ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ...

20
داﻧﺸﮑﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﮔﺮوه ﺑﺮق ﭘﺎﯾﺎن ﻧﺎﻣﻪ ﮐﺎرﺷﻨﺎﺳﯽ ﮔﺮاﯾﺶ: اﻟﮑﺘﺮوﻧﯿﮏ ﻋﻨﻮان: ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎﯾﯽ از ﮐﺎرﺑﺮد ﺳﻨﺴﻮرﻫﺎ و ﺳﺎﻣﺎﻧﻪGSM اﺳﺘﺎد راﻫﻨﻤﺎ: دﮐﺘﺮ ﺳﻌﯿﺪ ﻓﻀﻠﯽ ﻧﮕﺎرش: ﻧﯿﻠﻮﻓﺮ ﻗﯿﺼﺮي ﺗﺎرﯾﺦ دﻓﺎع: ﺗﺎﺑﺴﺘﺎن91

Transcript of ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ...

Page 1: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

دانشکده مهندسی

گروه برق

پایان نامه کارشناسی

الکترونیک: گرایش

نمونه هایی از کاربرد سنسورها و: عنوان

GSMسامانه

دکتر سعید فضلی: استاد راهنما

نیلوفر قیصري: نگارش

91تابستان : تاریخ دفاع

Page 2: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

:چکیده

, هـاي بسـیار دور میسـر گردیـده ي ارتباطات در مقاطع و مجامع مختلف از مسـافت امروزه در دنیایی که همهدر حال حاضـر در سراسـر دنیـا بسـیاري از . عملیات کنترل از راه دور نیز اهمیت بسیار زیادي پیدا کرده است

در . مختلف صورت میگیرد یکی و روباتیکی ي ادوات الکترونعملیات تولیدي کارخانه ها از راه دور و به وسیلهاین مهم ابعـاد . همزمان حفظ ایمنی این محیط ها نیز اهمیت زیادي پیدا کرده است , کنار مزایاي این پیشرفتها

بسیار مختلف و پیچیده اي از حفاظت محیط هاي مسکونی تا کارخانه ها و مراکز تولیـدي و همچنـین محـیط معموال در بیشتر این موارد کنترل از راه دور چه با هدف تولید .را در بر میگیرد ... و هایی همچون بیمارستان ها

و برنامه ریزي براي یک سیستم خاص و چه با هدف حفظ ایمنی از سنسورها بهره گیري میشود و میتوان گفت کنـار دیگـر ادوات ي انواع و اقسام سنسورها و بـه کـارگیري آنهـا در قسمت مهمی از این دستاوردها با توسعه

.الکترونیکی در مدارات مجتمع حاصل شده است

در این پژوهش به دو نمونه از این کاربرد ها یکی با هدف تولید و دیگري حفظ ایمنی محیط هاي مختلف اعم از کارخانجات و محیط هاي خانگی پرداخته و نمونه اي از این کاربردها سـاخته و مـورد آزمـایش واقـع شـده

.است

هریک از ادوات به کار برده شده در طرح به هاي مختلف این رساله ابتدا به معرفی کلی طرح و سپس ر بخشد.ها و اشکال مربوطه پرداخته شده است دیاگرام, نویسی و جداول همراه نحوه ي به کارگیري و کدهاي برنامه

Page 3: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

صفحهعنوان

شروع و قطع عملیات, سامانه کنترل تعداد کاالها : فصل اول

2...............................................................................................................................توضیح سامانه1.1

3........................................................................................حادوات به کار برده شده در طرمعرفی1.2

3...................................................................................................................................سنسور چیست؟

3......................................................................................................................سنسورهاي بدون تماس

4...................................................................................................................................کاربرد سنسورها

5...........................................................................................................مزایاي سنسورهاي بدون تماس

6...................................................................................................معرفی و توضیح انواع سنسورها1.3

6................................................................................................................................سنسورهاي القائی

6..............................................................................................................سنسورهاي مادون قرمز پسیو

PIR...........................................................................................7آشکارسازهاي مبتنی بر سنسورهاي

PIR.........................................................................9هاي از راه دور مبتنی بر سنسورهاي کنندهکنترل

9......................................................................................................................سنسورهاي بیوالکتریکی

11....................................................................................................سنسور تشخیص حرکت بدن انسان

TCS230.....................................12خصوصیات مبدل نور به فرکانس رنگ با قابلیت برنامه ریزي 1.4

