發布日期：2022-05-11 點擊率：125
最近接手一個簡小的項目，需要用到PIR傳感器，由于不能使用網上那種成品的PIR模塊，所以需要自己重新規劃設計電路，最后經過篩選型號，選用國產的6腳AS612，不過商家最后給我寄的是BS612。在其產品官網上搜索其資料，也是僅有的一張簡單的多型號復合參考應用，圖中標注的原理圖引用引腳也是錯的（因我按此接線，直接發燙。），真是對其無語。。。
好在網上搜索有AS612產品的數據手冊，我也只能參照它(事實上兩個是同一個廠家不同型號的的，標注說是內部處理IC不同)。網上較多的應用還是3腳型PIR的加上一個專用處理IC。而我選用的這種應該是內部集成處理的。外圍只需要加一些阻容選能電路。
如上述，由于資料太少，摸索了幾日，才對其電路應用有所領悟，遂在此作以筆記之。
AS612的PIR傳感器有：
1:SENSE -->PIR檢測靈敏度設置腳
2:OEN -->輸出使能設置腳(或說PIR檢測啟用使能)
3:GND/VSS -->電源地
4:VDD -->電源正極
5:OUT/REL -->PIR信號輸出
6:onTIME -->PIR高電平信號輸出保持時長
此6腳。
下面說下引腳參數配置：
高電平輸出保持時長配置參數，由上下拉電阻分壓值
由上曲線圖知道，Vsens引腳電壓超過0.25VDD之后，靈敏度就到達恒定最小值啦，Vsens=0V時，靈敏度就處于最高。
由圖可知，當Voen>=VIH和Voen>=VIL之間時，該引腳為有效狀態，
而由下圖可知，VIH>0.4VDD,VIL
經過實際使用，其特性是：當檢測到熱體紅外信號后，Vout/REL引腳就輸出高電平，此高電平會保持一定時長（即ONTIME引腳配置的時間值），就算是一直給PIR人體紅外信號，其依舊會在ONTIME時間值之后就跌落為低電平，然后經過低電平鎖定時間后，再次變為高電平，保持ONTIME后就跌落為低電平，一言之，即若人體紅外不走開，最后就是類似于PWM的周期信號，低電平的鎖定時間實際觀測與感應的距離（靈敏度吧）有點關系，如下表指出，其典型值為2.3s
熱釋電紅外線傳感器是利用紅外線來進行數據處理的一種傳感器。主要是由一種高熱電系數的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm的探測元件。
工作原理
人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發出特定波長10UM左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發射的10UM左右的紅外線而進行工作的。人體發射的10UM左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續電路經檢測處理后就能產生報警信號。
這種探頭是以探測人體輻射為目標的。所以熱釋電元件對波長為10UM左右的紅外輻射必須非常敏感。為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環境的干擾受到明顯的控制作用。被動紅外探頭，其傳感器包含兩個互相串聯或并聯的熱釋電元。而且制成的兩個電極化方向正好相反，環境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產生釋電效應相互抵消，于是探測器無信號輸出。一旦人侵入探測區域內，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經信號處理而報警。菲泥爾濾光片根據性能要求不同，具有不同的焦距（感應距離），從而產生不同的監控視場，視場越多，控制越嚴密。熱釋電效應
熱釋電效應是指極化強度隨溫度改變而表現出的電荷釋放現象，宏觀上是溫度的改變使在材料的兩端出現電壓或產生電流。
簡單來說，當一些晶體受熱時，在晶體兩端將會產生數量相等而符號相反的電荷。這種由于熱變化而產生的電極化現象稱為熱釋電效應。
熱釋電效應與壓電效應類似，熱釋電效應也是晶體的一種自然物理效應。對于具有自發式極化的晶體，當晶體受熱或冷卻后，由于溫度的變化（△T）而導致自發式極化強度變化（△Ps），從而在晶體某一定方向產生表面極化電荷的現象稱為熱釋電效應。
熱式電體
具有熱釋電性質的材料稱為熱釋電體。壓電陶瓷屬于熱釋電體。若不考慮溫度的不均勻性，熱釋電體一般具有一級和二級熱釋電效應。其中二級熱釋電效應是由于溫度變化引起材料形變，再由壓電效應產生電荷的二級效應。一般情況下，若溫度變化率相同，升降溫過程中產生的熱釋電電荷大小相等，但符號相反
公式
△Ps=P△T
△Ps為自發式極化強度變化量；△T為溫度變化；P為熱釋電系數
技術原理
