人体红外线感应模块的制作方法

文档序号:6129561
专利名称:人体红外线感应模块的制作方法
人体红外线感应模块
技术领域
本发明涉及热释电传感器应用技术领域,尤其涉及人体红外线感应模块。背景技术
目前,各厂家生产的热释电传感器(PIR)产品体积较大,功耗一般都在几十毫安 以上,主要用于安防产品如红外线探头等,来探测人体的移动产生报警信,由报警主 机专用电源供电。热释电传感器对环境温度变化敏感,对信号放大电路元器件要求较 高,使用热释电传感器除了对传感器本身的特性了解外,还要设计比较复杂的电路才 能达到使用得目的,使用起来相当麻烦。而且如果生产工艺或电路处理不当,很容易 产生误动作信号,因此热释电传感器的使用技术主要掌握在与其相关的产品厂家手里, 使其在其他产品上的应用受到限制。

发明内容
本发明的发明目的是提供一种人体红外线感应模块,以达到使用方便、便于二次 开发的目的。
为达到上述发明目的,本实用新型提出以下的技术方案
一种人体红外线感应模块,其特征在于,该模块包括设置于同一电路板的低功耗 稳压器、热释电传感器、菲涅尔透镜、处理IC、低通滤波器,所述菲涅尔透镜设置于 热释电传感器,直流电源经过低功耗稳压器进行稳压滤波后,提供给热释电传感器处
理IC工作,热释电传感器感应信号后经过低通滤波器输入处理IC,经过信号放大后
进行信号比较、逻辑控制,实现了由传感器信号电压到逻辑电平的转换,最后输出控 制信号电平。
优选地,所述电路板上还设有定位螺丝孔、电源输入和信号输出端口、触发方式 选择端口。
优选地,所述电路板为38*28,或32*24mm平面长方形电路板。 其中,所述热释电传感器处于电路板正中心;所述菲涅尔透镜处于电路板正中心, 上部为半球型且底部设有4个定位脚。其中,所述定位螺丝孔位于电路板左右两侧,直径为2毫米或3毫米。
其中,所述电源输入和信号输出端口位于电路板正轴心偏下,处于传感器正下方。
其中,所述触发方式选择端口处于模块的左上角。
其中,所述模块还包括光敏电阻,设于电路板左下角或在透镜里面。 其中,所述低功耗稳压器在电路板左下角。
其中,该模块还包括处理ic和两个以上电解电容,所述处理IC的一侧或两侧引
脚位于传感器里面,所述电解电容设置于电路板之上。
从以上技术方案可以看出,本发明将PIR热释电传感器、菲涅尔透镜、信号放大 和处理IC、定位螺丝孔、电源输入和信号输出端口、触发方式选择端口、光敏电阻、 低功耗稳压器、等电子元件集成到一块38承28mm或32承24mm的电路板上,组成电路模 块。模块功耗50uA,使用4.5-20V直流电源,感应到的信号可作为电平信号使用或直 接驱动附载,使用起来非常简单,并扩大热释电传感器应用范围,可广泛用于人体感 应玩具、感应灯具、感应节能电器、自动摄像设备和自动人体感应控制设备等。


图1为本发明人体红外线感应模块的基本框图; 图2为本发明人体红外线感应模块的具体电路图; 图3为本发明人体红外线感应模块直流应用的电路图; 图4为本发明人体红外线感应模块交流应用的电路图; 图5为本发明人体红外线感应模块实施例一的封装图6为本发明人体红外线感应模块实施例二的封装图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
如图1 图6所示,本发明中人体红外线感应模块包括设置于同一电路板的低功 耗稳压器6、热释电传感器l、信号放大电路、处理IC7、低通滤波器
直流电源经过低功耗稳压器6进行稳压滤波后,提供给热释电传感器1和信号放大电路、处理IC7工作,热释电传感器1感应信号后经过低通滤波器输入到处理IC7, 在传到信号放大电路进行放大,之后进入处理IC7进行信号比较处理后进行逻辑控制,
