Zasnova infrardeče naprave za nočno opazovanje v vozilu na osnovi mikrokrmilnika PIC
S hitrim razvojem avtomobilskega trga in vse večjo ozaveščenostjo o varnosti imajo ljudje čedalje višje zahteve po avtomobilski varnostni zaščitni tehnologiji. Nedaleč stran slabost slabega učinka postane ena od varnostnih nevarnosti avtomobilske vožnje. Bolj resno pa je, da voznika pri nočni vožnji običajno motijo luči nasprotnega vozila in se pojavi v mrtvem kotu, kar je nagnjeno k prometnim nesrečam. Sistem nočnega vida lahko vozniku pomaga pri navigaciji v temi, tako da lahko voznik jasno vidi okolje med vožnjo tako v svetlobi kot v temi. Zato ima razvoj avtomobilskega infrardečega sistema za nočno opazovanje s preprosto strukturo, stabilnim delovanjem, dobro zanesljivostjo in močno uporabnostjo pomembne možnosti za tržno uporabo.
1 Celotna zasnova sistema
1) Sistemsko načelo
Glede na različne principe delovanja se infrardeči sistemi za nočno opazovanje delijo na pasivne infrardeče sisteme za nočno opazovanje in aktivne infrardeče sisteme za nočno opazovanje. Aktivni infrardeči sistem za nočno opazovanje uporablja vir infrardeče svetlobe, ki ga nosi, da aktivno osvetli cilj, leča objektiva optičnega sistema pa sprejme infrardeče sevanje, ki ga odbija cilj, in oblikuje infrardečo sliko ciljnega sevanja na površini fotokatode. infrardečo slikovno cev. Cev za spreminjanje slike izvede spektralno pretvorbo in izboljša svetlost infrardeče slike tarče ter na koncu prikaže sliko tarče v vidni svetlobi na fluorescentnem zaslonu, človeško oko pa lahko opazuje izboljšano sliko tarče skozi okular. Glede na vzdržljivost uporabe, racionalnost ekonomičnosti, vsestranskost naprave ipd., večina izbere za sistem za vgradnjo v vozilo aktivni infrardeči sistem za nočno opazovanje.
V skladu s funkcionalnimi cilji in konstrukcijskimi zahtevami je sistem v glavnem sestavljen iz infrardeče osvetlitve, sistema za video obdelavo in zaslona vozila.
2) Oblikovanje strojne opreme
(1) Izbira kamere
Video kamera se imenuje tudi glava kamere ali CCD. Svetlobo lahko pretvarja v električne naboje ter hrani in prenaša električne naboje. Prav tako lahko odstrani shranjene električne naboje, da spremeni napetost. Je idealen slikovni element. Njegov princip delovanja je naslednji: svetloba, ki jo odbije objekt kamere, se razširi na objektiv in se nato skozi objektiv osredotoči na čip CCD. CCD akumulira ustrezen naboj glede na jakost svetlobe in po periodičnem praznjenju ustvari električni signal, ki predstavlja sliko. Po obdelavi filtriranja in ojačanja se standardni kompozitni video signal odda skozi izhodni terminal kamere. Tukaj izberite kamero WAT-902H2 kot kamero. Prednosti so dober učinek kamere, enostavno vzdrževanje in gospodarske koristi.
(2) Zasnova dela za infrardeče obsevanje
Za oddajnik svetlobe je izbran infrardeči laser. Je laserski oddajnik z dobro monokromatičnostjo, koncentriranim žarkom, majhnostjo, dolgo življenjsko dobo in visoko elektro-optično učinkovitostjo pretvorbe. Sestavljen je iz polprevodniškega laserja, sklopljenega z vlakni, pogonskega vezja, vezja za nadzor temperature in leče za oblikovanje žarka. Osrednji del je zasnova pogonskega vezja. DD312 je izbran kot gonilniški čip. To je enokanalni pogonski čip s konstantnim tokom, posebej zasnovan za visoko zmogljive LED diode. Ukazni signal je dodan na konec za omogočanje DD312 prek optičnega sklopnika za nadzor stikala laserja.