熱釋電效應最早在電氣石晶體（Na，Ca）（Mg，Fe）3B3Al6Si6（O，H，F）3中發現，該晶體屬三方晶系，具有唯一的三重旋轉軸。與壓電晶體一樣，晶體存在熱釋電效應的前提是具有自發式極化，即在某個方向上存在著固有電矩。但壓電晶體不一定具有熱釋電效應，而熱釋電晶體則一定存在壓電效應。熱釋電晶體可以分為兩大類。一類具有自發式極化，但自發式極化并不會受外電場作用而轉向。另一種具有可為外電場轉向的自發式極化晶體，即為鐵電體。由于這類晶體在經過預電極化處理后具有宏觀剩余極化，且其剩余極化隨溫度而變化，從而能釋放表面電荷，呈現熱釋電效應。通常，晶體自發極化所產生的束縛電荷被空氣中附集在晶體外表面的自由電子所中和，其自發極化電矩不能顯示出來。當溫度變化時，晶體結構中的正、負電荷重心產生相對位移，晶體自發極化值就會發生變化，在晶體表面就會產生電荷耗盡。能產生熱釋電效應的晶體稱為熱釋電體，又稱為熱電元件。熱電元件常用的材料有單晶(LiTaO3等)、壓電陶瓷(PZT等)及高分子薄膜(PVF2等)。如果在熱電元件兩端并聯上電阻，當元件受熱時，則電阻上就有電流流過，在電阻兩端也能得到電壓信號
菲涅耳透鏡
菲涅耳透鏡（英語：Fresnel lens），又譯菲涅爾透鏡，別稱螺紋透鏡，是由法國物理學家奧古斯丁·菲涅耳所發明的一種透鏡。此設計原來被應用于燈塔，這個設計可以建造更大孔徑的透鏡，其特點是焦距短，且比一般的透鏡的材料用量更少、重量與體積更小。和早期的透鏡相比，菲涅耳透鏡更薄，因此可以傳遞更多的光，使得燈塔即使距離相當遠仍可看見。
根據菲涅耳原理制成，菲涅耳透鏡分為折射式和反射式兩種形式，其作用一是聚焦作用，將熱釋的紅外信號折射（反射）在PIR上；二是將檢測區內分為若干個明區和暗區，使進入檢測區的移動物體能以溫度變化的形式在PIR上產生變化熱釋紅外信號，這樣PIR就能產生變化電信號。使熱釋電人體紅外傳感器(PIR)靈敏度大大增加。
技術原理
相比傳統的球面透鏡，菲涅耳透鏡通過將透鏡劃分出為一系列理論上無數多個同心圓紋路（即菲涅耳帶）達到相同的光學效果，同時節省了材料的用量。[1]
在此透鏡的第一個也是最大的一個變種上，每一個環都實際上都是彼此不同的棱鏡。盡管菲涅耳透鏡也許看起來像一片單獨的玻璃，但仔細檢查會發現他是由許多微小的片狀結構組成的。現代的數控機床問世后，利用單塊玻璃生產菲涅耳透鏡已變為現實，而光學塑料的誕生也使得菲涅耳透鏡的制作變得容易。
正是因為這些紋路，透鏡的總體厚度減小了；菲涅耳透鏡實際上是普通凸透鏡連續的曲面被截為一段一段曲率不變的不連續曲面，因為曲面被劃分得很細，故看上去像一圈一圈的紋路。事實上菲涅耳透鏡可以被視作一系列的棱鏡按照環形排列，其中邊緣較為尖銳，而中心則是較為平滑的凸面。
菲涅耳透鏡的設計容許大幅度地削減透鏡厚度（以及重量與體積），但是付出的代價是成像品質會下降，這也是精密成像儀器例如單反相機以及數碼相機仍然使用傳統笨重的透鏡的原因。
菲涅耳透鏡常由玻璃或塑料制成，尺寸從大（老式燈塔，尺寸以米計）到中（閱讀放大鏡、幻燈片投影）再到小（單反相機對焦屏、顯微光學）。大多數情況下，它們很薄很平整，并且有韌性，大約3-5毫米厚。
優點本身不發任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價格低廉。缺點容易受各種熱源、光源干擾被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。 易受射頻輻射的干擾。 環境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。工作環境
紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內，其誤報率與安裝的位置和方式有極大的關系，正確的安裝應滿足下列條件：
紅外線熱釋電傳感器應離地面2.0-2.2米。紅外線熱釋電傳感器遠離空調, 冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。紅外線熱釋電傳感器探測范圍內不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。紅外線熱釋電傳感器不要直對窗口，否則窗外的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報，有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強氣流活動的地方。
紅外線熱釋電傳感器對人體的敏感程度還和人的運動方向關系很大。熱釋電紅外傳感器對于徑向移動反應最不敏感, 而對于橫切方向 (即與半徑垂直的方向)移動則最為敏感. 在現場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環。