TCS230......................................................................................................14توضیحات سنسور رنگ

Page 4: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

16.......................................................هاي حداکثر مطلق بر عملکرد رنج دمایی هواي آزادبنديدرجه

18................................................................................................................................اطالعات کاربرد

18..........................................................................................................................مالحظات منبع توان

18.............................................................................................................هاي خروجی و وروديرابط

18..........................................................................................................................انتخاب نوع فتودیود

19.............................................................................................................بندي فرکانس خروجیدرجه

20...........................................................................................................................گیري فرکانساندازه

TCS230..........................................................................................................22کارکرد سنسور رنگ

23................................................................................................................................میکروکنترلر1.5

AVR.........................................................................................................25میکرومنترلرهاي خانواده

28.........................................................................................................................900ماژول سیم 1.6

سامانه تشخیص وجود گازهاي اشتعال زا در فضا: فصل دوم

32......................................................................ي امنیتی کنترل از راه دورنمونه اي از یک سامانه2.133..............................................................................................شهريي گاز سیستم هشداردهنده2.2

34...................................................................به کار برده شده در طرحمعرفی ادوات الکترونیکی 2.3

MQ...................................................................................................34سنسورهاي گاز سري 2.3.1

MQ2......................................................................................................................37توضیح سنسور

38........................................................................................................................................خصوصیات

Page 5: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

PIC....................................................................................................................39میکروکنترلر 2.3.2

PIC16F877.........................................................................40هاي میکروکنترلر مشخصات و قابلیت

41............................................................................................................مشخصات داخلی میکروکنترلر

42.....................................................................................................................نمایشگر کاراکتري2.3.3

2.3.4MAX232................................................................................................................................44

47.................................................................................................................................برنامه نویسی2.4

54.........................................................................................................................فهرست منابع و ماخذ

Page 6: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

فهرست اشکال و جداول

صفحهعنوان

2.........................عملیاتشروع و قطع, سامانه کنترل تعداد کاالها مدارطرح کلی1_1شکل

TCS230.....................................12سنسورنماي باالیی) مدار مجتمع طرح کوچک( 1-2شکل

14.................................................................................بلوك دیاگرام کاربردي سنسور1-3شکل

14..................................................................................ي سنسورعملکرد ترمینال ها1-1جدول

15......................................................................................سنسورگزینه هاي انتخابی1-2جدول

TCS230.......................................................................15سنسور گزینه هاي موجود1-3جدول

TCS230.................................................16شرایط عملیاتی پیشنهادي کار با سنسور 1_4جدول

TCS230........17ولت سنسور 5و ولتاژ منبع C25ویژگی هاي الکتریکی در دماي 1_5جدول

TCS230...........................................................17نمودار ویژگی هاي معمول سنسور 1_4شکل

PCB..................................................................................................20پدبنديطرح1-5شکل

21.......................................................................ارائه شدهPCBپکیج مناسب براي 1_ 6شکل

TCS230........................................................................................22نمایی از سنسور 1_7شکل

ATmega32........................................................................................26میکروکنترلر 1-8شکل

ATmega32........................................................................................................27دیاگرامبلوك

28.............................................................................مختلفاز نماهاي 900ماژول سیم 1_9شکل

Page 7: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

Pin Out...........................................(.................29دیاگرام (900نماي باالیی سیم 1_10شکل

30........................................................................................900دیاگرام عملیاتی سیم 1_11شکل

32.............................سامانه تشخیص وجود گازهاي اشتعال زا در فضاطرح کلی مدار2_1شکل

MQ...............................................................................................................34سنسور 2_2شکل

MQ..............................................................................................36سري سنسورهاي 2-3شکل

2MQ.............................................................................................................37سنسور 2_4شکل

PIC16F877............................................................................................40میکروکنترلر 2-5شکل

PIC..........................................................................................................41میکروکنترلر 2-6شکل

43......................................................................................................راه اندازي نمایشگر2-7شکل

RS232....................................................................................................44مدار مجتمع 2_8شکل

MAX232......................................................................45طریقه اتصال میکروکنترلر به 2-9شکل

PINدیاگرام 2-10شکل OUT MAX232.................................................................................46

46....................................................................................مداردرMAX232اتصاالت2-11شکل

NUP132..............................................................................................47سخت افزار 2-12شکل

48........................................................................................................مدارPCBنقشه 2-13شکل

53..........................................................................................................طرح کلی مدار2-14شکل