并输出控制信号。所述热释电传感器1上设有菲涅尔透镜2,所述电路板上还设有定 位螺丝孔3、电源输入和信号输出端口4、触发方式选择端口5。
其工作过程和原理是,4.5-20V的直流电源经过HT7133稳压滤波后,提供给热释
电传感器和信号放大、处理IC-BISS0001工作,PIR热释电传感器感应信号经过C6、
R3和R6、 C8组成的低通滤波器输入到IC的14脚,进行第一级信号放大,之后由C7、
R16和R4、 R5耦合到IC13脚进行第二级信号放大,之后进入IC内部的信号比较器,
进行信号比较处理后到逻辑控制器中,IC9脚外接光敏电阻也进入逻辑控制器中,如
果没有接光敏电阻9脚电位高,当热释电传感器感感应到信号时,逻辑控制器控制状
态控制器有高电平信号由2脚输出。当IC9脚外接光敏电阻时,在白天或光线明亮的
环境中,光敏电阻阻值很小,IC9脚电位被拉低,逻辑控制器采集到9脚低电平后,
当热释电传感器感感应到信号时,逻辑控制器将抑制状态控制器输出,2脚没有高电
平信号输出。IC1脚的高、低电平信号还控制内部的状态控制器,完成触发方式选择
功能。l脚的高电平时,状态控制器工作在可重复触发状态,l脚的低电平时,状态控
制器工作在不可重复触发状态。状态控制器输出的高电平信号延时时间由IC 3、 4脚
的R13和C14决定,封锁时间由5、 6脚的R12和C13决定。IC的7脚接VSS, 11脚
接VDD。
本发明热释电传感器的电子模块检测人体移动,采用热释电传感器和信号放大电 路集成在一块电路板上,使用低功耗专用IC,采用贴片式工艺,尽量减小电路板和电 子元件体积。热释电传感器设置于封闭式的菲涅尔透镜里面,流动的空气对热释电传 感器的影响很小,减小了信号干扰、。本发明的模块功耗只有50uA,体积为38*28mm*25mm 或32*24mm*25mni,可以用于感应玩具或节能感应等产品上,使热释电传感器应用领域 进一步拓宽。本发明的人体红外线感应模块具有特点 1、小体积
使用1.2隱双面玻纤电路板,贴片和直插元器件。成品模块外形38*28ram*25ram 或32*24mm*25ram。
2、低功耗、宽电源直流4.5 20V 低功耗电源稳压器HT7133,压差60mV,宽电源范围-O. 3-28V,
3、 使用简单电源+ 、电源-、信号,只有三条引线,用2.54mm直针从电路板 引出,模块固定后,直接将连接线插在电路板上可使用。信号输出外接三极管或光藕 可直接驱动负载。模块中心线边缘由两个3ram螺丝孔,方便安装。如图3、图4所示, 为本发明人体红外线感应模块的直流应用电路图和交流应用图。
4、 高低电平信号输出由人在检测范围内移动,输出3.3V高电平信号,人离开 后没有输出为0V,电路应用参阅所附使用说明书
5、 L H触发方式选择三条直针加短路块,方便选择触发方式。 短路块在L位置设定为不可重复触发模式,如果有人在检测范围内移动,高电
平信号输出3秒种停止,间隔约3秒种,再检测,人还在测范围内移动,再输出高电 平信号输出3秒种停止,如此循环,直到人离开检测范围,信号不再输出。此模块出 厂设定输出时间和间隔时间为3秒种,此时间可在3 900秒内可调,只需要更换电路 板上RC两个元件参数。
短路块在H位置设定为可重复触发模式,如果有人在检测范围内移动,高电平 信号输出3秒种,在3秒种内,如果又检测到人还在测范围内移动,时间清O,继续 往下延时3秒,直到人离开后,停止信号输出。此模块出厂设定输出时间和间隔时间 为3秒种,此时间可在3 900秒内可调,只需要更换电路板上RC两个元件参数.