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在電子防盜、人體探測器領域中，被動式熱釋電紅外探測器的應用非常廣泛，因其價格低廉、技術性能穩定而受到廣大用戶和專業人士的歡迎。本文詳細介紹了被動式熱釋電紅外探頭的特點。
工作原理及特性：
人體都有恒定的體溫，一般在 37 度，所以會發出特定波長 10μm 左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發射的 10μm 左右的紅外線而進行工作的。
人體發射的 10μm 左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續電路經檢測處理后就能產生報警信號。
(1)這種探頭是以探測人體輻射為目標的。所以熱釋電元件對波長為 10μm 左右的紅外輻射必須非常敏感。
(2)為了僅僅對紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅爾濾光片，使環境的干擾受到明顯的控制作用。
(3)被動紅外探頭，其傳感器包含兩個互相串聯或并聯的熱釋電元。而且制成的兩個電極化方向正好相反，環境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產生釋電效應相互抵消，于是探測器無信號輸出。
(4)一旦人侵入探測區域內，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經信號處理而報警。
(5)菲涅爾濾光片根據性能要求不同，具有不同的焦距(感應距離)，從而產生不同的監控視場，視場越多，控制越嚴密。
優、缺點：
優點：本身不發任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價格低廉。?
缺點：
容易受各種熱源、光源干擾
被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。?
易受射頻輻射的干擾。
環境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。?
抗干擾性能：
防小動物干擾探測器安裝在推薦地使用高度，對探測范圍內地面上的小動物，一般不產生報警。
抗電磁干擾探測器的抗電磁波干擾性能符合 GB 中 4.6.1 要求，一般手機電磁干擾不會引起誤報。
抗燈光干擾探測器在正常靈敏度的范圍內，受 3 米外 H4 鹵素燈透過玻璃照射，不產生報警
安裝要求：
紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內，其誤報率與安裝的位置和方式有極大的關系，正確的安裝應滿足下列條件：
紅外線熱釋電傳感器應離地面 2.0-2.2 米。
紅外線熱釋電傳感器遠離空調，冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。
紅外線熱釋電傳感器探測范圍內不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物
紅外線熱釋電傳感器不要直對窗口，否則窗外的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報，有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強氣流活動的地方
紅外線熱釋電傳感器對人體的敏感程度還和人的運動方向關系很大。熱釋電紅外傳感器對于徑向移動反應最不敏感，而對于橫切方向(即與半徑垂直的方向)移動則最為敏感。在現場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環。
發熱的物體都會產生紅外線，不同的溫度其輻射的紅外線波長不同，因為人體的體溫恒定在37度，所以會固定輻射10um的遠紅外線，PIR就是鑒于這樣的特征來進行人體偵測的。原理是這樣的，當人發出的10um紅外線通過PIR前段的菲尼爾透鏡聚焦到PIR傳感器的表面，PIR本身有一個濾光片，只讓8~14um的遠紅外線進入，PIR內部的傳感器在接收到10nm的紅外線時，會在熱釋電晶體上產生電荷移動，從而再驅動內部的MOS產生正弦波形式的信號，此信號經過PIR后端的運放放大后，可以通過比較器將超過或低于某個電壓值的信號取出，這個信號就是PIR輸出的脈沖信號了，接MCU或其他線路就可以用來實現各種形式的控制或報警。
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