課程名稱電路及自動化設計
設計題目多用途熱釋電紅外自動控制器
所學專業名稱
班級學號
學生姓名
指導教師
---年---月- --日
滁州學院電路與自動化課程設計
任務書設計（**）名稱： 多用途熱釋電紅外自動控制器
系(部)、專業學生姓名
指導教師下達時間
目錄前言3
第一章設計依據4
第二章設計目標5
第三章設計思路6
第四章設計內容
4.1 檢測電路熱釋電紅外探測器……………7
4.2 放大電路三極體放大電路、運算放大電路……9
4.3 比較控制電路比較放大電路…………………10
4.4 延遲電路11
4.5 迴圈控制電路12
4.6 驅動13
參考文獻14
附圖： 部分晶元引腳圖與功能表
前言實驗課、課程設計和畢業實習是大學階段既相互聯絡又有區別的三大實踐性教學環節。實驗課著眼於通過實驗驗證課程的基本理論，培養學生的初步實驗技能。課程設計則是針對某一門課程的要求，對學生進行綜合性訓練，培養學生運用課程中所學到的理論與實踐緊密結合，獨立地解決實際問題。
畢業實習雖然也是一種綜合性訓練，但它不是針對某一門課程，而是針對本專業的要求所進行的更為全面的綜合訓練。
在學完《電路》及相關課程後，為了鞏固同學們所學的基礎知識和基礎知識的應用，提高獨立思考問題；分析問題和解決今後工作中的實際問題的能力，為了把同學們培養成為既有理論知識又有實際動手能力的良好素質人才，特開設《電路及自動化課程設計》 ，其目的是通過電路設計、安裝、除錯、整理資料、答辯等環形成獨立思考問題的能力，以及培養他們課本知識以外的一些科技工作者必須具備的基本技能，並培養學生的創新能力和再學習的能力。讓同學們學會查閱資料、懂得如何根據需要選擇器件等，從而逐步熟悉開展科學實踐的程式和方法。
第一章設計依據
一、設計要求
1. 能夠實現數字鐘的基本計時功能；
2. 至少設計一種數字鐘的擴充套件功能；
3. 要求依據數字鐘原理設計、制定實驗方案，並撰寫課程設計**要求符合模板的相關要求，字數要求以上。
二、系統設計的一些基本結構圖
1. 開環控制系統
開環控制系統是一種最簡單的控制方式，在控制器和控制物件間只有正向控制作用，系統的輸出量不會對控制器產生任何影響，如圖所示。
2. 閉環控制系統
閉環控制又稱為反饋控制，其控制結構如圖。在這樣的結構下，系統的控制器和控制物件共同構成了前向通道，而反饋裝置構成了系統的反饋通道。
3. 自動化系統結構圖
第二章設計目標
一、課程設計應達到的目的：
，二、設計任務：
1. 具有顯示時、分、秒的可以24小時或12小時制的基本功能；
2. 具有晶體振盪器電路、整形電路、分頻器電路、時間計數器電路、解碼驅動、顯示、校時等電路；
3. 具有整點報時功能、正點報時功能、定時功能、仿廣播電台正點報時等擴充套件功能；
4. 了保證計時準確、穩定，由石英晶體振盪器提供標準時間的基準訊號。
第三章設計思路
一、利用人體熱釋電生理現象產生的具有一定頻率的微弱紅外波訊號來實現的自動多路控制系統。該系統要求成本
低、可靠性高和體積小巧的特點。
檢測人的存在可以利用熱釋電紅外感測器電路、多路控
制的要求可以運用了cd4017 晶元組成「迴圈驅動器」，從而
達到自動多路控制的目的。
二、設計原理框圖
第四章設計內容
4.1檢測電路涉及各類感測器及其調理電路：
早在2023年，有人提出過利用熱釋電效應探測紅外輻射，但並未受到重視，直到六十年代，隨著雷射、紅外技術的迅速發展，才又推動了對熱釋電效應的研究和對熱釋電晶體的應用開發。
一、熱釋電紅外線探頭的特性
1)這種探頭是以探測人體輻射為目標的。所以熱釋電元件對波長為10μm左右的紅外輻射必須非常敏感。
2)為了僅僅對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，使環境的干擾受到明顯的控制作用。
