Dizajn infracrvenog uređaja za noćno promatranje koji se montira na vozilo na temelju PIC mikrokontrolera
S brzim razvojem automobilskog tržišta i sve većom sviješću o sigurnosti, ljudi imaju sve veće zahtjeve za sigurnosnu zaštitnu tehnologiju automobila. Nedaleko, nedostatak lošeg učinka postaje jedna od sigurnosnih opasnosti vožnje automobilom. Ono što je još ozbiljnije je da će vozača u noćnoj vožnji obično ometati svjetla vozila s druge strane i pojaviti se u mrtvom kutu, što je sklono prometnim nesrećama. Sustav za noćno gledanje može pomoći vozaču u navigaciji u mraku, tako da vozač može jasno vidjeti okruženje u vožnji iu svijetlim iu tamnim situacijama. Stoga razvoj automobilskog infracrvenog sustava za noćno gledanje s jednostavnom strukturom, stabilnim performansama, dobrom pouzdanošću i snažnom primjenjivošću ima važne izglede za primjenu na tržištu.
1 Cjelokupni dizajn sustava
1) Princip sustava
Prema različitim principima rada, infracrveni sustavi za noćno gledanje dijele se na pasivne infracrvene sustave za noćno gledanje i aktivne infracrvene sustave za noćno gledanje. Aktivni infracrveni sustav za noćno gledanje koristi infracrveni izvor svjetlosti koji nosi za aktivno osvjetljavanje mete, a leća objektiva optičkog sustava prima infracrveno zračenje reflektirano od mete i formira infracrvenu sliku zračenja mete na površini fotokatode infracrvenu cijev za snimanje. Cijev koja mijenja sliku izvodi spektralnu pretvorbu i pojačava svjetlinu na infracrvenoj slici mete, i na kraju prikazuje sliku mete u vidljivom svjetlu na fluorescentnom ekranu, a ljudsko oko može promatrati poboljšanu sliku mete kroz okular. S obzirom na dugotrajnost korištenja, ekonomičnost, svestranost uređaja i sl. većina njih kao sustav za montažu na vozilo odabire aktivni infracrveni noćni sustav.
Sukladno funkcionalnim ciljevima i zahtjevima dizajna, sustav se uglavnom sastoji od infracrvene rasvjete, sustava za video obradu i zaslona vozila.
2) Dizajn hardvera
(1) Odabir kamere
Video kamera se također naziva glava kamere ili CCD. Može pretvoriti svjetlost u električne naboje te pohraniti i prenijeti električne naboje. Također može ukloniti pohranjene električne naboje kako bi promijenio napon. To je idealan element slike. Njegov princip rada je sljedeći: svjetlost koju reflektira objekt kamere širi se do leće, a zatim se fokusira na CCD čip kroz leću. CCD akumulira odgovarajući naboj prema intenzitetu svjetlosti, a nakon povremenog pražnjenja generira električni signal koji predstavlja sliku. Nakon filtriranja i obrade pojačanja, standardni kompozitni video signal izlazi kroz izlazni terminal kamere. Ovdje odaberite kameru WAT-902H2 kao kameru. Ima prednosti dobrog učinka kamere, lakog održavanja i ekonomske koristi.
(2) Dizajn dijela za infracrveno zračenje
Daleki infracrveni laser odabran je kao emiter svjetlosti. To je laserski odašiljač s dobrom monokromatičnošću, koncentriranim snopom, malom veličinom, dugim vijekom trajanja i visokom elektrooptičkom učinkovitošću pretvorbe. Sastoji se od poluvodičkog lasera spojenog na vlakna, pogonskog kruga, kruga za kontrolu temperature i leće za oblikovanje snopa. Glavni dio je dizajn pogonskog kruga. DD312 je odabran kao upravljački čip. To je jednokanalni upravljački čip konstantne struje posebno dizajniran za LED diode velike snage. Naredbeni signal se dodaje na kraj za uključivanje DD312 preko optokaplera za kontrolu prekidača lasera.
(3) Dizajn energetskog modula
U sustavu, zaslon, mikrokontroler, komunikacijski čip MAX487, CCD kamera i pogonski krug laserskog odašiljača trebaju napajanje. Među njima, mikroračunalo s jednim čipom i upravljački čip DD312 zahtijevaju relativno stabilan napon napajanja, malo valovitost i male elektromagnetske smetnje. Modul LM2576 koristi se za regulirano napajanje mikrokontrolera i DD312 pogonskog čipa (slika 2). Čip MAX4877 ima relativno visok radni napon i relativno širok raspon, a NW1-05S05S modul za pretvorbu energije koristi se za napajanje za njega.
(4) Projektiranje sustava upravljanja
Dva mikroračunala s jednim čipom, PIC16F877A i PIC16F876A, koriste se kao upravljački čipovi sustava, a cijeli upravljački sustav je također mali prijenosni sustav. Među njima, mikroračunalo s jednim čipom PIC16F877A koristi se kao početni kraj prijenosnog sustava, odgovorno za prikupljanje podataka i gumb "memorija"; Max487 čip je komunikacijski čip, odgovoran za prijem i prijenos signala. Mikroračunalo s jednim čipom PIC 16F876A koristi se kao prijemni kraj prijenosnog sustava za kontrolu rotacije motora.
①Početni kraj
Srž ovog dijela je mikrokontroler PIC16F877A. To je 8-bitno mikroračunalo s jednim čipom koje proizvodi Microchip Corporation iz Sjedinjenih Država. Ima jedinstvenu RISC strukturu, Harvardsku strukturu sabirnice u kojoj su sabirnica podataka i sabirnica instrukcija odvojene. Povezuje svaki terminalni uređaj, odgovara na naredbu upita koju šalje glavno kontrolno računalo i vraća informacije o statusu uređaja koji se testira glavnom kontrolnom računalu. I/O priključak računala s jednim čipom povezan je s terminalom opreme koja se testira kako bi se dobile potrebne informacije o stanju. Krug je podijeljen u tri dijela: krug za prikupljanje podataka (slika 3), krug LED zaslona i krug gumba.
2 pina mikroračunala s jednim čipom izvana su povezana s temperaturnim senzorom, koji prenosi signal promjene temperature u stvarnom vremenu sustava na mikroračunalo s jednim čipom; 3~7 pinova su eksterno spojeni s krugom LED zaslona, kada je spojen signal niske razine pina, odgovarajuća LED svijetli; 8, 9 pinova su izvana spojeni s laserskim pogonskim krugom, kako bi se otkrio status lasera; 19 pinova spojeno je na vanjski poluvodički hladnjak za prikupljanje informacija i odlučivanje treba li pokrenuti poluvodički hladnjak da radi; 22, 25 i 26 pinovi su spojeni na komunikacijski krug za prijenos signala na glavni kontrolni čip; 27 do 40 pinova su pan/tilt i signal detekcije ključa objektiva, kada operater pritisne tipku na ploči, mikroračunalo s jednim čipom prima signal ključa kroz te priključke i šalje informacije glavnom kontrolnom čipu putem komunikacijski krug, a glavni kontrolni čip analizira i kontrolira nakon primitka signala. odgovarajuća naredba.
② Komunikacijski krug
Komunikacijski sklop povezuje početni i prijamni kraj prijenosnog sustava, a glavna mu je funkcija ostvarivanje prijema i prijenosa signala. Uključuje Max487 čip, polu-duplex primopredajnik male snage za komunikaciju, te integrira upravljački program i prijemnik unutra. Početni kraj prvo kodira signal, a prijemni kraj dekodira signal. U isto vrijeme, kako bi se uklonile smetnje, krug je izoliran pomoću optokaplera.
