Reka bentuk peranti penglihatan malam inframerah yang dipasang pada kenderaan berdasarkan mikropengawal PIC
Dengan perkembangan pesat pasaran kereta dan peningkatan kesedaran tentang keselamatan, orang ramai mempunyai keperluan yang lebih tinggi dan lebih tinggi untuk teknologi perlindungan keselamatan kereta. Tidak jauh, kelemahan kesan buruk menjadi salah satu bahaya keselamatan pemanduan kereta. Apa yang lebih serius ialah apabila memandu pada waktu malam, pemandu biasanya akan diganggu oleh lampu kenderaan sebelah sana dan kelihatan di tempat buta yang terdedah kepada kemalangan jalan raya. Sistem penglihatan malam boleh membantu pemandu menavigasi dalam gelap, supaya pemandu dapat melihat persekitaran pemanduan dengan jelas dalam kedua-dua keadaan terang dan gelap. Oleh itu, pembangunan sistem penglihatan malam inframerah automotif dengan struktur mudah, prestasi stabil, kebolehpercayaan yang baik dan kebolehgunaan yang kukuh mempunyai prospek aplikasi pasaran yang penting.
1 Reka bentuk sistem keseluruhan
1) Prinsip sistem
Mengikut prinsip kerja yang berbeza, sistem penglihatan malam inframerah dibahagikan kepada sistem penglihatan malam inframerah pasif dan sistem penglihatan malam inframerah aktif. Sistem penglihatan malam inframerah aktif menggunakan sumber cahaya inframerah yang dibawanya untuk menerangi sasaran secara aktif, dan kanta objektif sistem optik menerima sinaran inframerah yang dipantulkan oleh sasaran, dan membentuk imej inframerah sinaran sasaran pada permukaan fotokatod tiub pengimejan inframerah. Tiub menukar imej melakukan penukaran spektrum dan peningkatan kecerahan pada imej inframerah sasaran, dan akhirnya memaparkan imej cahaya boleh dilihat sasaran pada skrin pendarfluor, dan mata manusia boleh memerhati imej sasaran yang dipertingkatkan melalui kanta mata. Memandangkan ketahanan penggunaan, kerasionalan ekonomi, kepelbagaian peranti, dan lain-lain, kebanyakan mereka memilih sistem penglihatan malam inframerah aktif sebagai sistem yang dipasang pada kenderaan.
Mengikut objektif fungsian dan keperluan reka bentuk, sistem ini terutamanya terdiri daripada pencahayaan inframerah, sistem pemprosesan video dan paparan kenderaan.
2) Reka bentuk perkakasan
(1) Pemilihan kamera
Kamera video juga dipanggil kepala kamera atau CCD. Ia boleh menukar cahaya kepada cas elektrik dan menyimpan serta memindahkan cas elektrik. Ia juga boleh mengeluarkan cas elektrik yang disimpan untuk menukar voltan. Ia adalah elemen pengimejan yang ideal. Prinsip kerjanya adalah seperti berikut: cahaya yang dipantulkan oleh objek kamera merebak ke kanta, dan kemudian memfokuskan pada cip CCD melalui kanta. CCD mengumpul cas yang sepadan mengikut keamatan cahaya, dan selepas nyahcas berkala, ia menghasilkan isyarat elektrik yang mewakili gambar. Selepas penapisan dan pemprosesan penguatan, isyarat video komposit standard dikeluarkan melalui terminal output kamera. Di sini pilih kamera WAT-902H2 sebagai kamera. Ia mempunyai kelebihan kesan kamera yang baik, penyelenggaraan mudah, dan faedah ekonomi.
(2) Reka bentuk bahagian penyinaran inframerah
Laser inframerah jauh dipilih sebagai pemancar cahaya. Ia adalah pemancar laser dengan monokromatik yang baik, rasuk pekat, saiz kecil, hayat panjang dan kecekapan penukaran elektro-optik yang tinggi. Ia terdiri daripada laser semikonduktor gandingan gentian, litar pemacu, litar kawalan suhu dan kanta pembentuk rasuk. Bahagian teras ialah reka bentuk litar pemacu. DD312 dipilih sebagai cip pemacu. Ia adalah cip pemacu arus malar saluran tunggal yang direka khas untuk LED berkuasa tinggi. Isyarat arahan ditambah pada penghujung daya DD312 melalui optocoupler untuk mengawal suis laser.
