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本文拟采用四通用运算放大器LM324进行电路设计,采用SD02型热释电人体红外传感器,对一定范围进行监视并报警。本文主要介绍电路硬件工作原理、Multisim 电路仿真以及波形调试。multisim示波器怎么连
随着科学技术日新月异的发展,人们对生活品质的需求也逐步提高到了一定的层次,报警电路的使用也逐步进入到普通家庭当中。本文拟设计一种简单报警电路,该报警电路可监视周边几十米范围内的人体运动或者动物运动,运用SD02型热释电人体红外传感器对经过指定范围内的人体或者动物采集电压信息,发出报警信号,为家庭安全保驾护航,可以帮助电路爱好者提高电路制作使用水平。
根据电路功能的设计要求,本电路要完成的工作主要有三项:硬件电路设计、Multisim 软件仿真,以及仿真波形的调试。下文将对这三方面逐一进行介绍。
1 硬件工作原理
1.1 核心元件
LM324是四通用运算放大器,内部包含四个相互独立的运算放大器,加上共用电源和接地引脚,共14脚,采用双列直插式塑料封装。LM324集成运算放大器的特点是具有内部频率补偿,直流电压
增益较高;而且对于电源电压可选择范围较广(单电源3-32V ),比较适合家用小电路的电池供电;差摸输入输出电压范围较大,接近于电源电压。
热释电人体红外传感器是一种专门探测人体辐射的传感器,人的正常体温一般在37℃左右,当走动时可能会根据走动频率略有波动,在这个过程中,人体会发出一个特定波长的红外线,大约是10um 左右,热释电人体红外传感器就是通过探头探测到这个波长而进行工作的。红外感应装置通过滤镜探测到人体红外波长,传感器中的热释电元件就会失去电荷平衡,释放出电荷形成电压电流,发出信号。本电路采用得是SD02型热释电人体红外传感器。1.2 工作原理
电路工作原理图如图1所示,LM324的3脚与SD02型热释电人体红外传感器相连,作为传感器信号接收端,LM324的8脚和14脚则和LED 指示灯相连,作为报警信号输出端。当传感器前端探测到
人体进入传感器的监视范围内时,传感器就会产生一个人体交流电压(该电压幅值大约为1mV 左右,该
电压的移动频率决定于人体移动速度,当人体正常行走时,该频率大约是6Hz 左右)。LM324芯片通过对3脚输入电压的与基准电压的比较运算后,进行放大,然后在信号输出端输出报警信号。电阻R13连接LED1,电阻R14连
LM324的红外线报警电路设计及仿真
青岛工程职业学院 宋兆霞
图1
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图2
接LED2,分别构成工作指示电路,当监视范围内监测到人体进入时,LED1和LED2交替闪烁进行报警。
2 Multisim电路仿真调试
本电路可采用Multisim 仿真软件进行电路仿真调试,如图2
所
示。在传感器PY 上给定电压1mV 、频率6Hz 的输入信号,从仿真电路中可以看到仿真的输入输出波形,并且可以看到报警灯LED1和LED2交替发光。
3 波形调试
下面对双踪示波器仿真波形进行调试,仿真波形如图3所示,双踪示波器分别接电路的3脚和14脚,从传感器输入一个正选交流波形,可以在示波器中看到,在输出端得到了放大的波形。
结束语:本文是基于LM324的红外线报警电路,本设计可以制作硬件电路实现,在制作硬件电路是现实请注意LM 外配散热器使用,本文采用Multisim 电路仿真调试实现,本设计具有电路简单,调试方便,报警探测准确的特点。
作者简介:宋兆霞(1983—),山东青岛人,中
国海洋大学在读硕士研究生,主要研究方向为现代检
图3
测与控制技术,现供职于青岛工程职业学院,讲师,长期从事机电、单片机课程教学与研究。
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