基于TX05D紅外監(jiān)測裝置的設(shè)計(jì)

陳向奎 劉新向

摘要：利用紅外線反射型傳感器模塊TX05D及語音錄放模塊BA1530設(shè)計(jì)危險(xiǎn)場地語音提示裝置。當(dāng)人體通過紅外線檢測區(qū)域時(shí)，該裝置會(huì)檢測到人阻擋了紅外線并立即發(fā)出此地為危險(xiǎn)場地、請勿靠近等語音，提醒靠近該區(qū)域的人立即離開。該裝置抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定，使用方便。適宜于安裝在液化氣站、高壓開關(guān)柜、電力變壓器等危及人身安全的處所使用。

關(guān)鍵詞：語音提示;紅外;TX05D;BA1530

中圖分類號：TM93 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）25-0188-02

1 背景

利用紅外線反射型傳感器模塊及語音錄放模塊，設(shè)計(jì)了危險(xiǎn)場地語音提示裝置。當(dāng)有人進(jìn)入紅外線保護(hù)監(jiān)測區(qū)域時(shí)，紅外線會(huì)被人體阻斷，紅外發(fā)射管同排對側(cè)安裝的光敏接收管會(huì)接收到經(jīng)人體反射回來的紅外信號，經(jīng)紅外接收管接收的紅外信號轉(zhuǎn)換成電信號交給TX052D的后繼電路進(jìn)行信號處理，在TX052D的輸出端發(fā)出控制信號，輸出控制信號驅(qū)動(dòng)BA1530語音模塊播放語音，提醒進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的人員立即離開，保障人身和設(shè)備安全[1-3]。

2 電路結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1為紅外語音報(bào)警提示裝置電路原理圖，主要由紅外線反射型傳感器模塊IC1（TX05D）、晶體三極管VT（9013）及語音錄放模塊IC2（BA1530）等器件組成。

紅外線反射型傳感器TX05D發(fā)出紅外線，檢測是否有人或物體進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域，如果檢測到紅外線被遮擋，傳感器接收被反射回來的信號進(jìn)行處理，使輸出端置高電平，驅(qū)動(dòng)VT三極管導(dǎo)通，從而使得語音模塊BA1530播放端口信號使能，通過揚(yáng)聲器播放事先錄制的語音，提醒進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。

2.1 紅外線反射型傳感器模塊TX05D

IC1（TX05D ）是一體化的紅外反射型傳感器模塊，內(nèi)置紅外發(fā)射電路、接收電路和信號處理電路。當(dāng)發(fā)射的紅外光線被遮擋時(shí)，接收到反射回來的信號，實(shí)現(xiàn)對進(jìn)紅外區(qū)域的人和物體的檢測，對反射回來的信號進(jìn)行處理后輸出高電平信號，驅(qū)動(dòng)后繼電路進(jìn)行工作。由于紅外發(fā)射、紅外接收和信號處理電路已經(jīng)內(nèi)置于模塊內(nèi)，TX05D對外部連接只有三個(gè)端口，使用方便，TX05D外形和引線見圖2所示。

TX05D是三端器件，工作電壓5～12V，紅色線接電源正極，屏蔽線接電源負(fù)極，藍(lán)色線作為輸出信號線，當(dāng)紅外線沒有被人或物體阻擋時(shí)輸出為低電平。通過調(diào)節(jié)孔可以調(diào)整紅外發(fā)送和反射距離，檢測距離為0～120cm，內(nèi)置限流電路，當(dāng)外接負(fù)載電路超過額定負(fù)載時(shí)啟動(dòng)保護(hù)，可以保護(hù)內(nèi)部組件和外部負(fù)載電路安全工作。常用在危險(xiǎn)保護(hù)、阻擋物識別、計(jì)數(shù)及入侵防護(hù)等方面。