Page 8: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

١

:فصل اول

سامانه کنترل تعداد کاالها، شروع و قطع عملیات.1

Page 9: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

٢

:سامانه توضیح 1.1از خـود حساسـیت نشـان در این طرح با استفاده از یک سنسور رنگ که نسبت به رنگ هاي مختلف

.میدهد امکان شمارش کاالهاي مختلف به وسیله کانتر فراهم شده است

توقف و یا راه اندازي ي میکروکنترلر تعبیه شده و برنامه نویسی در آن ، امکان اجراي دستور به وسیله، کـه یده اسـت سیستم ، همچنین دستور براي شمارش کاال با رنگی خاص تا تعدادي معین میسر گرد

بـراي ارسـال پیـام . و از طریق ارسال پیام کوتاه امکان پذیر شده اسـت GSM1ياین کنترل به وسیله.ایماستفاده کرده900تاه نیز از سیم کو

.در ادامه به تفصیل به معرفی و توضیح هریک از این ادوات خواهیم پرداخت

مدار طرح کلی1_1شکل

١ Gsm : Global System for Mobile Telecommunications

Page 10: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

٣

شده در طرحمعرفی ادوات به کار برده 1.2

سنسور چیست؟

فشـار، حـرارت، رطوبـت، دمـا، و سنسور المان حس کننـده اي اسـت کـه کمیتهـاي فیزیکـی ماننـد ایــن . تبــدیل مــی کنــد) دیجیتــال(غیرپیوســته یــا) آنــالوگ(را بــه کمیتهــاي الکتریکــی پیوســته ...

ــدازه گیــري، ــواع دســتگاههاي ان ــالوگ و دیجیسنســورها در ان ــال ماننــدسیســتمهاي کنتــرل آن تPLC1 سنسـورها و قابلیـت اتصـال آنهـا بـه دسـتگاههاي عملکـرد . مورد اسـتفاده قـرار مـی گیرنـد

بخشـی از اجـزاي جـدا نشـدنی دسـتگاه باعـث شـده اسـت کـه سنسـور PLCمختلـف از جملـه وضـعیت اجــزاي متحـرك سیسـتم را بــه سنسـورها اطالعـات مختلــف از . کنتـرل اتوماتیـک باشــد

.ت عملکـــرد دســـتگاهها مـــی شـــودنمـــوده و باعـــث تغییـــر وضـــعیواحـــد کنتـــرل ارســـال

سنسورهاي بدون تماس

سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آنرا حس کرده و فعال سنسورهاي بدون تماسعمل به نحوي که در شکل زیر نشان داده شده است می تواند باعث جـذب یـک رلـه، این. می شوند

.ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودي یک سیستم گرددیا کنتاکتور و

1 PLC: Programmable Logic Controller: اي تک منظوره است که از آن بیشتر براي کنترل فرآیندهاي مکانیکی یا صنعتی مانند رایانه.کنندخطوط تولید استفاده می

Page 11: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

٤

کاربرد سنسورها

سنسورهاي القائی، خازنی و نوري: شمارش تولید_1

سنسور نوري و خازنی...: پارچه و کنترل حرکت_2

خازنی کنترل سطحسنسور نوري و خازنی و: کنترل سطح مخازن_3

سنسور نوري: تشخیص پارگی ورق_4

سنسور نوري و خازنی: پارچهکنترل انحراف_5

سنسور نوري: کنترل تردد_6

سنسور القائی و خازنی: گیري سرعتاندازه_7

آنالوگسنسور القائی: اندازه گیري فاصله قطعه_8

Page 12: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

٥

مزایاي سنسورهاي بدون تماس

از سـرعت سـوئیچینگ بـاالئی مقایسه بـا کلیـدهاي مکـانیکی سنسورها در:سرعت سوئیچینگ زیادکار 25KHzبا سرعت سوئیچینگ تا ) سنسور القائی سرعت(آنها برخوردارند، بطوریکه برخی از

.می کنند

طول داراي... بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و :زیادطول عمر.عمر زیادي هستند

هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو و فشار نیازي با توجه به عملکرد سنسور:عدم نیاز به نیرو و فشار.نیست

سنسورها در محیطهاي با فشار زیاد، :مختلف با شرایط سخت کاريقابل استفاده در محیطهاي.قابل استفاده می باشند... روغنی، آب و دماي باال، اسیدي،