(3) Reka bentuk modul kuasa
Dalam sistem, paparan, mikropengawal, cip komunikasi MAX487, kamera CCD, dan litar pemacu pemancar laser semuanya memerlukan bekalan kuasa. Antaranya, mikrokomputer cip tunggal dan cip pemacu DD312 memerlukan voltan bekalan kuasa yang agak stabil, riak kecil dan gangguan elektromagnet kecil. Modul LM2576 digunakan untuk menyediakan bekalan kuasa terkawal untuk mikropengawal dan cip pemacu DD312 (Rajah 2). Cip MAX4877 mempunyai voltan operasi yang agak tinggi dan julat yang agak luas, dan modul penukaran kuasa NW1-05S05S digunakan untuk membekalkan kuasa untuknya.
(4) Reka bentuk sistem kawalan
Dua mikrokomputer cip tunggal, PIC16F877A dan PIC16F876A, digunakan sebagai cip kawalan sistem, dan keseluruhan sistem kawalan juga merupakan sistem penghantaran kecil. Antaranya, mikrokomputer cip tunggal PIC16F877A digunakan sebagai penghujung awal sistem penghantaran, bertanggungjawab untuk pemerolehan data dan butang "memori"; Cip Max487 ialah cip komunikasi, bertanggungjawab untuk menerima dan menghantar isyarat. Mikrokomputer cip tunggal PIC 16F876A digunakan sebagai hujung penerima sistem penghantaran untuk mengawal putaran motor.
①Tamat awal
Teras bahagian ini ialah mikropengawal PIC16F877A. Ia ialah 8-bit mikrokomputer cip tunggal yang dihasilkan oleh Microchip Corporation dari Amerika Syarikat. Ia mempunyai struktur RISC yang unik, struktur bas Harvard di mana bas data dan bas arahan dipisahkan. Ia menghubungkan setiap peranti terminal, bertindak balas kepada arahan pertanyaan yang dihantar oleh komputer kawalan utama, dan mengembalikan maklumat status peranti yang sedang diuji kepada komputer kawalan utama. Port I/O komputer satu cip disambungkan dengan terminal peralatan yang sedang diuji untuk mendapatkan maklumat keadaan yang diperlukan. Litar ini dibahagikan kepada tiga bahagian: litar pemerolehan data (Rajah 3), litar paparan LED, dan litar butang.
2 pin mikrokomputer cip tunggal disambungkan secara luaran dengan penderia suhu, yang menghantar isyarat perubahan suhu masa nyata sistem kepada mikrokomputer cip tunggal; 3~7 pin disambungkan secara luaran dengan litar paparan LED, apabila isyarat tahap rendah pin disambungkan, LED yang sepadan menyala; 8, 9 pin disambungkan secara luaran dengan litar pemacu laser, untuk mengesan status laser; 19 pin disambungkan kepada penyejuk semikonduktor luaran untuk mengumpul maklumat dan memutuskan sama ada untuk mencetuskan penyejuk semikonduktor untuk berfungsi; 22, 25, dan 26 pin disambungkan ke litar komunikasi untuk menghantar isyarat ke cip kawalan utama; 27 hingga 40 pin ialah pan/condong Dan isyarat pengesanan kekunci kanta, apabila operator menekan kekunci pada panel, mikrokomputer cip tunggal menerima isyarat kunci melalui port ini, dan menghantar maklumat ke cip kawalan utama melalui litar komunikasi, dan cip kawalan utama menganalisis dan mengawal selepas menerima isyarat. arahan yang sepadan.
② Litar komunikasi
Litar komunikasi menghubungkan hujung awal dan hujung penerima sistem penghantaran, dan fungsi utamanya adalah untuk merealisasikan penerimaan dan penghantaran isyarat. Ia menggunakan cip Max487, yang merupakan peranti transceiver separuh dupleks berkuasa rendah untuk komunikasi, dan menyepadukan pemandu dan penerima di dalamnya. Hujung awal mengekod isyarat terlebih dahulu, dan hujung penerima menyahkod isyarat. Pada masa yang sama, untuk menghapuskan gangguan, litar diasingkan oleh optocoupler.
