低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳感器的信號處理與控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在的紅外傳感器主要由兩大部分組成:熱釋電紅外傳感元器件、控制芯片和外圍元器件組成信號處理電路。熱釋電紅外傳感元器件探測環(huán)境中的紅外信號，輸出傳感信號?？刂菩酒油鈬骷M成一級放大電路、二級放大電路、電平比較器、定時器。傳感信號經(jīng)過一級放大電路和二級放大電路的處理后，經(jīng)電平比較器的作用輸出有效的感應(yīng)信號，這種電路只有在電源穩(wěn)定時才能有效抑制噪聲干擾。當(dāng)?shù)玫接行У母袘?yīng)信號后控制芯片內(nèi)部的邏輯控制電路輸出控制信號，該控制信號可視為開關(guān)信號供其它電路使用。
[0003]控制信號的輸出時間由RC電路構(gòu)成的定時器來決定，由于RC電路隨環(huán)境影響(特別是溫度的影響)非常大，所以控制信號的輸出時間是不固定且范圍較大。從上面分析可以看出現(xiàn)在的紅外傳感器電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在低電壓(如電源電壓小于5V時)下電路容易受到干擾，控制芯片輸出的信號延時時間容易變化，且工作及待機(jī)電流較大，實(shí)際測試該類電路工作電流在1.5mA(5V工作電壓)以上。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有的技術(shù)不足，提出一種低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊，使用先進(jìn)的MCU技術(shù)取代上面的信號處理電路，利用MCU的強(qiáng)大的信號處理功能和獨(dú)特的程序算法來達(dá)到甚至超過原信號處理電路，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號處理與智能控制的目的。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊，包括太陽能電池板、紅外傳感器、MCU(可編程微控制器)、無線通信器，太陽能電池板將環(huán)境中的光能轉(zhuǎn)換為電能，該電能一路經(jīng)過一穩(wěn)壓器后分別給所述紅外傳感器、MCU、無線通信器供電，另一路電能傳送到一電能存儲器，作為整個電路系統(tǒng)的備用電能，MCU在自身程序的控制下對紅外傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)信號進(jìn)行采樣分析處理后產(chǎn)生觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號通過無線通信器傳送給控制電路以執(zhí)行相應(yīng)的功能，MCU還對太陽能電池板對蓄電池的充放電管理進(jìn)行控制。
[0007]進(jìn)一步，Μ⑶包括寄存器、數(shù)字比較器，通過對MCU的寄存器進(jìn)行基本配置后，Μ⑶的引腳對紅外傳感器輸出的感應(yīng)信號進(jìn)行采樣，該感應(yīng)信號為模擬信號，MCU將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后通過特定的算法將數(shù)字信號進(jìn)行濾波、放大，接著通過MCU中的數(shù)字比較器得到有效的傳感信號，最后輸出觸發(fā)信號到無線通信器，并由無線通信器傳送給控制電路以執(zhí)彳丁相應(yīng)的功能。
[0008]進(jìn)一步，所述Μ⑶輸出的觸發(fā)信號的輸出時間可在Μ⑶程序中進(jìn)行設(shè)定。
[0009]有益效果:本實(shí)用新型使用先進(jìn)的MCU技術(shù)取代現(xiàn)有技術(shù)中的信號處理電路，從而使得整個電路功耗大為降低。由于MCU的工作電壓在2.0V?5V之間，屬于微功耗器件，其信號采集和處理功能極其強(qiáng)大。由于MCU功能強(qiáng)大且用程序來進(jìn)行控制，所以在電路設(shè)計(jì)上比較簡單，功能的變換與拓展都可以利用軟件來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)充放電管理、紅外感應(yīng)識別及控制、無線發(fā)射信號控制。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0012]實(shí)施例:
[0013]如圖1所示，圖中包括太陽能電池板、紅外傳感器、MCU、無線通信器，太陽能電池板將環(huán)境中的光能轉(zhuǎn)換為電能，該電能一路經(jīng)過一穩(wěn)壓器后分別給所述紅外傳感器、MCU、無線通信器供電，另一路電能傳送到一電能存儲器，作為整個電路系統(tǒng)的備用電能，MCU在自身程序的控制下對紅外傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)信號進(jìn)行采樣分析處理后產(chǎn)生觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號通過無線通信器傳送給控制電路以執(zhí)行相應(yīng)的功能，MCU還對太陽能電池板對蓄電池的充放電管理進(jìn)行控制。