دلیل استفاده از نیمه هادي ها در طبقه خروجی، نویزهاي به :سوئیچینگعدم ایجاد نویز در هنگام.ایجاد نمی شود1Bouncing Noiseمزاحم

١ Bouncing Noise : قوي هاينوعی از نویز

Page 13: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

٦

معرفی و توضیح انواع سنسورها1.3

سنسورهاي القائی

سنسورهاي بدون تماس هستند که تنها در مقابل فلزات عکس العمل نشان می دهند سنسورهاي القائیبه رله ها، شیرهاي برقی، سیستمهاي اندازه گیري و مدارات کنترلتوانند فرمان مستقیم و می

:مانند. ارسال نمایندPLCالکتریکی

سنسورهاي مادون قرمز پسیو

دیدش اندازه گیري وسایل الکترونیکی هستند که تشعشعات اینفرارد از اجسام و اهداف را در میدان.ودگفته می ش1PIRسنسورهايبه این سنسورها . می کندPIRآشکارسازي اهداف متحرك بکار می روند، به این صورت که منبع انتشار ها گاهی براي

و دما، مانند بدن، از جلوي منبع اینفرارد دیگر با دماي دیگر، مانند دیوار عبور می کنداینفرارد با یک.بر اساس این تغییر آشکار سازي صورت می گیرد

این تشعشع از دید انسان نامرئی است ولی می . تشعشع می کنند) قرمزمادون(اینفرارد همه اشیاء در این "پسیو"عبارت . الکترونیکی که براي این هدف ساخته شده اند، آشکار شودتواند با وسایل

به این معنی است که این سنسور از خود هیچ نوع انرژي ساتع نمی کند، و فقط تشعشعاتسنسوریک یا دسته اي از PIRدر هسته یا مرکز. دریافت می کند2رد را از قسمت جلوئی سنسوراینفرا

این ناحیه از . مربع استسنسورهاي نیمه هادي وجود دارد، که مساحت تقریبی آن یک چهارم اینچ.ساخته شده است3مواد گرما برقی

معموال به صورت یک غشا یا وسنسورهاي فعلی روي چیپ ها از مواد گرما برقی طبیعی یا مصنوعی، پلى وینیل 5، کاسیم نیترات4گالیوم نیترید:بعضی از ترکیبات عبارتند از. الیه نازك ساخته می شوند

١ PIR: Passive InfraRed Sensors٢ Sensor Face٣ pyroelectric٤ GaN٥ CsNO3

Page 14: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

٧

که مانند کریستال است و خواص پیرو الکتریک و 1و لیتیوم تانتالیکفلوراید، مشتقات فنیل پیرازینگیرند یا گام اعمال ولتاژ به انها تحت فشار قرار مىویژگى برخى کریستالها که به هن-الکتریک پیزو

.هم داردرا بامکانیکى یک ولتاژ تولید مى کنندبه هنگام قرار گرفتن در معرض فشار

ممکن است شامل یک، دو، اغلب به عنوان قسمتی از مدارات مجتمع ساخته می شود وPIRسنسورممکن است سنسورها را به . باشدمواد گرما برقی، شامل مساحتهاي مساوي از "پیکسل"سه یا چهار

در چنین ترکیبی اندازه . تفاضلی متصل کنندصورت جفتهائی به ورودیهاي مخالف تقویت کننده هاينتیجه اندازه متوسط دماي میدان دید از سیگنال ها یکدیگر را خنثی کرده و درPIRگیریهاي

زه می دهد تا در مقابل آشکارسازي خطا که ناشی از سنسور اجااین به. الکتریکی برداشته می شودنورهاي روشن پیوسته می تواند این . هاي بزرگ است، مقاومت کندتشعشعات نوري یا روشنائی

در عین حال . باعث می شود تا سنسور نتواند اطالعات بیشتري را ثبت کندسنسور را اشباع کرده ویمم می کند که مانع از راه اندازي ناشی از میدانهايتفاضلی، تداخل مد مشترك را میناین ترکیب

کند و به هر حال این ترکیب نمی تواند دما را اندازه گیري. الکتریکی نزدیک به وسیله می شود.مختص آشکار سازي اشیاء متحرك است

PIRسنسورهايآشکارسازهاي مبتنی بر

است که داراي تجهیزاتی براي چاپی سوارروي برد مدار PIRدر این آشکار سازها معموال سنسورقرار دارد که در مکانی قرار می گیرد که در مدار اصلی در محفظه اي. تفسیر سیگنال دریافتی می باشد

