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聊聊身边的嵌入式,9块9做出来人体感应灯~

时间:2022-09-27 23:00:00 红外传感器的帽子

最近,我花了9元9元买了一盏人体感应灯,解决了生活中的一个实际问题:因为租来的房子外面增加了一扇门,但这个封闭的小空间里没有灯。有了这盏灯,你就不必在黑暗的环境中出去进门了。

让我们先看看它的外包装

这种小型电子设备非常实用,可以放在衣柜、走廊等地方,所谓的智能是指光线暗的时候,感觉有人自动点亮,人离开后自动熄灭。光线好的时候,有人路过,不亮

让我们看看它的正面和背面照片

作为一名嵌入式从业者,我们怎么能只看外观而不注意内部呢。所以我忍不住把它拆了。拆卸方法是打开上右图标签,拧下以下两个螺钉,然后用力打破。

这是熟悉的味道,看到了PCB板,再来一张放大的图片

板背面没有装置

核心元件如下:

  1. 型号:可充电聚合物锂电池:CLY502030 ,参数:3.7V 200mAh

  2. 锂电池管理芯片

  3. Micro USB用于充电的座椅

  4. 拨动开关是否能工作

  5. LED灯,总共7个

  6. 单片机,丝印被抛光,应该是一个简单的8位机

  7. 光敏二极管利用半导体材料的光特性实现二极管的开关功能,用于检测光线明暗

    即使有人经过,感应灯也不亮。

  8. 红外热释电传感器(PIR),型号:NS312

PIR是Pyroelectric ("Passive") Infrared 其工作原理是检测人或动物发射的红外线,并将其转换为电信号输出。

为什么这个传感器在使用时头上戴塑料帽?防尘用吗?

说到这里,我们必须简单地谈谈这个PIR传感器的工作原理。


PIR传感器本身内部有两个传感器slot,每个slot均由对IR由敏感的特殊材料制成。当传感器在idle状态,两个slot都检测到相同的量IR,也就是说,墙壁辐射的环境量。当有温度的人或动物经过时,它首先会拦截PIR传感器的一半会导致两者之间的正差异变化。当人或动物离开感应区时,情况会发生相反的变化,导致传感器产生负差异。就是靠检测这个脉冲的变化来判断是否有人或动物经过。

了解了这个原理,看到下面的现象就不会觉得奇怪了。

当光线变暗时,当你靠近感应灯时,它会亮起,但如果你一直站在那里,灯会熄灭一段时间,只有当你再次移动时,它才会亮起。

红外传感器本身就位于密封的金属罐中,以提高抗噪声/温度/湿度的能力。接收红外线取决于下图中间的黑色窗口。内部是上面提到的两个sensor。

原则如下:

图片来源于RE200B Datasheet

如果只是这样,它的检测范围只是一个矩形区域,范围很小,可以添加菲涅尔透镜 (Fresnel lens) ,情况发生了变化,可以折射光线,聚光增加检测区域。

图片来源于Cypress Application Note AN2105

现在检测范围扩大了。然而,我还记得我之前说过的。其实里面有两个传感器。更重要的是,我们不想有两个非常大的感应矩形区域,而是想分散多个小区域。所以我们要做的就是把镜头分成多个部分,每个部分都是菲涅耳镜头,也就是我们看到的小帽子。你看,它被分成许多小块。并分为明区和暗区,使进入检测区的移动物体以温度变化的形式进入PIR产生热释红外信号的变化PIR可产生变化电信号。

例如,整个系统框图 下:


没想到一个小电子设备背后藏着很多知识。

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