[0014]電能存儲器選用可充電電池或者電容。無線通信器采用ASK或者Zigbee這類超低功耗無線通信器。
[0015]Μ⑶包括寄存器、數(shù)字比較器，通過對MCU的寄存器進(jìn)行基本配置后，Μ⑶的引腳對紅外傳感器輸出的感應(yīng)信號進(jìn)行采樣，該感應(yīng)信號為模擬信號，MCU將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后通過特定的算法將數(shù)字信號進(jìn)行濾波、放大，接著通過MCU中的數(shù)字比較器得到有效的傳感信號，最后輸出觸發(fā)信號到無線通信器，并由無線通信器傳送給控制電路以執(zhí)行相應(yīng)的功能iCU輸出的觸發(fā)信號的輸出時間可在MCU程序中進(jìn)行設(shè)定。
[0016]本實(shí)用新型主要是對傳感信號進(jìn)行數(shù)字化處理與程序化控制，整個電路結(jié)構(gòu)簡單，在較低的電壓下也能正常穩(wěn)定的工作，電路能耗很低，實(shí)際測試此電路工作電流小于600uA(3.0V工作電壓)。
[0017]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊，其特征在于，包括太陽能電池板、紅外傳感器、Μ⑶、無線通信器，太陽能電池板將環(huán)境中的光能轉(zhuǎn)換為電能，該電能一路經(jīng)過一穩(wěn)壓器后分別給所述紅外傳感器、MCU、無線通信器供電，另一路電能傳送到一電能存儲器，作為整個電路系統(tǒng)的備用電能，MCU在自身程序的控制下對紅外傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)信號進(jìn)行采樣分析處理后產(chǎn)生觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號通過無線通信器傳送給控制電路以執(zhí)行相應(yīng)的功能，MCU還對太陽能電池板對蓄電池的充放電管理進(jìn)行控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊，其特征在于，MCU包括寄存器、數(shù)字比較器，通過對mj的寄存器進(jìn)行基本配置后，MCU的引腳對紅外傳感器輸出的感應(yīng)信號進(jìn)行采樣，該感應(yīng)信號為模擬信號，MCU將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號進(jìn)行濾波、放大和處理，接著通過MCU中的數(shù)字比較器得到有效的傳感信號，最后輸出觸發(fā)信號到無線通信器，并由無線通信器傳送給控制電路以執(zhí)行相應(yīng)的功能。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊，其特征在于，所述電能存儲器選用可充電電池或者電容。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊，其特征在于，所述無線通信器采用ASK或者Zigbee。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊，其特征在于，所述MCU輸出的觸發(fā)信號的輸出時間可在MCU程序中進(jìn)行設(shè)定。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低功耗太陽能紅外感應(yīng)智能控制模塊，其特征在于，包括太陽能電池板、紅外傳感器、MCU、無線通信器，太陽能電池板將環(huán)境中的光能轉(zhuǎn)換為電能，該電能一路經(jīng)過一穩(wěn)壓器后分別給所述紅外傳感器、MCU、無線通信器供電，另一路電能傳送到一電能存儲器，作為整個電路系統(tǒng)的備用電能，MCU在自身程序的控制下對紅外傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)信號進(jìn)行采樣分析處理后產(chǎn)生觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號通過無線通信器傳送給控制電路以執(zhí)行相應(yīng)的功能，MCU還對太陽能電池板對蓄電池的充放電管理進(jìn)行控制。本實(shí)用新型使用先進(jìn)的MCU技術(shù)，使得整個電路功耗大為降低，可實(shí)現(xiàn)充放電管理、紅外感應(yīng)識別及控制、無線發(fā)射信號控制。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN205121242
【申請?zhí)枴緾N201520608939
【發(fā)明人】李光永
【申請人】綠尚光電科技（上海）有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年8月13日