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人体感应自动开门系统
发布时间:2021-02-23
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人体感应自动开门系统
发布时间:2021-02-23
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该项目描述了如何使用SLG46140V GreenPAK™IC作为控制单元来创建被动式红外自动门控制系统。

硬件部件:

  • Dialog Semiconductor SLG46140×    1个        
  • Dialog Semiconductor GreenPAK高级开发板SLG4DVKADV×    1个        

在这个项目中,我们将说明如何使用GreenPAK™SLG46140V打开和关闭自动门。我们使用了被动红外(PIR)HC SR 501传感器来检测门的边界/周围附近是否存在人员,然后使用GreenPAK来控制L298N电机驱动器。提议的设计在工业,办公室,大学,购物中心等中具有广泛的应用。

下面我们描述了了解解决方案如何设计为设计自动门系统所需的步骤。但是,如果您只想获取编程结果,请下载GreenPAK软件以查看已完成的GreenPAK设计文件。将GreenPAK开发套件插入计算机,然后点击程序来设计解决方案。

解释

在此设计中,PIR传感器会根据发出的红外线水平来检测人的存在。PIR传感器的输出用作GreenPAK的模拟输入,GreenPAK处理输入并管理信号时序。当PIR传感器输出HIGH时,GreenPAK将通过L298N电机驱动器电路打开门。如果PIR输出LOW超过六秒钟,则门将关闭。

图1.自动开门和关门系统流程图

被动红外(PIR)运动检测器模块

PIR传感器可测量从其视野中的物体发出的红外线水平。该项目中使用的传感器的范围约为六米。PIR传感器能够感应运动,通常用于检测人类是否已移入或移出传感器的范围。它们体积小,价格便宜,低功耗,易于使用且具有弹性。它们通常在家庭和企业使用的家用电器和小工具中找到。它们通常被称为PIR,“被动红外”,“热电”或“ IR运动”传感器。温度高于绝对零的所有物体都以辐射的形式散发热量,因为辐射是在红外区域,因此人类看不见它。物体越热,发出的红外线越多。无源红外传感器中的无源术语是指PIR传感器不产生或辐射任何能量以进行检测的事实。它们通过检测其他物体释放的能量来工作。
当人经过PIR传感器前面时,它将人体的热量转换成输出电压变化,从而触发检测。当检测到物体时,PIR传感器的输出引脚的电压电平为3.3v。如果没有物体,则输出约0v。PIR传感器如图2所示。

图2. PIR传感器

它具有三个将其与GreenPAK连接的端子。表1中显示了每个终端的详细说明。

表1. PIR传感器PIN功能

L298N电机驱动器模块

这种双向双向电机驱动器模块multiwatt15封装基于非常流行的L298双H桥电机驱动器IC。该模块使用户可以轻松,独立地在两个方向上分别控制两个最大电流为2A的电动机。它具有高达40v的高工作电压。它可以驱动两相步进电动机,四相步进电动机或两相直流电动机。它具有一个大容量的滤波电容器和一个续流二极管,可以保护电路中的设备不受感性负载反向电流的损坏,从而提高了可靠性。它可以驱动5v-35v,其逻辑电平为5v。

图3. L298N电机驱动器

电动机驱动器执行的功能如表2所示。

表2. L298N电机驱动器的功能

框图

下面显示了PIR传感器,GreenPAK和L198N电机驱动器之间的连接框图。

图4.连接框图

顺时针电机控制

当PIR传感器感应到其范围内的物体时,它会在其OUT引脚上输出HIGH,该引脚连接到GreenPAK的Pin10。当Pin10上的电压上升到1v以上时,将对DFF4计时,将POR(上电复位)传递到Pin4,Pin4与顺时针方向的电动机相连,从而导致门打开。
CNT1 / DLY1和反相器2-L0上的两秒钟上升沿延迟会产生一个单脉冲,当经过2秒时,它将重置DFF4。

逆时针电机控制

CNT0 / DLY0在ACMP输出上产生六秒钟的下降沿延迟。当该延迟块的输出下降时,P DLY块中的下降沿检测器为DFF5计时,该DFF5连接到另一个两秒一发脉冲电路。
2位LUT2连接到Pin13,用于确保两个电机都不会同时尝试以相反的方向运行。该LUT确保逆时针电动机仅在不尝试顺时针电动机运行时才能运行。

图5.用于自动门控制系统的GreenPAK设计

结论

在这个项目中,我们设计了一个被动红外自动门控制系统,该系统使用SLG46140V GreenPAK IC作为控制单元。事实证明,小型IC能够正确正确地执行此任务。GreenPAK能够在不使用几个组件块的情况下实现此解决方案,这意味着设计人员可以在必要时为GreenPAK设计添加其他功能。

应用领域

提议的设计可用于以下应用:

1.在医院和科学实验室中,可以使用自动门来确保区域安全,因为人们无需操纵门即可通过该门,从而确保门保持关闭状态,同时减少交叉污染的风险。
2.对于坐轮椅的人和其他身体残疾的人,自动门是必不可少的,因为传统的门可能很难为身体残疾的人打开。
3.自动门可用于人们经常举手的仓库和其他设施,通过使人们更容易走动来提高安全性和效率。

硬件图片

图6.硬件演示

 

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