пироэлектрического датчика 20
1.6.2. Требования к технологическому устройству 21
2. Специальный раздел 23
2.1. Разработка функциональной схемы 23
2.2. Разработка принципиальной схемы 24
2.2.1. Выбор и обоснование микроконтроллера 24
2.2.2. Имитатор объекта 30
2.2.3. Шаговый двигатель 30
2.2.4. Механизм перемещения имитатора 32
2.2.5. Ключи управления шаговым двигателем 35
2.2.6. Ключ управления нагревательным элементом 37
2.2.7. Ключ управления пироэлектрического датчика 37
2.2.8. Датчик температуры 39
2.2.9. Описание принципиальной электрической схемы 41
2.3. Проектирование программного обеспечения 43
2.3.1. Общая структура встроенного программного обеспечения 43
2.3.2. Управление встроенным АЦП 45
2.3.2.1. Коммутатор АЦП 45
2.3.2.2. Параметры точности АЦП PIC18F2550 48
2.3.3.3. Время преобразования АЦП PIC18F2550 50
2.3.2.4. Настройка направления портов 52
2.4. Приложение пользователя ПК 56
2.5. Тестирование технологического устройства 61
3. Безопасность жизнедеятельности 64
Заключение 75
Библиографический список использованных источников 76
Список использованных источников
1. Принцип действия и особенности функционирования инфракрасных пассивных охранных извещателей (Ю.Ю. Орлов, А.В. Столяренко, Л.И. Громовенко, О.Ю. Жариков) [Электронный ресурс]. – URL: http://guarda.ru/guarda/data/infra_red/txt_15.php (дата обращения 27.10.2021).
2. Датчик температуры [Электронный ресурс]. – URL: https://pribor-komplekt.ru/catalog/portativnye-pirometry/raynger-mt6.html?sphrase_id=15067 (дата обращения 28.10.2021).
3. Принципы построения матричных ИК-приемников [Электронный ресурс] – URL: https://www.liveinternet.ru/users/albrs/post407274887 (дата обращения 25.10.2021).
4. Пироэлектричество [Электронный ресурс]. – URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/es/44065 (дата обращения 12.05.2018).
5. Волков, В. Г. Тепловизеонные приборы нового поколения [Текст] / В. Г. Волков, Ковалев А. В., Федчишин В. Г. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.thermoview.ru/pdf/matrix.pdf (дата обращения 29.10.2021).
6. Сергеев, А. Пироэлектрические датчики ИК излучения [Электронный ресурс]. – URL: http://ligis.ru/tech_58.htm (дата обращения 27.10.2021).
7. Сысоева, С. Датчики. Актуальные технологии и применения датчиков автомобильных систем активной безопасности. Часть 4. Инфракрасные тепловые камеры [Электронный ресурс]. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/aktualnye-tehnologii-i-primeneniya-datchikov-avtomobilnyh-sistem-aktivnoy-bezopasnosti-chast-4-infrakrasnye-teplovye-kamery (дата обращения 27.10.2021).
8. Чип и Дип – официальный дистрибьютор продукции Murata [Электронный ресурс] / http://www.chipdip.ru/distributor/murata.aspx (дата обращения 28.10.2021).
9. Власюк, Н. П. Пассивный инфракрасный датчик движения [Электронный ресурс]. – URL: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=5090 (дата обращения 27.10.2021).
10. Андреев, С. П. ИК-пассивные датчики охранной сигнализации [Электронный ресурс]. – URL: http://www.vrsystems.ru/stati/ik-passivnie_datchiki_oxrannoi_signalizacii.htm (дата обращения 30.
Определить тип двигателя, довольно просто. Например, на ощупь: при вращении вала обесточенного двигателя с постоянными магнитами (или гибридного) чувствуется перемен-ное сопротивление вращению, двигатель вращается как бы щелчками. В то же время вал обесточенного двигателя с переменным магнитным сопротивлением вращается свободно. Гибридные двигатели являются дальнейшим усовершенствованием двигателей с постоян-ными магнитами и по способу управления ничем от них не отличаются. Определить тип двигателя можно также по конфигурации обмоток. Двигатели с переменным магнитным сопротивлением обычно имеют три (реже четыре) обмотки с одним общим выводом. Двигатели с постоянными магнитами чаще всего имеют две независимые обмотки. Эти обмотки могут иметь отводы от середины. Иногда двигатели с постоянными магнитами имеют 4 раздельных обмотки.