pir熱釋電傳感器：PIR熱釋電傳感器使用筆記

最近接手一個(gè)簡(jiǎn)小的項(xiàng)目，需要用到PIR傳感器，由于不能使用網(wǎng)上那種成品的PIR模塊，所以需要自己重新規(guī)劃設(shè)計(jì)電路，最后經(jīng)過(guò)篩選型號(hào)，選用國(guó)產(chǎn)的6腳AS612，不過(guò)商家最后給我寄的是BS612。在其產(chǎn)品官網(wǎng)上搜索其資料，也是僅有的一張簡(jiǎn)單的多型號(hào)復(fù)合參考應(yīng)用，圖中標(biāo)注的原理圖引用引腳也是錯(cuò)的（因我按此接線，直接發(fā)燙。），真是對(duì)其無(wú)語(yǔ)。。。
好在網(wǎng)上搜索有AS612產(chǎn)品的數(shù)據(jù)手冊(cè)，我也只能參照它(事實(shí)上兩個(gè)是同一個(gè)廠家不同型號(hào)的的，標(biāo)注說(shuō)是內(nèi)部處理IC不同)。網(wǎng)上較多的應(yīng)用還是3腳型PIR的加上一個(gè)專(zhuān)用處理IC。而我選用的這種應(yīng)該是內(nèi)部集成處理的。外圍只需要加一些阻容選能電路。

如上述，由于資料太少，摸索了幾日，才對(duì)其電路應(yīng)用有所領(lǐng)悟，遂在此作以筆記之。

AS612的PIR傳感器有：
1:SENSE -->PIR檢測(cè)靈敏度設(shè)置腳
2:OEN -->輸出使能設(shè)置腳(或說(shuō)PIR檢測(cè)啟用使能)
3:GND/VSS -->電源地
4:VDD -->電源正極
5:OUT/REL -->PIR信號(hào)輸出
6:onTIME -->PIR高電平信號(hào)輸出保持時(shí)長(zhǎng)
此6腳。

下面說(shuō)下引腳參數(shù)配置：

高電平輸出保持時(shí)長(zhǎng)配置參數(shù)，由上下拉電阻分壓值

由上曲線圖知道，Vsens引腳電壓超過(guò)0.25VDD之后，靈敏度就到達(dá)恒定最小值啦，Vsens=0V時(shí)，靈敏度就處于最高。

由圖可知，當(dāng)Voen>=VIH和Voen>=VIL之間時(shí)，該引腳為有效狀態(tài)，
而由下圖可知，VIH>0.4VDD,VIL

經(jīng)過(guò)實(shí)際使用，其特性是：當(dāng)檢測(cè)到熱體紅外信號(hào)后，Vout/REL引腳就輸出高電平，此高電平會(huì)保持一定時(shí)長(zhǎng)（即ONTIME引腳配置的時(shí)間值），就算是一直給PIR人體紅外信號(hào)，其依舊會(huì)在ONTIME時(shí)間值之后就跌落為低電平，然后經(jīng)過(guò)低電平鎖定時(shí)間后，再次變?yōu)楦唠娖剑３諳NTIME后就跌落為低電平，一言之，即若人體紅外不走開(kāi)，最后就是類(lèi)似于PWM的周期信號(hào)，低電平的鎖定時(shí)間實(shí)際觀測(cè)與感應(yīng)的距離（靈敏度吧）有點(diǎn)關(guān)系，如下表指出，其典型值為2.3s

pir熱釋電傳感器：【科普文】人體熱釋電紅外傳感器(PIR)

