BISS0001在热释电红外开关上的应用
第 33卷第 2期 应 用 科 技 Vol. 33, №. 2
2006年 2月 App lied Science and Technology Feb. 2006
文章编号 : 1009 - 671X (2006) 02 - 0031 - 03
B ISS0001在热释电红外开关上的应用
李 冰 ,姜 波 ,汪滨琦
(哈尔滨工程大学 自动化学院 ,黑龙江 哈尔滨 150001)
摘 要 :介绍被动式热释电红外线传感信号处理器 B ISS0001的结构和工作原理 ,以及利用 B ISS0001并配以热
释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关. 本设计利用此开关控制一台微型水泵来实
现液体的自动供给. 经实际使用证明 ,B ISS0001本身不发射出任何类型的辐射 ,器件功耗很小 ,价格低廉.
关键词 : B ISS0001;红外线 ;液体供给
中图分类号 : TP311 文献标识码 : A
Application of BISS0001 on heat2released Infrared Switch
L IB ing, J IANG Bo,WANG B in2qi
( School of Automation, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China)
Abstract: The configuration and working principle of the pyroelectric infrared signal processorB ISS0001 are presen2
ted. A passive pyroelectric infrared switch is constructed with B ISS0001, pyroelectric infrared sensor and a few ex2
ternal elements. U sing this switch, a m ini pump iswell controlled and the task of automatic liquid supply is comple2
ted. B ISS0001 is proved to be cheap, dependable without any radiation.
Keywords:B ISS0001; infraredray; liquid supply
收稿日期 : 2005 - 05 - 08.
作者简介 :李 冰 (1979 - ) ,男 ,硕士研究生 ,主要研究方向 :计算机控制与应用 , E2mail: libing265@ sina. com.
B ISS0001是一款高性能的被动式热释电红外
线传感信号处理器. 它配以热释电红外传感器和少
量外接元器件构成被动式的热释电红外开关. 本文
将介绍 B ISS0001原理和结构以及利用 B ISS0001设
计一种液体自动供给装置.
1 B ISS0001的结构和工作原理
1. 1 B ISS0001引脚功能说明
B ISS0001的管脚说明见图 1.
图 1 B ISS0001的管脚说明
引脚 1 (A ) :可重复触发和不可重复触发选择
端. 当设为“1”时 ,允许重复触发 ;反之 ,不可重复触
发.
引脚 2 (VO ) :控制信号输出端. 由有效触发的上
跳变沿触发 ,使 VO 输出从低电平跳变到高电平视为
有效触发. 在输出延迟时间外和无有效触发时 , VO
保持低电平.
引脚 3、4 (RR1、RC1) :输出延迟时间 Tx 调节
端.
引脚 5、6 (RC1、RR2) : 触发封锁时间 Ti 调节
端.
引脚 11、7 (VDD 、VSS ) :工作电源正、负端.
引脚 8 (VRF /RESET) : 参考电压及复位输入
端. 通常接 VDD ,当接“0”时 ,可使定时器复位.
引脚 9 (VC ) :触发禁止端. 当 VC < 0. 2VDD时 ,禁
止触发 ;反之 ,允许触发.
引脚 10 ( IB ) :运算放大器偏置电流设置端端.
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引脚 13、12 (2 IN - 、2 OUT) :第 2级运算放大
器反向输入端、输出.
引脚 14、15、16 (1 IN +、1 IN - 、1 OUT) :第 1级
运算放大器同向输入端、反向输入端、输出端.
B ISS0001的内部框图见图 2.
图 2 B ISS0001的内部框图
1. 2 B ISS0001的电气参数
B ISS0001采用高性能 CMOS工艺制造 ,功耗很
低 ;工作电压是 3～6V,推荐使用 5V;当工作电压为
5V时 ,输出的驱动电流对应为 10 mA;工作温度为
- 20～70℃;贮存温度 - 40～125℃.
1. 3 B ISS0001工作原理
B ISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态
控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构
成的数模混合专用集成电路. 它可被设置为可重复
触发和不可重复触发 2种方式. 下面分别介绍 2种
工作方式.
不可重复触发方式工作原理图见图 3.