3) 紅外探頭，其感測器包含兩個互相串聯或併聯的熱釋電元。而且製成的兩個電極化方向正好相反，環境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產生釋電效應相互抵消，於是探測器無訊號輸出。
4)一旦人侵入探測區域內，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，並被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經訊號處理而報警。
紅外線熱釋電感測器對人體的敏感程度還和人的運動方向關係很大。紅外線熱釋電感測器對於徑向移動反應最不敏感, 而對於橫切方向 (即與半徑垂直的方向)移動則最為敏感. 在現場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環。
二、 p2288
p2288 是美國hamamatsu公司生產的一種具有特殊雙熱電陶瓷敏感元結構的器件，在受到人體熱釋電一定波長紅外線輻射時引起敏感元溫度變化，經熱/電變換，輸出電訊號。輸出電壓訊號一般為數mv，訊號的頻率約為0.1-10 hz。
4.2 放大電路
1）三極體放大電路2）運算放大器
將熱釋電元件、三極體放大電路和運算放大電路結合在一起。
3）三極體(9014)
9014 結構：npn
集電極-發射極電壓 45v
集電極-基電壓 50v
射極-基極電壓 5v
集電極電流 0.1a
耗散功率 0.4w
結溫 150℃
特怔頻率最小 150mhz
放大倍數：a60-150 b100-300 c200-600 d400-1000
3）運算放大器（lm324)
4.3 比較控制電路
4.4 延遲電路
繼電器4.5迴圈控制電路
十進位制計數／分頻器 (cd4017)
4.6 驅動
多用途熱釋電紅外自動控制器整體電路原理圖
1.參考文獻
1.1 菲涅爾透鏡及運用
由於人體放射的遠紅外線能量十分微弱，直接由熱釋電紅外線感測器接收，靈敏度很低，控制距離一般只有1～2m，遠遠不能滿足要求，必須配以良好的光學透鏡(如拋物鏡、菲涅耳透鏡)，才能實現較高的接收靈敏度。通常多配用菲涅耳透鏡，用其將微弱的紅外線能量進行「聚焦」，可以將感測器的探測距離提高到10m以上。
菲涅爾透鏡作用有兩個：
1.是聚焦作用，即將熱釋紅外訊號折射（反射）在pir上；
2.是作用是將探測區域內分為若干個明區和暗區，使進入探測區域的移動物體能以溫度變化的形式在pir上產生變化熱釋紅外訊號。
菲涅爾透鏡,簡單的說就是在透鏡的一側有等距的齒紋.通過這些齒紋,可以達到對指定光譜範圍的光帶通(反射或者折射)的作用.傳統的打磨光學器材的帶通光學濾鏡造價昂貴。
菲涅爾透鏡可以極大的降低成本。典型的例子就是pir（被動紅外線探測器）。
1.2 多用途熱釋電紅外自動控制器
應用舉例 ：
除了在我們熟知的防盜報警上得到應用外，在更多的領域應用前景看好。比如：樓道自動開關、 在房間無人時會自動停機的空調機、 飲水機。
電視機能判斷無人**或觀眾已經睡覺後自動關機的機構。 開啟監視器或自動門鈴上的應用。結合攝影機或數碼照相機自動記錄動物或人的活動等等……。
您可以根據自己的奇思妙想，結合其它電路開發出更加優秀的新產品。或自動化控制裝置。
1）.熱釋電紅外自動幹手機
製作幹手機可參考隨機延時電路和固定延時電路。設計時要注意人感器必須隔熱，出風口與感應視窗要分離。
2）.飲水機自控電路
人在感應範圍，飲水機加熱或者製冷；人不在感應範圍，15分鐘後自動關機。 適用於家庭、會議室、接待室以及公眾場所使用的飲水機，另外還可利用繼電器另一組接點，定期給冷水和杯子櫃採用紫外線或者臭氧消毒。
紅外自動幹手機飲水機自控電路
3）. 採用rdp-18熱釋電紅外控制照明燈電路
2、附錄---部分晶元引腳圖與功能表
電力系統自動化課程設計
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