تواند از پنجره به سنسور برسد چون پالستیک بکار رفته در اینفرارد می. میدان دید سنسور قرار نگیرداي حفاظت سنسور از گرد و غبار و حشرات که باعث پوشاندن است و برآن از دید اینفرارد شفاف

.بکار می رودمیدان دید می شوند،

به این . سطح سنسور بکار می رودمکانیسم کوچکی براي متمرکز کردن انرژي اینفرارد دور دست بهمی سازند و گاهی اوقات از آینه هايصورت که پنجره فوق الذکر را از لنزهاي فشرده شده اي

پنجره براي محدود کردن طول موج ورودي بین همچنین یک. سهموي براي این کار استفاده می کنند

١LiTaO3

Page 15: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

٨

مهمترین تشعشعات اینفرارد انسان در آن قرار دارد و قویترین آنها میکرومتر قرار می گیرد که14-8.میکرومتر است9/4

متمرکز شده اینفرارد د مقدار انرژيمی تواند به عنوان یک دوربین بکار رود که می توانPIRوسیلهاعمال شد، انرژي براي PIRبهیک بار که توان. را به سطح خود در خود براي چند لحظه نگه دارد

این رله می تواند . را تحریک کندچند لحظه در حالت سکون می ماند و می تواند یک رله کوچکاگر . دي هشدار یک آشکار ساز متصل استورودسته اي از اتصاالت الکتریکی را کنترل کند که به

این رله معموال . وسیله حالت هشدار را تغییر می دهدانرژي تمرکز شده در طول زمان تغییر کند این. استBیا فرم(NC)یک رله نرمال بسته

که وارد میدان دید سنسور شده آشکار می شود در صورتیکه انرژي اینفرارد ارسالی بدنیک شخصشده را با قسمتی از مدار که انرژي محیط قبلی دیده شده توسط سنسور را از محیط حفاظتمتجاوز

گرمتر شده حاال این بخش از چیپ نسبت به وقتیکه شخص وجود نداشت. دارد، تداخل پیدا کندمتمرکز کننده حال اگر متجاوز حرکت کند یک نقطه داغ را روي سطح سنسور توسط آینه. است

به طور عکس اگر . می کنداین حرکت انرژي رله را تخلیه و اتصال هشدار را برقرار.جابجا می کندکند، یک نقطه سرد را روي شخص سعی کند با گرفتن یک عایق حرارتی از روبروي سنسور عبور

تنها راه این است که عایق . فعال می کندسطح سنسور جابجا کرده و انرژي رله را تخلیه و هشدار را.میدان دید قبلی سنسور باشدهمدما با

جلوگیري از هشدار اشتباه سازندگان این سنسور پیشنهادات زیادي براي مکان نصب درست، براياگر چه . از شیشه دیده شود قرار ندهیدرا در مسیري کهPIRآنها پیشنهاد می دهند که سنسور. دارند

ند، ولی منابع اینفرارد قوي مانند موتور نمی کنطول موجهاي حساس دستگاه از شیشه به راحتی نفوذ. را فعال کنند) بدون متجاوز(توانند با گول زدن دستگاه، هشدار اشتباه ماشینها یا بازتاب نور آفتاب می

.بتواند از پشت سنسور عبور کند نیز نمی تواند آشکار شودالبته شخصی که

زیرا با اینکه تشعشع. وا قرار نگیرددر نزدیکی کانالهاي هPIRتوصیه شده که سنسورهمچنینعنوان هدف اینفرارد هوا بسیار کم است ولی با خنک شدن پالستیک محافظ و یا لنز می توانند به

.خنک تلقی شده و هشدار را اشتباها فعال نمایند

اکثر کاربرد این سنسور در سیستمهاي. با ترکیبات مختلف کاربردهاي فراوانی داردPIRسنسورهاي

Page 16: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

٩

توانند هاي بزرگتر با یک آینه میPIRبعضی. متر دارند10حفاظتی خانه است و رنجی در حدود دارند که با آینه هاي هائی وجودPIRهمچنین. متري یا بیشتر حس کنند30تغییرات اینفرارد را در

س برعکس باند باریک را حدرجه یا110چند جهتی می توانند میدان دید عریض تري در حدود .کنند

