Проектування автомобільного інфрачервоного приладу нічного бачення на основі мікроконтролера PIC
Зі швидким розвитком автомобільного ринку та зростанням обізнаності про безпеку люди висувають дедалі вищі вимоги до технологій захисту автомобіля. Незабаром недолік поганого ефекту стає однією з небезпек водіння автомобіля. Більш серйозним є те, що під час їзди вночі водій зазвичай буде заважати вогням автомобіля іншого боку та виявлятися в сліпій зоні, що є схильним до дорожньо-транспортних пригод. Система нічного бачення може допомогти водієві орієнтуватися в темряві, щоб водій міг чітко бачити середовище водіння як у світлих, так і в темних умовах. Таким чином, розробка автомобільної інфрачервоної системи нічного бачення з простою структурою, стабільною продуктивністю, високою надійністю та широкою застосовністю має важливі перспективи застосування на ринку.
1 Загальний дизайн системи
1) Системний принцип
За різними принципами роботи інфрачервоні системи нічного бачення поділяються на пасивні інфрачервоні системи нічного бачення та активні інфрачервоні системи нічного бачення. Активна інфрачервона система нічного бачення використовує джерело інфрачервоного світла, яке вона несе, для активного освітлення цілі, а лінза об’єктива оптичної системи приймає інфрачервоне випромінювання, відбите ціллю, і формує інфрачервоне зображення випромінювання цілі на поверхні фотокатода. інфрачервона візуалізаційна трубка. Трубка, що змінює зображення, виконує спектральне перетворення та посилює яскравість інфрачервоного зображення цілі та, нарешті, відображає зображення цілі у видимому світлі на флуоресцентному екрані, і людське око може спостерігати покращене зображення цілі через окуляр. Враховуючи довговічність використання, раціональність економічності, універсальність приладу та ін., більшість з них вибирають систему активного інфрачервоного нічного бачення в якості автомобільної системи.
Згідно з функціональними цілями та вимогами до дизайну, система в основному складається з інфрачервоного освітлення, системи обробки відео та дисплея автомобіля.
2) Конструкція обладнання
(1) Вибір камери
Відеокамера також називається головкою камери або CCD. Він може перетворювати світло в електричні заряди, зберігати та переносити електричні заряди. Він також може знімати збережені електричні заряди, щоб змінити напругу. Це ідеальний елемент зображення. Його принцип роботи полягає в наступному: світло, відбите від об'єкта камери, поширюється на об'єктив, а потім через об'єктив фокусується на ПЗЗ-чіпі. CCD накопичує відповідний заряд відповідно до інтенсивності світла, і після періодичного розряду генерує електричний сигнал, що представляє зображення. Після фільтрації та обробки підсилення стандартний композитний відеосигнал виводиться через вихідний термінал камери. Тут виберіть камеру WAT-902H2 як камеру. Він має такі переваги, як хороший ефект камери, легке обслуговування та економічні вигоди.
(2) Конструкція частини інфрачервоного опромінення
В якості випромінювача світла обраний лазер далекого інфрачервоного діапазону. Це лазерний передавач із хорошою монохроматичністю, концентрованим променем, невеликим розміром, тривалим терміном служби та високою ефективністю електрооптичного перетворення. Він складається з оптоволоконного напівпровідникового лазера, схеми приводу, схеми контролю температури та лінзи формування променя. Основною частиною є дизайн схеми приводу. В якості мікросхеми драйвера обрано DD312. Це одноканальна мікросхема драйвера постійного струму, спеціально розроблена для потужних світлодіодів. Командний сигнал додається до кінця дозволу DD312 через оптрон для керування перемикачем лазера.
(3) Конструкція силового модуля
У системі дисплей, мікроконтролер, комунікаційний чіп MAX487, ПЗЗ-камера та схема приводу лазерного передавача потребують живлення. Серед них однокристальний мікрокомп’ютер і мікросхема драйвера DD312 вимагають відносно стабільної напруги джерела живлення, малих пульсацій і невеликих електромагнітних перешкод. Модуль LM2576 використовується для забезпечення регульованого джерела живлення для мікроконтролера та мікросхеми драйвера DD312 (рис. 2). Мікросхема MAX4877 має відносно високу робочу напругу та відносно широкий діапазон, а для її живлення використовується модуль перетворення живлення NW1-05S05S.
(4) Проектування системи керування
Два однокристальних мікрокомп'ютера, PIC16F877A та PIC16F876A, використовуються як мікросхеми керування системою, і вся система керування також є невеликою системою передачі. Серед них однокристальний мікрокомп'ютер PIC16F877A використовується як вихідний кінець системи передачі, відповідальний за збір даних і кнопку «пам'ять»; Мікросхема Max487 - комунікаційна мікросхема, що відповідає за прийом і передачу сигналів. Однокристальний мікрокомп'ютер PIC 16F876A використовується як приймальний кінець системи передачі для керування обертанням двигуна.
①Початковий кінець
Ядром цієї частини є мікроконтролер PIC16F877A. Це 8-розрядний однокристальний мікрокомп’ютер, вироблений американською корпорацією Microchip. Він має унікальну структуру RISC, структуру шини Гарвардського університету, в якій шина даних і шина інструкцій розділені. Він підключає кожен термінальний пристрій, відповідає на команду запиту, надіслану головним керуючим комп’ютером, і повертає інформацію про стан тестованого пристрою на головний керуючий комп’ютер. Порт вводу/виводу однокристального комп'ютера з'єднується з терміналом тестованого обладнання для отримання необхідної інформації про стан. Схема розділена на три частини: схема збору даних (рис. 3), схема світлодіодного дисплея та схема кнопки.
2 контакти однокристального мікрокомп’ютера зовні з’єднані з датчиком температури, який передає сигнал зміни температури системи в реальному часі на однокристальний мікрокомп’ютер; контакти 3~7 зовні з’єднані зі схемою світлодіодного дисплея, коли під’єднано сигнал низького рівня контакту, загоряється відповідний світлодіод; контакти 8, 9 зовні підключені до схеми приводу лазера, щоб визначити стан лазера; 19 контактів підключені до зовнішнього напівпровідникового охолоджувача для збору інформації та прийняття рішення, чи запускати напівпровідниковий охолоджувач для роботи; 22, 25 і 26 висновки підключені до схеми зв'язку для передачі сигналів на головну мікросхему управління; Від 27 до 40 контактів - це сигнал повороту/нахилу та сигнал виявлення ключа об’єктива, коли оператор натискає клавішу на панелі, однокристальний мікрокомп’ютер отримує сигнал ключа через ці порти та надсилає інформацію до головного чіпа керування через ланцюг зв'язку, а головна мікросхема керування аналізує та контролює після отримання сигналу. відповідну команду.
② Схема зв'язку
Схема зв'язку з'єднує початковий кінець і приймальний кінець системи передачі, і його основною функцією є реалізація прийому та передачі сигналу. Він використовує чіп Max487, який є малопотужним напівдуплексним приймально-передавальним пристроєм для зв’язку, і інтегрує драйвер і приймач всередині. Початковий кінець спочатку кодує сигнал, а приймальний кінець декодує сигнал. При цьому для усунення перешкод ланцюг ізольований оптроном.
