該項(xiàng)目描述了如何使用SLG46140V GreenPAK?IC作為控制單元來(lái)創(chuàng)建被動(dòng)式紅外自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)。

硬件部件：

Dialog Semiconductor SLG46140× 1個(gè)

Dialog Semiconductor GreenPAK高級(jí)開(kāi)發(fā)板SLG4DVKADV× 1個(gè)

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將說(shuō)明如何使用GreenPAK?SLG46140V打開(kāi)和關(guān)閉自動(dòng)門(mén)。我們使用了被動(dòng)紅外（PIR）HC SR 501傳感器來(lái)檢測(cè)門(mén)的邊界/周圍附近是否存在人員，然后使用GreenPAK來(lái)控制L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。提議的設(shè)計(jì)在工業(yè)，辦公室，大學(xué)，購(gòu)物中心等中具有廣泛的應(yīng)用。

下面我們描述了了解解決方案如何設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)所需的步驟。但是，如果您只想獲取編程結(jié)果，請(qǐng)下載GreenPAK軟件以查看已完成的GreenPAK設(shè)計(jì)文件。將GreenPAK開(kāi)發(fā)套件插入計(jì)算機(jī)，然后點(diǎn)擊程序來(lái)設(shè)計(jì)解決方案。

解釋

在此設(shè)計(jì)中，PIR傳感器會(huì)根據(jù)發(fā)出的紅外線水平來(lái)檢測(cè)人的存在。PIR傳感器的輸出用作GreenPAK的模擬輸入，GreenPAK處理輸入并管理信號(hào)時(shí)序。當(dāng)PIR傳感器輸出HIGH時(shí)，GreenPAK將通過(guò)L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路打開(kāi)門(mén)。如果PIR輸出LOW超過(guò)六秒鐘，則門(mén)將關(guān)閉。

圖1.自動(dòng)開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)系統(tǒng)流程圖

被動(dòng)紅外（PIR）運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器模塊

PIR傳感器可測(cè)量從其視野中的物體發(fā)出的紅外線水平。該項(xiàng)目中使用的傳感器的范圍約為六米。PIR傳感器能夠感應(yīng)運(yùn)動(dòng)，通常用于檢測(cè)人類是否已移入或移出傳感器的范圍。它們體積小，價(jià)格便宜，低功耗，易于使用且具有彈性。它們通常在家庭和企業(yè)使用的家用電器和小工具中找到。它們通常被稱為PIR，“被動(dòng)紅外”，“熱電”或“ IR運(yùn)動(dòng)”傳感器。溫度高于絕對(duì)零的所有物體都以輻射的形式散發(fā)熱量，因?yàn)檩椛涫窃诩t外區(qū)域，因此人類看不見(jiàn)它。物體越熱，發(fā)出的紅外線越多。無(wú)源紅外傳感器中的無(wú)源術(shù)語(yǔ)是指PIR傳感器不產(chǎn)生或輻射任何能量以進(jìn)行檢測(cè)的事實(shí)。它們通過(guò)檢測(cè)其他物體釋放的能量來(lái)工作。

當(dāng)人經(jīng)過(guò)PIR傳感器前面時(shí)，它將人體的熱量轉(zhuǎn)換成輸出電壓變化，從而觸發(fā)檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)，PIR傳感器的輸出引腳的電壓電平為3.3v。如果沒(méi)有物體，則輸出約0v。PIR傳感器如圖2所示。

圖2. PIR傳感器

它具有三個(gè)將其與GreenPAK連接的端子。表1中顯示了每個(gè)終端的詳細(xì)說(shuō)明。

表1. PIR傳感器PIN功能

L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊

這種雙向雙向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊multiwatt15封裝基于非常流行的L298雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC。該模塊使用戶可以輕松，獨(dú)立地在兩個(gè)方向上分別控制兩個(gè)最大電流為2A的電動(dòng)機(jī)。它具有高達(dá)40v的高工作電壓。它可以驅(qū)動(dòng)兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或兩相直流電動(dòng)機(jī)。它具有一個(gè)大容量的濾波電容器和一個(gè)續(xù)流二極管，可以保護(hù)電路中的設(shè)備不受感性負(fù)載反向電流的損壞，從而提高了可靠性。它可以驅(qū)動(dòng)5v-35v，其邏輯電平為5v。

圖3. L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行的功能如表2所示。

表2. L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功能

框圖

下面顯示了PIR傳感器，GreenPAK和L198N電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間的連接框圖。

圖4.連接框圖

順時(shí)針電機(jī)控制

當(dāng)PIR傳感器感應(yīng)到其范圍內(nèi)的物體時(shí)，它會(huì)在其OUT引腳上輸出HIGH，該引腳連接到GreenPAK的Pin10。當(dāng)Pin10上的電壓上升到1v以上時(shí)，將對(duì)DFF4計(jì)時(shí)，將POR（上電復(fù)位）傳遞到Pin4，Pin4與順時(shí)針?lè)较虻碾妱?dòng)機(jī)相連，從而導(dǎo)致門(mén)打開(kāi)。

CNT1 / DLY1和反相器2-L0上的兩秒鐘上升沿延遲會(huì)產(chǎn)生一個(gè)單脈沖，當(dāng)經(jīng)過(guò)2秒時(shí)，它將重置DFF4。

逆時(shí)針電機(jī)控制

CNT0 / DLY0在ACMP輸出上產(chǎn)生六秒鐘的下降沿延遲。當(dāng)該延遲塊的輸出下降時(shí)，P DLY塊中的下降沿檢測(cè)器為DFF5計(jì)時(shí)，該DFF5連接到另一個(gè)兩秒一發(fā)脈沖電路。

2位LUT2連接到Pin13，用于確保兩個(gè)電機(jī)都不會(huì)同時(shí)嘗試以相反的方向運(yùn)行。該LUT確保逆時(shí)針電動(dòng)機(jī)僅在不嘗試順時(shí)針電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)才能運(yùn)行。

圖5.用于自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的GreenPAK設(shè)計(jì)

結(jié)論

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)被動(dòng)紅外自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用SLG46140V GreenPAK IC作為控制單元。事實(shí)證明，小型IC能夠正確正確地執(zhí)行此任務(wù)。GreenPAK能夠在不使用幾個(gè)組件塊的情況下實(shí)現(xiàn)此解決方案，這意味著設(shè)計(jì)人員可以在必要時(shí)為GreenPAK設(shè)計(jì)添加其他功能。

應(yīng)用領(lǐng)域

提議的設(shè)計(jì)可用于以下應(yīng)用：

1.在醫(yī)院和科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，可以使用自動(dòng)門(mén)來(lái)確保區(qū)域安全，因?yàn)槿藗儫o(wú)需操縱門(mén)即可通過(guò)該門(mén)，從而確保門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)減少交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。

2.對(duì)于坐輪椅的人和其他身體殘疾的人，自動(dòng)門(mén)是必不可少的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的門(mén)可能很難為身體殘疾的人打開(kāi)。

3.自動(dòng)門(mén)可用于人們經(jīng)常舉手的倉(cāng)庫(kù)和其他設(shè)施，通過(guò)使人們更容易走動(dòng)來(lái)提高安全性和效率。
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