7感应角度为110度。可通过遮挡菲涅尔透镜减小感应角度,时角度在10-110度内可调,
8感应距离7米,通过改变电路板运放增益,可使感应距离在卜7米固定内可

本发明人体红外线感应模块的封装图如图5、图6所示,将电路的各个元器件集
成于一块电路板,该电路板形状为矩形,其大小一般可以为38*28111111、或32*24隱。
如图5所示,本发明实施例一中各器件的位置分布为 热释电传感器1处于电路板正中心;
菲涅尔透镜2处于电路板正中心,使用使用38*28腿*25醒平面长方形电路板,上 面半球型菲涅尔透镜,透镜底部有4个定位脚, 一边19mm,另一边23ram;菲涅尔透镜 2上有4个定位脚,用于将菲涅尔透镜2固定于电路板;
两个3毫米定位螺丝孔3位于电路板左右两侧;
电源输入和信号输出端口 4位于电路板正轴心偏下,处于传感器正下方 触发方式选择端口 5处于模块的左上角; 光敏电阻在电路板左下角或在透镜里面;
低功耗稳压器6在电路板左下角;
处理IC7—侧的引脚位于透镜里面,另一侧引脚与热释电传感器1紧贴;当然, 处理IC7也可以设置于热释电传感器1里面;
根据需要,电路板上还设置有若干个电解电容。
如图6所示,本发明实施例二中各器件的位置分布为 热释电传感器1处于电路板正中心;
菲涅尔透镜2处于电路板正中心,使用使用32*24ram*25mm平面长方形电路板平面 方形,上面半球型菲涅尔透镜,透镜底部有4个定位脚, 一边19mm,另一边23mm; 两个2毫米定位螺丝孔3位于电路板左右两侧;
电源输入和信号输出端口 4位于电路板正轴心偏下,处于传感器正下方;
触发方式选择端口 5处于模块的左上角; 光敏电阻在电路板左下角或在透镜里面;低功耗稳压器6在电路板左下角;
处理IC7—侧的引脚位于透镜里面,另一侧引脚与热释电传感器1紧贴;当然, 处理IC7也可以设置于热释电传感器1里面;
根据需要,电路板上还设置有若干个电解电容。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通
技术人员来说,在不脱离本发明ti思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都
属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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权利要求
1、一种人体红外线感应模块;其特征在于该模块包括设置于同一电路板的低功耗稳压器(6)、热释电传感器(1)、菲涅尔透镜(2)、处理IC(7)、低通滤波器,所述菲涅尔透镜(2)设置于热释电传感器(1),直流电源经过低功耗稳压器(6)进行稳压滤波后,提供给热释电传感器(1)处理IC(7)工作,热释电传感器(1)感应信号后经过低通滤波器输入处理IC(7),经过信号放大后进行信号比较、逻辑控制,实现了由传感器信号电压到逻辑电平的转换,最后输出控制信号电平。
2、 根据权利要求1所述的人体红外线感应模块,其特征在于 所述电路板上还设有定位螺丝孔(3)、电源输入.和信号输出端口(4)、触发方式选择端口(5)。
3、 根据权利要求2所述的人体红外线感应模块,其特征在于,所述电路板为 38*28咖或32*24mm平面长方形电路板。
4、 根据权利要求2所述的人体红外线感应模块,其特征在于,所述热释电传感器 (l)处于电路板正中心;所述菲涅尔透镜(2)处于电路板正中心,上部为半球型且底部 平面正方形并设有4个定位脚。
5、 根据权利要求2所述的人体红外线感应模块,其特征在于,所述定位螺丝孔(3) 位于电路板左右两侧,直径为2毫米或3毫米。
6、 根据权利要求2所述的人体红外线感应模块,其特征在于,所述电源输入和信 号输出端口(4)位于电路板正轴心偏下,处于传感器正下方。
7、 根据权利要求2所述的人体红外线感应模块,其特征在于,所述触发方式选择 端口 (5)处于模块的左上角。
8、 根据权利要求2所述的人体红外线感应模块,其特征在于,所述模块还包括光 敏电阻,设于电路板左下角或在透镜里面。
9、 根据权利要求2所述的人体红外线感应模块,其特征在于,所述低功耗稳压器 (6)在电路板左下角。
10、 根据权利要求2 9中任一项所述的人体红外线感应模块,其特征在于,所述 处理IC (7)的一侧或两侧引脚位于传感器里面。
全文摘要
本发明公开了一种人体红外线感应模块,该模块包括设置于同一电路板的低功耗稳压器(6)、热释电传感器(1)、菲涅尔透镜(2)、处理IC(7)、低通滤波器,所述菲涅尔透镜(2)设置于热释电传感器(1),直流电源经过低功耗稳压器(6)进行稳压滤波后,提供给热释电传感器(1)处理IC(7)工作,热释电传感器(1)感应信号后经过低通滤波器输入处理IC(7),经过信号放大后进行信号比较、逻辑控制,实现了由传感器信号电压到逻辑电平的转换,最后输出控制信号电平。本发明将热释电传感器进行模块化设计后,直接加电源即可工作,并方便用户二次开发。可用于玩具,节能电器,安防,自动控制等领域。模块电路功耗约50μA,使用4.5-20V直流电源。其特点是体积小,功耗低,电压范围宽。
文档编号G01V8/10GK101441276SQ20071012465
公开日2009年5月27日 申请日期2007年11月23日 优先权日2007年11月23日
发明者武光杰 申请人:武光杰
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