(3) Zasnova napajalnega modula
V sistemu potrebujejo napajanje zaslon, mikrokrmilnik, komunikacijski čip MAX487, kamera CCD in pogonsko vezje laserskega oddajnika. Med njimi mikroračunalnik z enim čipom in gonilniški čip DD312 zahtevata relativno stabilno napajalno napetost, majhno valovanje in majhne elektromagnetne motnje. Modul LM2576 se uporablja za zagotavljanje reguliranega napajanja za mikrokrmilnik in gonilniški čip DD312 (slika 2). Čip MAX4877 ima razmeroma visoko delovno napetost in razmeroma širok razpon, za napajanje zanj pa se uporablja modul za pretvorbo moči NW1-05S05S.
(4) Zasnova nadzornega sistema
Dva mikroračunalnika z enim čipom, PIC16F877A in PIC16F876A, sta uporabljena kot krmilna čipa sistema, celoten nadzorni sistem pa je tudi majhen prenosni sistem. Med njimi se mikroračunalnik PIC16F877A z enim čipom uporablja kot začetni konec prenosnega sistema, ki je odgovoren za pridobivanje podatkov in gumb "pomnilnik"; Čip Max487 je komunikacijski čip, odgovoren za sprejemanje in oddajanje signalov. Mikroračunalnik z enim čipom PIC 16F876A se uporablja kot sprejemni konec prenosnega sistema za krmiljenje vrtenja motorja.
①Začetni konec
Jedro tega dela je mikrokrmilnik PIC16F877A. To je 8-bitni mikroračunalnik z enim čipom, ki ga proizvaja Microchip Corporation iz Združenih držav. Ima edinstveno strukturo RISC, Harvardsko vodilno strukturo, v kateri sta podatkovno in ukazno vodilo ločena. Povezuje vsako terminalsko napravo, se odzove na ukaz poizvedbe, ki ga pošlje glavni nadzorni računalnik, in glavnemu nadzornemu računalniku vrne informacije o statusu testirane naprave. V/I vrata računalnika z enim čipom so povezana s terminalom preskušane opreme za pridobitev zahtevanih informacij o stanju. Vezje je razdeljeno na tri dele: vezje za zajemanje podatkov (slika 3), vezje LED zaslona in vezje gumbov.
2 zatiča mikroračunalnika z enim čipom sta zunaj povezana s temperaturnim senzorjem, ki prenaša signal o spremembi temperature v realnem času v mikroračunalnik z enim čipom; nožice 3~7 so zunanje povezane z vezjem zaslona LED, ko je priključen signal nizke ravni nožice, zasveti ustrezna LED; 8, 9 nožice so zunanje povezane z laserskim pogonskim vezjem za zaznavanje statusa laserja; 19 zatičev je povezanih z zunanjim polprevodniškim hladilnikom za zbiranje informacij in odločanje, ali naj sproži delovanje polprevodniškega hladilnika; 22, 25 in 26 nožice so priključene na komunikacijsko vezje za prenos signalov na glavni krmilni čip; 27 do 40 zatičev je signal za zaznavanje ključa za premikanje/nagibanje in leče; ko operater pritisne tipko na plošči, mikroračunalnik z enim čipom prejme signal ključa prek teh vrat in pošlje informacije glavnemu krmilnemu čipu prek komunikacijsko vezje, glavni krmilni čip pa analizira in krmili po prejemu signala. ustrezen ukaz.
② Komunikacijsko vezje
Komunikacijsko vezje povezuje začetni in sprejemni konec prenosnega sistema, njegova glavna funkcija pa je realizacija sprejema in prenosa signala. Sprejema čip Max487, ki je poldupleksna sprejemno-sprejemna naprava z nizko porabo energije za komunikacijo, v notranjost pa integrira gonilnik in sprejemnik. Začetni konec najprej kodira signal, sprejemni konec pa ga dekodira. Hkrati je za odpravo motenj vezje izolirano z optičnim spojnikom.
