Cảm biến (sensor) dùng để
chuyển đổi các tín hiệu không thuộc điện ra dạng tín hiệu điện và đưa
vào các dạng mạch điện để xử lý. Ngày nay có rất nhiều, rất nhiều loại
cảm biến. Bài viết này nói về loại cảm biên chuyển động ngang - PIR
sensor.
PIR sensor:
PIR (Passive Infra Red) là bộ cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích là tia hồng ngoại (IR). Tia hồng ngoại được phát ra chí từ các vật thể có nhiệt độ lớn hơn 0oK
. Trong các cơ thể sống, luôn có thân nhiệt và sẽ luôn phát ra các tia
nhiệt, hay còn gọi là các tia hồng ngoại. Vì vậy, nếu dùng một tế bào
điện biến đổi tia nhiệt ra dạng tín hiệu điện ta sẽ có loại cảm biến
phát hiện các vật thể nóng đang chuyển động. Cảm biến này là thụ động vì
nó không dùng nguồn nhiệt tự phát (nguồn tích cực) mà chỉ phụ thuộc vào
các nguồn nhiệt ngoài, như thân nhiệt của người hay động vật...
Đây
là cảm biến PIR bên trong có 2 cảm biến tia nhiệt, gồm 3 chân ra, điện
áp làm việc có thể từ 3 đến 15V. Góc dò lớn. Có thể tăng độ nhậy cho đầu
dò bằng kính hội tụ Fresnel.
 |
Cảm Biến Chuyển Động PIR D203B
|
Sơ đồ mạch điện tham khảo:
Sau
đây là một sơ đồ điển hình cho thấy cách kết hợp giữa đầu cảm biến PIR
và các mạch khuếch đại, so áp (dùng LM324) và mạch tạo trễ (dùng
CD4538) thông qua relay để điều khiển các thiết bị điện khác.
Phân tích mạch điện:
PIR có 3 chân, chân 3 cho nối masse, chân 1 nối vào nguồn và chân 2 lấy tín hiệu ra. R2 (100K) dùng
lấy tín hiệu. Tín hiệu này cho qua 2 tầng khuếch đại với IC1A và IC1B.
Ở tầng khuếch đại thứ nhất, người ta dùng mạch hồi tiếp nghịch với R4
(1M), R3 (10K) và C2 (10uF) để định độ lợi cho tầng khuếch đại này. C3
(0.1uF) có tác dụng ép dãi tần hẹp lại, chỉ cho làm việc ở vùng tần thấp
bỏ vùng tần cao (vì tác nhân nhiệt có quán tính lớn, thường thay đổi
rất chậm), tín hiệu lấy ra trên chân 1 cho qua R5 (10K) và C4 (10uF) vào
tầng khuếch đại thứ hai trên chân số 6. R6 (1M), D1, D2 và R7 (1M) tạo
thành cầu chia áp lấy áp phân cực cho chân 5 của tầng khuếch đại thứ hai
dòng thời tạo áp mẫu (Vref) cấp cho chân 9 (ngả vào đảo) và chân 12
(ngả vào không đảo) của 2 tầng so áp IC1C và IC1D. R8 (1M) và C5 (0.1uF)
tạo tác dụng hồi tiếp nghịch, ổn định cho tầng khuếch đại IC1B. Tín
hiệu cảm biến sau khi được khuếch đại cho ra trên chân 7, rồi cùng lúc
đưa vào 2 tầng so áp trên chân 10 và chân 13. Đây là 2 tầng so áp có chu
trình hồi sai, dùng tạo ra xung kích thích có độ dốc tốt, kích vào tầng
đa hài đơn ổn trong CD4538, D3 và D4 để cách ly tránh ảnh hưởng qua
lại của 2 đường ra trên chân 8 và chân 14.
CD
4538 là IC logic có 2 tầng đơn ổn, nó định thời gian quá độ (thời gian
trễ) theo thời hằng của R10 (1M) và C6 (1uF) trên chân số 2. Xung làm
chuyển trạng thái đưa vào trên chân 4, khi chuyển mạch mức áp cao cho
xuất hiện trên chân số 6, nó sẽ kích dẫn Q1 cấp dòng cho relay để đóng
các tiếp điểm. Mạch đơn ổn định thời theo thời hằng của R10 và tụ C6,
nên chỉ sau một thời gian qui định, mạch sẽ tự trở lại trạng thái cũ, Q1
sẽ tắt và relay sẽ bị cắt dòng ngắt các tiếp điểm.
Mạch có thể làm việc với mức nguồn DC từ 5 đến 12V. Relay sẽ được chọn phù hợp với điện áp nguồn.
Comments[ 0 ]
Đăng nhận xét