熱釋電紅外線傳感器是利用紅外線來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的一種傳感器。主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm的探測(cè)元件。
工作原理
人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10UM左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10UM左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10UM左右的紅外線通過(guò)菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。所以熱釋電元件對(duì)波長(zhǎng)為10UM左右的紅外輻射必須非常敏感。為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。被動(dòng)紅外探頭，其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。菲泥爾濾光片根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距（感應(yīng)距離），從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場(chǎng)，視場(chǎng)越多，控制越嚴(yán)密。熱釋電效應(yīng)
熱釋電效應(yīng)是指極化強(qiáng)度隨溫度改變而表現(xiàn)出的電荷釋放現(xiàn)象，宏觀上是溫度的改變使在材料的兩端出現(xiàn)電壓或產(chǎn)生電流。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當(dāng)一些晶體受熱時(shí)，在晶體兩端將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷。這種由于熱變化而產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象稱(chēng)為熱釋電效應(yīng)。
熱釋電效應(yīng)與壓電效應(yīng)類(lèi)似，熱釋電效應(yīng)也是晶體的一種自然物理效應(yīng)。對(duì)于具有自發(fā)式極化的晶體，當(dāng)晶體受熱或冷卻后，由于溫度的變化（△T）而導(dǎo)致自發(fā)式極化強(qiáng)度變化（△Ps），從而在晶體某一定方向產(chǎn)生表面極化電荷的現(xiàn)象稱(chēng)為熱釋電效應(yīng)。
熱式電體
具有熱釋電性質(zhì)的材料稱(chēng)為熱釋電體。壓電陶瓷屬于熱釋電體。若不考慮溫度的不均勻性，熱釋電體一般具有一級(jí)和二級(jí)熱釋電效應(yīng)。其中二級(jí)熱釋電效應(yīng)是由于溫度變化引起材料形變，再由壓電效應(yīng)產(chǎn)生電荷的二級(jí)效應(yīng)。一般情況下，若溫度變化率相同，升降溫過(guò)程中產(chǎn)生的熱釋電電荷大小相等，但符號(hào)相反
公式
△Ps=P△T
△Ps為自發(fā)式極化強(qiáng)度變化量；△T為溫度變化；P為熱釋電系數(shù)
技術(shù)原理
熱釋電效應(yīng)最早在電氣石晶體（Na，Ca）（Mg，F(xiàn)e）3B3Al6Si6（O，H，F(xiàn)）3中發(fā)現(xiàn)，該晶體屬三方晶系，具有唯一的三重旋轉(zhuǎn)軸。與壓電晶體一樣，晶體存在熱釋電效應(yīng)的前提是具有自發(fā)式極化，即在某個(gè)方向上存在著固有電矩。但壓電晶體不一定具有熱釋電效應(yīng)，而熱釋電晶體則一定存在壓電效應(yīng)。熱釋電晶體可以分為兩大類(lèi)。一類(lèi)具有自發(fā)式極化，但自發(fā)式極化并不會(huì)受外電場(chǎng)作用而轉(zhuǎn)向。另一種具有可為外電場(chǎng)轉(zhuǎn)向的自發(fā)式極化晶體，即為鐵電體。由于這類(lèi)晶體在經(jīng)過(guò)預(yù)電極化處理后具有宏觀剩余極化，且其剩余極化隨溫度而變化，從而能釋放表面電荷，呈現(xiàn)熱釋電效應(yīng)。通常，晶體自發(fā)極化所產(chǎn)生的束縛電荷被空氣中附集在晶體外表面的自由電子所中和，其自發(fā)極化電矩不能顯示出來(lái)。當(dāng)溫度變化時(shí)，晶體結(jié)構(gòu)中的正、負(fù)電荷重心產(chǎn)生相對(duì)位移，晶體自發(fā)極化值就會(huì)發(fā)生變化，在晶體表面就會(huì)產(chǎn)生電荷耗盡。能產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)的晶體稱(chēng)為熱釋電體，又稱(chēng)為熱電元件。熱電元件常用的材料有單晶(LiTaO3等)、壓電陶瓷(PZT等)及高分子薄膜(PVF2等)。如果在熱電元件兩端并聯(lián)上電阻，當(dāng)元件受熱時(shí)，則電阻上就有電流流過(guò)，在電阻兩端也能得到電壓信號(hào)
菲涅耳透鏡
菲涅耳透鏡（英語(yǔ)：Fresnel lens），又譯菲涅爾透鏡，別稱(chēng)螺紋透鏡，是由法國(guó)物理學(xué)家?jiàn)W古斯丁·菲涅耳所發(fā)明的一種透鏡。此設(shè)計(jì)原來(lái)被應(yīng)用于燈塔，這個(gè)設(shè)計(jì)可以建造更大孔徑的透鏡，其特點(diǎn)是焦距短，且比一般的透鏡的材料用量更少、重量與體積更小。和早期的透鏡相比，菲涅耳透鏡更薄，因此可以傳遞更多的光，使得燈塔即使距離相當(dāng)遠(yuǎn)仍可看見(jiàn)。
根據(jù)菲涅耳原理制成，菲涅耳透鏡分為折射式和反射式兩種形式，其作用一是聚焦作用，將熱釋的紅外信號(hào)折射（反射）在PIR上；二是將檢測(cè)區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入檢測(cè)區(qū)的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)，這樣PIR就能產(chǎn)生變化電信號(hào)。使熱釋電人體紅外傳感器(PIR)靈敏度大大增加。
技術(shù)原理
相比傳統(tǒng)的球面透鏡，菲涅耳透鏡通過(guò)將透鏡劃分出為一系列理論上無(wú)數(shù)多個(gè)同心圓紋路（即菲涅耳帶）達(dá)到相同的光學(xué)效果，同時(shí)節(jié)省了材料的用量。[1]
在此透鏡的第一個(gè)也是最大的一個(gè)變種上，每一個(gè)環(huán)都實(shí)際上都是彼此不同的棱鏡。盡管菲涅耳透鏡也許看起來(lái)像一片單獨(dú)的玻璃，但仔細(xì)檢查會(huì)發(fā)現(xiàn)他是由許多微小的片狀結(jié)構(gòu)組成的。現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床問(wèn)世后，利用單塊玻璃生產(chǎn)菲涅耳透鏡已變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，而光學(xué)塑料的誕生也使得菲涅耳透鏡的制作變得容易。
正是因?yàn)檫@些紋路，透鏡的總體厚度減小了；菲涅耳透鏡實(shí)際上是普通凸透鏡連續(xù)的曲面被截為一段一段曲率不變的不連續(xù)曲面，因?yàn)榍姹粍澐值煤芗?xì)，故看上去像一圈一圈的紋路。事實(shí)上菲涅耳透鏡可以被視作一系列的棱鏡按照環(huán)形排列，其中邊緣較為尖銳，而中心則是較為平滑的凸面。
菲涅耳透鏡的設(shè)計(jì)容許大幅度地削減透鏡厚度（以及重量與體積），但是付出的代價(jià)是成像品質(zhì)會(huì)下降，這也是精密成像儀器例如單反相機(jī)以及數(shù)碼相機(jī)仍然使用傳統(tǒng)笨重的透鏡的原因。
菲涅耳透鏡常由玻璃或塑料制成，尺寸從大（老式燈塔，尺寸以米計(jì)）到中（閱讀放大鏡、幻燈片投影）再到小（單反相機(jī)對(duì)焦屏、顯微光學(xué)）。大多數(shù)情況下，它們很薄很平整，并且有韌性，大約3-5毫米厚。
優(yōu)點(diǎn)本身不發(fā)任何類(lèi)型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價(jià)格低廉。缺點(diǎn)容易受各種熱源、光源干擾被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。 易受射頻輻射的干擾。 環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。工作環(huán)境
紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內(nèi)，其誤報(bào)率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系，正確的安裝應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：
紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面2.0-2.2米。紅外線熱釋電傳感器遠(yuǎn)離空調(diào), 冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。紅外線熱釋電傳感器探測(cè)范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。紅外線熱釋電傳感器不要直對(duì)窗口，否則窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì)引起誤報(bào)，有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方。
紅外線熱釋電傳感器對(duì)人體的敏感程度還和人的運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系很大。熱釋電紅外傳感器對(duì)于徑向移動(dòng)反應(yīng)最不敏感, 而對(duì)于橫切方向 (即與半徑垂直的方向)移動(dòng)則最為敏感. 在現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報(bào)、求得最佳檢測(cè)靈敏度極為重要的一環(huán)。
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pir熱釋電傳感器：人體熱釋電紅外傳感器 PIR 原理詳解