PIRمبتنی بر سنسورهايکنترل کننده هاي از راه دور حرارتی

استفاده کرده و با استفاده از خروجی PIRسنسورهايطراحان از خاصیت اندازه گیري از راه دورسیگنال خروجی با سیگنال کالیبره شده . حرارت استفاده می کنندسنسور براي کنترل"غیر تفاضلی"

فقط می PIRبدون کالیبراسیون. دیده شده توسط سنسور، مقایسه می شودحرارتبر اساس جنس و .دمائی را به ما نشان دهد و نمی تواند دماي حقیقی آن را به ما بدهدتواند تغییرات

1سنسورهاي بیوالکتریکی

بیوسنسورها یا. طی سالهاي اخیر مورد توجه بسیاري از مراکز تحقیقاتی قرار گرفته استبیوسنسورهادارویی، صنایع سنسورهاي بر پایه مواد بیولوژیکی اکنون گستره ي وسیعی از کاربردها نظیر صنایع

.میشودرا شامل... و Biowarخوراکی، علوم محیطی، صنایع نظامی بخصوص شاخه

مریکا در سین سیناتی آبا ساخت الکترود اکسیژن توسط لی لند کالرك1950توسعه بیوسنسورها از سنسور همچنین بنام سازنده ي آن این. براي اندازه گیري غلظت اکسیژن حل شده در خون آغاز شد

پوشاندن سطح الکترود با آنزیمی که به اکسیده شدن بعداً با. گاهی الکترود کالرك نیز خوانده میشودمشابه با پوشاندن بطور . اندازه گیري قند خون استفاده شدگلوکز کمک میکرد از این سنسور براي

قابلیت تبدیل اوره به کربنات آمونیوم را داراست در کنار الکترودي از جنس الکترود توسط آنزیمی که.بیو سنسوري ساخته شده که میتوانست میزان اوره در خون یا ادرار را اندازه گیري کند++NH4یون

استفاده بخش تبدیل سیگنال خویشهر کدام از این دو بیوسنسور اولیه از ترنسدیوسر متفاوتی درشده اندازه گیري میشد در نوع اول میزان قند خون با اندازه گیري جریان الکتریکی تولید. میکردند

١ Biosensors

Page 17: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

١٠

بر اساس میزان بار الکتریکی ایجاد در حالیکه در سنسور اوره اندازه گیري غلظت اوره) آمپرومتریک(.1پذیرفتشده در الکترودهاي سنسور صورت می

نیاز به مراجعه به پزشک و تنها بر مبناي اطالعاتی که ممکن است روزي فرا رسد که بیمار بدوننیاز فراهم میشود نوع بیماري تشخیص داده شده و سپس داروهاي موردCOBD2توسط یک

بسیار پایین آمده و این مسئله باعث خواهد شد که دوز مصرفی دارو. مستقیماً درون خون تزریق شودشود، چرا که دارو مستقیماً به محل مورد نیاز در بطرز فاحشی کاسته3ضمناً از میزان اثرات جانبی دارو

.بدن ارسال میشود

یک بیوسنسور انجام میدهد تبدیل پاسخ بیولوژیکی به یک سیگنال الکتریکی است و شامل کاري کهبیوسنسور توسط بخش پذیرنده ي یکقابلیت انتخابگر. است5و آشکارکننده4پذیرنده: جزء اصلیدو

.هستندپذیرنده مثالهاي خوبی برايچربیآنزیمها، آنتی بادي ها، و الیه هاي لیپید. تعیین میشود

به یک سیگنال 6فیزیکی یا شیمیایی با تشخیص ماده مورد تجزیهوظیفه دتکتور تبدیل تغییراتانتخاب در نوع واکنش صورت گرفته را کامالً واضح است که دتکتورها قابلیت .الکتریکی است

بیوسنسورها مورد استفاده در) یا ترانسدیوسرها یا مبدلها یا آشکارسازها(انواع دتکتورهاي .ندارندالکتروشیمیاي عمل تبدیل به در نوع. الکتروشیمیایی، نوري، پیزوالکتریک و حرارتی میباشند: شامل

متداولترین الکترودهاي . صورت میپذیردک، و امپدانسیآمپرومتریک، پتانشیومتری: یکی از صورتهايترانزیستور ، و8، الکترود انتخابگر یونی7الکترود شیشه اي:مورد استفاده در نوع پتانشیومتریک شامل

