Disseny d'un dispositiu de visió nocturna infraroja muntat en vehicle basat en microcontrolador PIC
Amb el ràpid desenvolupament del mercat de l'automòbil i la creixent consciència de la seguretat, la gent té requisits cada cop més alts per a la tecnologia de protecció de seguretat de l'automòbil. No gaire lluny, el desavantatge del mal efecte es converteix en un dels perills de seguretat de la conducció d'automòbils. El més greu és que quan es condueix de nit, el conductor normalment es veurà molestat pels llums del vehicle de l'altre costat i apareixerà en un punt mort, propens a accidents de trànsit. El sistema de visió nocturna pot ajudar el conductor a navegar a les fosques, de manera que el conductor pugui veure l'entorn de conducció clarament tant en situacions clares com fosques. Per tant, el desenvolupament d'un sistema de visió nocturna per infrarojos d'automòbil amb una estructura senzilla, un rendiment estable, una bona fiabilitat i una forta aplicabilitat té importants perspectives d'aplicació al mercat.
1 Disseny global del sistema
1) Principi del sistema
Segons diferents principis de funcionament, els sistemes de visió nocturna per infrarojos es divideixen en sistemes de visió nocturna per infrarojos passius i sistemes de visió nocturna per infrarojos actius. El sistema de visió nocturna infraroja activa utilitza la font de llum infraroja que porta per il·luminar activament l'objectiu, i la lent objectiu del sistema òptic rep la radiació infraroja reflectida per l'objectiu i forma una imatge infraroja de la radiació diana a la superfície del fotocàtode de el tub d'imatge infraroja. El tub de canvi d'imatge realitza la conversió espectral i la millora de la brillantor a la imatge infraroja de l'objectiu i, finalment, mostra la imatge de llum visible de l'objectiu a la pantalla fluorescent i l'ull humà pot observar la imatge de l'objectiu millorada a través de l'ocular. Tenint en compte la durabilitat d'ús, la racionalitat de l'economia, la versatilitat del dispositiu, etc., la majoria d'ells escullen el sistema de visió nocturna per infrarojos actius com a sistema muntat al vehicle.
Segons els objectius funcionals i els requisits de disseny, el sistema es compon principalment d'il·luminació infraroja, sistema de processament de vídeo i visualització del vehicle.
2) Disseny de maquinari
(1) Selecció de càmera
La càmera de vídeo també s'anomena capçal de càmera o CCD. Pot convertir la llum en càrregues elèctriques i emmagatzemar i transferir càrregues elèctriques. També pot treure les càrregues elèctriques emmagatzemades per canviar la tensió. És un element d'imatge ideal. El seu principi de funcionament és el següent: la llum reflectida per l'objecte de la càmera s'estén a la lent i després es centra en el xip CCD a través de la lent. El CCD acumula la càrrega corresponent segons la intensitat de la llum, i després de la descàrrega periòdica, genera un senyal elèctric que representa una imatge. Després del processament de filtrat i amplificació, s'emet un senyal de vídeo compost estàndard a través del terminal de sortida de la càmera. Aquí trieu la càmera WAT-902H2 com a càmera. Té els avantatges d'un bon efecte de càmera, fàcil manteniment i beneficis econòmics.
(2) Disseny de la part d'irradiació infraroja
Es selecciona un làser d'infraroig llunyà com a emissor de llum. És un transmissor làser amb bona monocromaticitat, feix concentrat, mida petita, llarga vida i alta eficiència de conversió electro-òptica. Consta d'un làser semiconductor acoblat a fibra, un circuit d'accionament, un circuit de control de temperatura i una lent de conformació del feix. La part bàsica és el disseny del circuit d'accionament. DD312 es selecciona com a xip de controlador. És un xip de controlador de corrent constant d'un sol canal especialment dissenyat per a LED d'alta potència. El senyal de comandament s'afegeix a l'extrem d'habilitació del DD312 a través de l'optoacoblador per controlar l'interruptor del làser.
(3) Disseny del mòdul de potència
Al sistema, la pantalla, el microcontrolador, el xip de comunicació MAX487, la càmera CCD i el circuit d'accionament del transmissor làser necessiten font d'alimentació. Entre ells, el microordinador d'un sol xip i el xip de controlador DD312 requereixen una tensió d'alimentació relativament estable, una petita ondulació i una petita interferència electromagnètica. El mòdul LM2576 s'utilitza per proporcionar una font d'alimentació regulada per al microcontrolador i el xip de controlador DD312 (figura 2). El xip MAX4877 té una tensió de funcionament relativament alta i un rang relativament ampli, i el mòdul de conversió d'energia NW1-05S05S s'utilitza per proporcionar-li energia.
(4) Disseny del sistema de control
Dos microordinadors d'un sol xip, PIC16F877A i PIC16F876A, s'utilitzen com a xips de control del sistema, i tot el sistema de control també és un petit sistema de transmissió. Entre ells, el microordinador d'un sol xip PIC16F877A s'utilitza com a final inicial del sistema de transmissió, responsable de l'adquisició de dades i el botó de "memòria"; El xip Max487 és un xip de comunicació, encarregat de rebre i transmetre senyals. El microordinador d'un sol xip PIC 16F876A s'utilitza com a extrem receptor del sistema de transmissió per controlar la rotació del motor.
① Final inicial
El nucli d'aquesta part és el microcontrolador PIC16F877A. És un microordinador de 8-bit d'un sol xip produït per Microchip Corporation dels Estats Units. Té una estructura RISC única, una estructura de bus de Harvard en la qual el bus de dades i el bus d'instruccions estan separats. Connecta cada dispositiu terminal, respon a l'ordre de consulta enviada per l'ordinador de control principal i retorna la informació d'estat del dispositiu en prova a l'ordinador de control principal. El port d'E/S de l'ordinador d'un xip està connectat amb el terminal de l'equip sota prova per obtenir la informació d'estat requerida. El circuit es divideix en tres parts: circuit d'adquisició de dades (figura 3), circuit de visualització LED i circuit de botons.
Els 2 pins del microordinador únic xip estan connectats externament amb un sensor de temperatura, que transmet el senyal de canvi de temperatura en temps real del sistema al microordinador únic xip; els 3 ~ 7 pins estan connectats externament amb un circuit de visualització LED, quan es connecta el senyal de baix nivell del pin, el LED corresponent s'il·lumina; els 8, 9 pins estan connectats externament amb un circuit d'accionament làser, per detectar l'estat del làser; 19 pins estan connectats a un refrigerador de semiconductors extern per recollir informació i decidir si activar el refrigerador de semiconductors perquè funcioni; 22, 25 i 26 pins estan connectats al circuit de comunicació per transmetre senyals al xip de control principal; De 27 a 40 pins són la panoràmica / inclinació i el senyal de detecció de la clau de la lent, quan l'operador prem la tecla del panell, el microordinador d'un sol xip rep el senyal de la clau a través d'aquests ports i envia la informació al xip de control principal a través del circuit de comunicació i el xip de control principal analitza i controla després de rebre el senyal. comandament corresponent.
② Circuit de comunicació
El circuit de comunicació connecta l'extrem inicial i l'extrem receptor del sistema de transmissió, i la seva funció principal és realitzar la recepció i la transmissió del senyal. Adopta el xip Max487, que és un dispositiu transceptor semidúplex de baixa potència per a la comunicació, i integra un controlador i un receptor a l'interior. L'extrem inicial codifica primer el senyal i l'extrem receptor descodifica el senyal. Al mateix temps, per tal d'eliminar les interferències, el circuit està aïllat per un optoacoblador.