图 3 B ISS0001不可重复触发工作原理图
根据实际需要 ,利用运算放大器 OP1 组成传感
信号预处理电路 ,将信号放大. 然后耦合给运算放大
器 OP2 ,再进行第 2级放大 ,同时将直流电位抬高为
图 2所标注的 VM (≈ 015VDD )后 ,将输出信号 V2转
换成有 效 触 发 信 号 VS. 由 于 VH ≈ 017VDD 、VL ≈
013VDD ,所以 ,当 VDD = 5V时 ,可有效抑制 ±1V的噪
声干扰 ,提高系统的可靠性. COP3是一个条件比较
器. 当输入电压 VC
低电平 ,封住了与门 U2,禁止触发信号 VS 向下级传
递 ;而当 VC >VR 时 , COP3 输出为高电平 ,进入延时
周期. 当 A端接“0”电平时 ,在 Tx 时间内任何 V2 的
变化都被忽略 ,直至 Tx 时间结束 ,即所谓不可重复
触发工作方式. 当 Tx 时间结束时 , VO 下跳回低电
平 ,同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期 Ti.
在 Ti 时间内 ,任何 V2 的变化都不能使 VO 跳变为有
效状态 (高电平 ) ,可有效抑制负载切换过程中产生
的各种干扰 [ 1 ] .
不可重复触发方式工作原理图见图 4.
图 4 B ISS0001可重复触发工作原理图
可重复触发工作方式下的波形在 VC =“0”、A =
“0”期间 ,信号 VS 不能触发 VS 为有效状态. 在 VC =
“1”、A =“1”时 ,VS 可重复触发 VO 为有效状态 ,并可
促使 VO 在 Tx 周期内一直保持有效状态. 在 Tx 时间
内 ,只要 VS 发生上跳变 ,则 VO 将从 VS 上跳变时刻起
继续延长一个 Tx 周期 ;若 VS 保持为“1”状态 ,则 VO
一直保持有效状态 ;若 VS 保持为“0”状态 ,则在 Tx 周
期结束后 VO 恢复为无效状态 ,并且 ,同样在封锁时间
Ti 时间内 ,任何 VS 的变化都不能触发 VO 为有效状
态 [ 1 ] .
2 B ISS0001 在热释电红外开关上的
应用实例
应用电路图见图 5.
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图 5 应用电路图
图 5 中 ,最左端的是感应部分. 人体发射的
10μm左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集
到红外感应源上. 红外感应源通常采用热释电元件 ,
这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就
会失去电荷平衡 ,向外释放电荷 ,后续电路经检测处
理后就能产生报警信号.
运算放大器 OP1 将热释电红外传感器的输出
信号作第 1级放大 ,然后由 C3 耦合给运算放大器
OP2 进行第 2级放大 ,再经由电压比较器 COP1 和
COP2 处理后 ,检出有效触发信号 VS 去启动延迟时
间定时器 ,输出信号 VO 经晶体管 BD135放大驱动
继电器去接通 12V直流水泵 HW 2502.
图 5中 , R3 为光敏电阻 ,用来检测环境照度. 当
作为照明控制时 ,若环境较明亮 , R3 的电阻值会降
低 ,使 9脚的输入保持为低电平 ,从而封锁触发信号
VS. SW 是工作方式选择开关 ,当 SW 与 + 5V端连通
时 ,芯片处于可重复触发工作方式 ;当 SW 与地端连
通时 ,芯片则处于不可重复触发工作方式. 输出延迟
时间 Tx 由外部的 R9 和 C7 的大小调整 ,值为 Tx≈ 24
576 ×R9 ×C7 ;触发封锁时间 Ti 由外部的 R10和 C6
的大小调整 ,值为 Ti≈ 24 ×R10 ×C6.
3 安装调试
经实验证明 ,本设计此热释电开关的抗电磁波
干扰性能符合 GB10408中 4. 6. 1要求 ,一般手机电
磁干扰不会引起误触发.
探测器在正常灵敏度的范围内 ,受 3m 外卤素
灯透过玻璃照射 ,不会引起误触发. 此热释电红外开
关只能安装在室内 ,其误触发率与安装的位置和方
式有极大的关系. 正确的安装应满足下列条件 [ 2 ] :
1)远离空调、冰箱、火炉等空气温度变化幅度
大的地方.
2)在探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或
其他隔离物.
3)不要直对窗口 ,否则窗外的热气流扰动和人
员走动会引起误报 ,有条件的最好把窗帘拉上. 红外
线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地
方.
4 结束语
B ISS0001本身不发射出任何类型的辐射 ,器件
功耗很小 ,价格低廉. 以 B ISS0001为核心的热释红
外开关 ,应用范围广泛 ,有着很高的使用价值.
参考文献 :
[ 1 ]张庆双. 使用电子线路 200例 [M ]. 北京 :机械工业出版
社 , 2003.
[ 2 ]《无线电 》编辑部. 无线电制作精汇 [M ]. 北京 :人民邮电
出版社 , 2001.
[责任编辑 :李玲珠 ]
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