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在電子防盜、人體探測(cè)器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器的應(yīng)用非常廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶(hù)和專(zhuān)業(yè)人士的歡迎。本文詳細(xì)介紹了被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的特點(diǎn)。
工作原理及特性：
人體都有恒定的體溫，一般在 37 度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng) 10μm 左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的 10μm 左右的紅外線而進(jìn)行工作的。
人體發(fā)射的 10μm 左右的紅外線通過(guò)菲涅爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
(1)這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。所以熱釋電元件對(duì)波長(zhǎng)為 10μm 左右的紅外輻射必須非常敏感。
(2)為了僅僅對(duì)紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。
(3)被動(dòng)紅外探頭，其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。
(4)一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。
(5)菲涅爾濾光片根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距(感應(yīng)距離)，從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場(chǎng)，視場(chǎng)越多，控制越嚴(yán)密。
優(yōu)、缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：本身不發(fā)任何類(lèi)型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價(jià)格低廉。?
缺點(diǎn)：
容易受各種熱源、光源干擾
被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。?
易受射頻輻射的干擾。
環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。?
抗干擾性能：
防小動(dòng)物干擾探測(cè)器安裝在推薦地使用高度，對(duì)探測(cè)范圍內(nèi)地面上的小動(dòng)物，一般不產(chǎn)生報(bào)警。
抗電磁干擾探測(cè)器的抗電磁波干擾性能符合 GB 中 4.6.1 要求，一般手機(jī)電磁干擾不會(huì)引起誤報(bào)。
抗燈光干擾探測(cè)器在正常靈敏度的范圍內(nèi)，受 3 米外 H4 鹵素?zé)敉高^(guò)玻璃照射，不產(chǎn)生報(bào)警
安裝要求：
紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內(nèi)，其誤報(bào)率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系，正確的安裝應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：
紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面 2.0-2.2 米。
紅外線熱釋電傳感器遠(yuǎn)離空調(diào)，冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。
紅外線熱釋電傳感器探測(cè)范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物
紅外線熱釋電傳感器不要直對(duì)窗口，否則窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì)引起誤報(bào)，有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方
紅外線熱釋電傳感器對(duì)人體的敏感程度還和人的運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系很大。熱釋電紅外傳感器對(duì)于徑向移動(dòng)反應(yīng)最不敏感，而對(duì)于橫切方向(即與半徑垂直的方向)移動(dòng)則最為敏感。在現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報(bào)、求得最佳檢測(cè)靈敏度極為重要的一環(huán)。

