Design af en køretøjsmonteret infrarød nattesynsenhed baseret på PIC mikrocontroller
Med den hurtige udvikling af bilmarkedet og den stigende bevidsthed om sikkerhed har folk højere og højere krav til teknologi til beskyttelse af bilsikkerhed. Ikke langt væk bliver ulempen ved dårlig effekt en af sikkerhedsrisiciene ved bilkørsel. Hvad der er mere alvorligt er, at når man kører om natten, vil chaufføren normalt blive forstyrret af lysene på den anden sides køretøj og optræde i en blind vinkel, som er udsat for trafikulykker. Nattesynssystemet kan hjælpe føreren med at navigere i mørket, så føreren kan se køremiljøet klart i både lyse og mørke situationer. Derfor har udviklingen af et infrarødt nattesynssystem til biler med enkel struktur, stabil ydeevne, god pålidelighed og stærk anvendelighed vigtige markedsudsigter.
1 Overordnet systemdesign
1) Systemprincip
Ifølge forskellige arbejdsprincipper er infrarøde nattesynssystemer opdelt i passive infrarøde nattesynssystemer og aktive infrarøde nattesynssystemer. Det aktive infrarøde nattesynssystem bruger den infrarøde lyskilde, det bærer, til aktivt at belyse målet, og objektivlinsen i det optiske system modtager den infrarøde stråling, der reflekteres af målet, og danner et infrarødt billede af målstrålingen på fotokatodeoverfladen af det infrarøde billedrør. Det billedændrende rør udfører spektral konvertering og lysstyrkeforbedring på det infrarøde billede af målet og viser endelig det synlige lysbillede af målet på den fluorescerende skærm, og det menneskelige øje kan observere det forbedrede målbillede gennem okularet. I betragtning af holdbarheden af brugen, rationaliteten af økonomien, enhedens alsidighed osv., vælger de fleste af dem det aktive infrarøde nattesynssystem som køretøjsmonteret system.
Ifølge de funktionelle mål og designkrav er systemet hovedsageligt sammensat af infrarød belysning, videobehandlingssystem og køretøjsdisplay.
2) Hardware design
(1) Kameravalg
Videokamera kaldes også kamerahoved eller CCD. Det kan omdanne lys til elektriske ladninger og lagre og overføre elektriske ladninger. Den kan også tage lagrede elektriske ladninger ud for at ændre spændingen. Det er et ideelt billeddannende element. Dens arbejdsprincip er som følger: lyset, der reflekteres af kameraobjektet, spredes til linsen og fokuserer derefter på CCD-chippen gennem linsen. CCD'en akkumulerer den tilsvarende ladning i henhold til lysets intensitet, og efter periodisk afladning genererer den et elektrisk signal, der repræsenterer et billede. Efter filtrering og forstærkningsbehandling udsendes et standard kompositvideosignal gennem kameraets udgangsterminal. Vælg her WAT-902H2-kamera som kamera. Det har fordelene ved god kameraeffekt, nem vedligeholdelse og økonomiske fordele.
(2) Design af infrarød bestrålingsdel
En fjern-infrarød laser er valgt som lysudsender. Det er en lasersender med god monokromaticitet, koncentreret stråle, lille størrelse, lang levetid og høj elektro-optisk konverteringseffektivitet. Den består af en fiberkoblet halvlederlaser, et drivkredsløb, et temperaturkontrolkredsløb og en stråleformende linse. Kernedelen er drevkredsløbsdesignet. DD312 er valgt som driverchip. Det er en enkelt-kanal konstant-strøm driver-chip specielt designet til højeffekt LED'er. Kommandosignalet tilføjes til aktiveringsenden af DD312 gennem optokobleren for at styre laserens switch.
(3) Design af strømmodul
I systemet har displayet, mikrocontrolleren, MAX487-kommunikationschippen, CCD-kameraet og lasertransmitterens drivkredsløb alle brug for strømforsyning. Blandt dem kræver enkeltchip-mikrocomputeren og DD312-driverchippen relativt stabil strømforsyningsspænding, lille krusning og lille elektromagnetisk interferens. LM2576-modulet bruges til at levere en reguleret strømforsyning til mikrocontrolleren og DD312-driverchippen (figur 2). MAX4877-chippen har en relativt høj driftsspænding og et relativt bredt område, og NW1-05S05S-effektkonverteringsmodulet bruges til at levere strøm til den.
(4) Design af kontrolsystem
To enkelt-chip mikrocomputere, PIC16F877A og PIC16F876A, bruges som kontrolchips i systemet, og hele kontrolsystemet er også et lille transmissionssystem. Blandt dem bruges PIC16F877A single-chip mikrocomputer som den indledende ende af transmissionssystemet, ansvarlig for dataindsamling og "hukommelse"-knap; Max487-chip er en kommunikationschip, der er ansvarlig for at modtage og sende signaler. PIC 16F876A single-chip mikrocomputeren bruges som den modtagende ende af transmissionssystemet til at styre motorens rotation.
①Indledende slutning
Kernen i denne del er PIC16F877A mikrocontroller. Det er en 8-bit single-chip mikrocomputer produceret af Microchip Corporation i USA. Den har en unik RISC-struktur, en Harvard-busstruktur, hvor databussen og instruktionsbussen er adskilt. Den forbinder hver terminalenhed, reagerer på forespørgselskommandoen sendt af hovedkontrolcomputeren og returnerer statusinformationen for den enhed, der testes, til hovedkontrolcomputeren. I/O-porten på én-chip-computeren er forbundet med terminalen på det udstyr, der testes, for at opnå den nødvendige tilstandsinformation. Kredsløbet er opdelt i tre dele: dataindsamlingskredsløb (figur 3), LED-displaykredsløb og knapkredsløb.
De 2 ben på enkeltchip-mikrocomputeren er eksternt forbundet med en temperatursensor, som transmitterer systemets temperaturændringssignal i realtid til enkeltchip-mikrocomputeren; de 3~7 ben er eksternt forbundet med et LED-displaykredsløb, når stiftens lavniveausignal er tilsluttet, lyser den tilsvarende LED; de 8, 9 ben er eksternt forbundet med et laserdrevkredsløb for at detektere laserens status; 19 ben er forbundet til en ekstern halvlederkøler for at indsamle information og beslutte, om halvlederkøleren skal aktiveres; 22, 25 og 26 ben er forbundet til kommunikationskredsløbet for at sende signaler til hovedkontrolchippen; 27 til 40 stifter er panorering/hældning. Og linsens nøgledetekteringssignal, når operatøren trykker på tasten på panelet, modtager single-chip mikrocomputeren nøglesignalet gennem disse porte og sender informationen til hovedkontrolchippen via kommunikationskredsløb, og hovedkontrolchippen analyserer og kontrollerer efter modtagelse af signalet. tilsvarende kommando.
② Kommunikationskredsløb
Kommunikationskredsløbet forbinder den indledende ende og den modtagende ende af transmissionssystemet, og dets hovedfunktion er at realisere signalmodtagelse og transmission. Den anvender Max487-chip, som er en halv-duplex transceiver-enhed med lav effekt til kommunikation, og integrerer en driver og modtager indeni. Den indledende ende koder signalet først, og den modtagende ende afkoder signalet. Samtidig, for at eliminere interferens, er kredsløbet isoleret af en optokobler.
