一种红外传感控制器的应用与设计

红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。

　　ZH9576是红外线传感控制器专用IC,图1为ZH9576的引脚图及功能框图。ZH9576广泛用于宾馆洗手间的水龙头阀门控制器、干手机、给皂机等装置中，也可用它制成防盗报警器、危险接近警戒、自动免接触开关等。芯片内部有红外线发射驱动和红外线接收、检测及输出回路。红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗；利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。该芯片具有以下特点：1. 低电压（VDD 2~5V），低功耗，静态耗电1μA.2. 发射红外信号频率约32kHz.3. 振荡频率可由外接振荡电阻控制（如680kΩ时，频率为32kHz.4. 接收灵敏度可由接收管串联的电容器的容量大小来选择：当电容为0.01μF~0.1μF时，接收距离在5cm~25cm之间。5. 通过开关可调节各种形式的输出时间及输出次数。输出能在启动经延时后自动截止，最长延时不超过60秒。

　　ZH9576引脚功能说明：DIS-发射信号选择；OUT0、OUT1、OUT2-输出驱动；P0、P1-输出形式选择；TX0-发射信号输出；TESTS-测试端；OSCo-振荡输出，外接电阻与频率成反比；SGND-接红外接收管负端；AVDD-内部模拟电路正电源。

　　图2为ZH9576的应用实例。{13}脚输出的信号经Q1放大，由红外线发射管F发射出去。红外接收管S接收到红外信号后，通过内部运放大、整形及检测、除颤处理后，由OUT0、OUT1、OUT2输出。无物体靠近时，OUT0输出低电平，物体靠近及物体停留期间，OUT0输出高电平。OUT1和OUT2的输出形式由选择开关P0、P1的状态决定。制作时，红外发射和接收管应安装在同一直线上，相距5cm以内。F、S两管间的轴线可视反射物的远近和设备体积按平行安装或按45°角以内安装，一般不影响反射接收距离。如果发生自激，可在管子外面套上黑色胶套加以屏蔽，这样还能改善方向性，提高灵敏度。