pir熱釋電傳感器：熱釋電紅外傳感器（PIR）中的一些參數(shù)理解，請(qǐng)教

發(fā)熱的物體都會(huì)產(chǎn)生紅外線，不同的溫度其輻射的紅外線波長(zhǎng)不同，因?yàn)槿梭w的體溫恒定在37度，所以會(huì)固定輻射10um的遠(yuǎn)紅外線，PIR就是鑒于這樣的特征來(lái)進(jìn)行人體偵測(cè)的。原理是這樣的，當(dāng)人發(fā)出的10um紅外線通過(guò)PIR前段的菲尼爾透鏡聚焦到PIR傳感器的表面，PIR本身有一個(gè)濾光片，只讓8~14um的遠(yuǎn)紅外線進(jìn)入，PIR內(nèi)部的傳感器在接收到10nm的紅外線時(shí)，會(huì)在熱釋電晶體上產(chǎn)生電荷移動(dòng)，從而再驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的MOS產(chǎn)生正弦波形式的信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)PIR后端的運(yùn)放放大后，可以通過(guò)比較器將超過(guò)或低于某個(gè)電壓值的信號(hào)取出，這個(gè)信號(hào)就是PIR輸出的脈沖信號(hào)了，接MCU或其他線路就可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種形式的控制或報(bào)警。