上電后TX05D紅外發(fā)射管發(fā)出38KHZ的調(diào)制紅外線，當(dāng)有物體進(jìn)入檢測區(qū)域遮擋了紅外線，部分紅外線會(huì)被反射并被紅外接收管接收，由內(nèi)部模塊對反射回來的信號進(jìn)行放大、解調(diào)、整形等處理，然后在輸出端即藍(lán)色輸出信號線輸出高電平[4]，紅外檢測距離與輸入工作電壓高低有關(guān)，輸入電壓高紅外發(fā)射功率強(qiáng)檢測距離遠(yuǎn)。由于內(nèi)部采用帶補(bǔ)償?shù)目垢蓴_芯片和紅外調(diào)制技術(shù)，TX05D抗干擾能力較高。

2.2 語音錄放模塊BA1530

BA1530是一款優(yōu)秀的單片語音錄放模塊，工作電壓5～6V，可以錄制20s語音信息，采用雙向I/O技術(shù)，可以直接使用揚(yáng)聲器進(jìn)行語音錄制代替了話筒的功能，無須外部元件;采用模擬/多電平存儲(chǔ)技術(shù)避免語音進(jìn)行模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換時(shí)因量化壓縮引起的語音失真;使用非易失閃存不用擔(dān)心掉電語音數(shù)據(jù)丟失并可重復(fù)錄放。主要應(yīng)用在語音錄放、語音玩具等消費(fèi)類電子產(chǎn)品中[5]。

利用BA1530外接兩個(gè)按鍵、一個(gè)揚(yáng)聲器即可完成一套高品質(zhì)的語音錄、放功能的設(shè)備，BA1530的4號引腳連接錄音按鍵，觸動(dòng)S2（REC）按鍵后進(jìn)入錄音模式，V1錄音指示燈點(diǎn)亮，利用揚(yáng)聲器作為話筒可以開始進(jìn)行錄制語音，語音錄制完成或者內(nèi)部存儲(chǔ)空間存滿后釋放S2按鍵。5號引腳是語音播放觸發(fā)信號輸入端，低電平有效，可以通過外接按鍵S1（PLAY），手動(dòng)觸發(fā)語音播放，也可以利用脈沖觸發(fā)，前級電路檢測到信號后輸出低電平觸發(fā)語音播放功能。

基于TX05D紅外監(jiān)測裝置采用脈沖觸發(fā)方式工作，當(dāng)紅外模塊發(fā)射的紅外線沒有被人或物體阻擋時(shí)，TX05D輸出信號為低電平，此時(shí)三極管VT工作在截止區(qū)，BA1530語音播放引腳為高電平，不會(huì)播放錄音。當(dāng)人或物體進(jìn)入了紅外檢測區(qū)域時(shí)，TX05D接收到反射回來的信號并轉(zhuǎn)換成電信號，對該信號進(jìn)行放大、調(diào)制、整形、比較等處理后，輸出高電平，該高電平連接三極管VT的基極，三極管導(dǎo)通工作，BA1530語音播放輸入引腳為低電平，觸發(fā)語音播放，播放事先錄制好的語音，提醒進(jìn)入檢測區(qū)域的人離開避免發(fā)生危險(xiǎn)。

基于TX05D紅外監(jiān)測裝置采用+6V供電，采用降壓、整流、濾波等過程，輸出電壓經(jīng)過7806穩(wěn)壓后提供系統(tǒng)使用[6-7]，危險(xiǎn)場地語音提示裝置電源電路見圖3所示。

3 結(jié)束語

由于該裝置采用了一體化紅外線反射型傳感器模塊及語音錄放模塊，不但使電路結(jié)構(gòu)簡化且具有良好的抗干擾能力，還可提高抗震性能。本裝置已在高壓開關(guān)柜安裝使用，經(jīng)實(shí)際使用證明，效果很好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔡香萍，高云博，王穎.易燃液體倉庫安全監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2010，36（1）：33-34.

[2] 劉修文.新編電子控制電路300例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3] 王松德，張栓記，胡敏.可燃?xì)怏w泄漏語音提示器的設(shè)計(jì)[J].礦山機(jī)械，2007，35（3）：101-103.

[4] 陳有卿，謝剛.新穎電子模塊應(yīng)用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[5] 楊幫文.新型集成器件實(shí)用電路[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[6] 肖景和，趙健.紅外線熱釋電與超聲波遙控電路[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[7] 王松德，朱小龍.對射式紅外線計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2005，36（7）：169-170，168.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】