.هستند9اثرمیدان حساس یونی

یا آنزیم، و نظیر یک دسته سلول، یک10یک بیوسنسور شامل یک سیستم بیولوژیکی ایستابطورکلیبیولوژیکی باعث در حضور مولکول معینی سیستم. یک آنتی بادي و یک وسیله اندازه گیري است

١ Potentiometric٢ Chip-on-Board-Doctor٣ Side-Effects٤ Receptor٥ Detector٦ Analyte٧ Glass Electrode٨ Ion- Selective٩ISFET: Ion-sensitive FET١٠ Immobilized

Page 18: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

١١

حساس است، سیگنالی وسیله اندازه گیري که به این تغییرات. تغییر خواص محیط اطراف میشودفهم براي سپس میتوان به سیگنالی قابل این سیگنال را. متناسب با میزان و یا نوع تغییرات تولید میکند

.دستگاههاي الکترونیکی تبدیل کرد

خالصه بصورت زیر بیان مزایاي بیوسنسورها بر سایر دستگاههاي اندازه گیري موجود را میتوان بطور:کرد

میگیرند که به بیشتر سیستمهاي موجود اندازه مولکولهاي غیرقطبی زیادي در ارگانهاي زنده شکل.میتوانند این پاسخ را دریافت کنندبیوسنسورها. گیري پاسخ نمی دهند

تعبیه شده در خود آنهاست، در نتیجه اثرات جانبی بر ایستامبناي کار آنها بر اساس سیستم بیولوژیکی.ندارندسایر بافتها

.امکان پذیر استکنترل پیوسته و بسیار سریع فعالیتهاي متابولیسمی توسط این سنسورهاي

ــدن ان ــت بـــــــ ــخیص حرکـــــــ ــور تشـــــــ ــانسنســـــــ 1ســـــــ

هم که میدانید امروزه استفاده از سنسور هاي تشخیص حرکت رونق بسیار باالیی پیدا کرده ،همانطورPIRدر زمینه هاي امنیتی و حفاظتی و هم در مسائل صرفه جویی و بهینـه سـازي ، سنسـور هـاي

زمینه مطـالبی در همین . دریافت میکنندمحیط اطراف رامادون قرمز سنسورهایی هستند که طول موجآماده کردم ، همچنین مقالـه اي کامـل بـراي ارایـه بـه به درد بخور و مدارات آماده براي شما دوستان

علت کار این سنسور در موج مادون قرمز مقالـه اي نیـز در زمینـه همچنین به. اساتید موجود میباشد قاله اي کامل و بدون عیب همین مطلب موجود است که اگر از حق نگذریم مموجهاي مادون قرمز در

ــد ــی میباشــــــــــــــــــ .و نقصــــــــــــــــــ

اما ایـن . میباشد 2مادون قرمزتصفر درجه مطلق باشد داراي تشعشعاهر جسمی که دمایش باالتر از کاري که این سنسور انجـام . متفاوت است موج داراي طول موج هاي مختلف براي درجه حرارتهاي

از این سنسور در دستگاه . انسان و تشخیص آن میباشد میدهد در واقع دریافت این امواج در رنج بدنانسان حتی به صورت جزئـی اسـتفاده میشـود و از نظـر دقـت و هایی که براي تشخیص حرکت بدن

١ PIR٢ Infrared

Page 19: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

٥٣

طرح کلی مدار2-14شکل

Page 20: ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ …...ﯽﺳﺪﻨﻬﻣ هﺪﮑﺸﻧاد قﺮﺑ هوﺮﮔ ﯽﺳﺎﻨﺷرﺎﮐ ﻪﻣﺎﻧ نﺎﯾﺎﭘ ﮏﯿﻧوﺮﺘﮑﻟا

٥٤

منابع و مآخذ

1 . Microchip.com (PIC16F877A Datasheet)

2 . Hoperf.com (HM-TR Datasheet)

3 . Hwsensor.com (MQ-2 Datasheet)

4 . Datasheet4u.com (LCD ModuleTS12864-7 Datasheet)

5 . Ramseykits.com (VOX Datasheet)

6 . Technoelectro.com

7.LM358 Datasheet

8 . PIC introduction Dr Charles J Kim ( HOWARD University )

9 . www.MWFTR.com

10 . www.taosinc.com

11 .www.alsrobot.com

12 . Harvard and Princeton Memory Architecture Microcontrollers

13 . www.HWSENSOR.com

14 . sim.com

15 . wiring.org.co

16 . An introduction to PIC microcontrollers

17 . wvshare.com