Desain perangkat penglihatan malam inframerah yang dipasang di kendaraan berdasarkan mikrokontroler PIC
Dengan pesatnya perkembangan pasar mobil dan meningkatnya kesadaran akan keamanan, orang memiliki persyaratan yang semakin tinggi untuk teknologi perlindungan keselamatan mobil. Tidak jauh dari itu, kerugian akibat efek buruk menjadi salah satu bahaya keselamatan berkendara mobil. Yang lebih parah lagi, saat berkendara di malam hari, biasanya pengemudi akan terganggu oleh lampu kendaraan pihak lain dan muncul di titik buta yang rawan kecelakaan lalu lintas. Sistem night vision dapat membantu pengemudi melakukan navigasi dalam kegelapan, sehingga pengemudi dapat melihat lingkungan berkendara dengan jelas baik dalam situasi terang maupun gelap. Oleh karena itu, pengembangan sistem penglihatan malam inframerah otomotif dengan struktur sederhana, kinerja stabil, keandalan yang baik, dan penerapan yang kuat memiliki prospek aplikasi pasar yang penting.
1 Desain sistem secara keseluruhan
1) Prinsip sistem
Menurut prinsip kerja yang berbeda, sistem penglihatan malam inframerah dibagi menjadi sistem penglihatan malam inframerah pasif dan sistem penglihatan malam inframerah aktif. Sistem penglihatan malam inframerah aktif menggunakan sumber cahaya inframerah yang dibawanya untuk menerangi target secara aktif, dan lensa objektif dari sistem optik menerima radiasi inframerah yang dipantulkan oleh target, dan membentuk citra inframerah dari radiasi target pada permukaan fotokatoda. tabung pencitraan inframerah. Tabung pengubah gambar melakukan konversi spektral dan peningkatan kecerahan pada gambar inframerah target, dan akhirnya menampilkan gambar cahaya tampak dari target pada layar neon, dan mata manusia dapat mengamati gambar target yang disempurnakan melalui lensa mata. Mempertimbangkan daya tahan penggunaan, rasionalitas ekonomi, keserbagunaan perangkat, dll., kebanyakan dari mereka memilih sistem penglihatan malam inframerah aktif sebagai sistem yang dipasang di kendaraan.
Menurut tujuan fungsional dan persyaratan desain, sistem ini terutama terdiri dari pencahayaan inframerah, sistem pemrosesan video, dan tampilan kendaraan.
2) Desain perangkat keras
(1) Pemilihan kamera
Kamera video juga disebut kepala kamera atau CCD. Itu dapat mengubah cahaya menjadi muatan listrik dan menyimpan serta mentransfer muatan listrik. Itu juga dapat mengeluarkan muatan listrik yang tersimpan untuk mengubah voltase. Ini adalah elemen pencitraan yang ideal. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut: cahaya yang dipantulkan oleh objek kamera disebarkan ke lensa, kemudian difokuskan ke chip CCD melalui lensa. CCD mengumpulkan muatan yang sesuai sesuai dengan intensitas cahaya, dan setelah pelepasan berkala, ia menghasilkan sinyal listrik yang mewakili gambar. Setelah pemfilteran dan pemrosesan amplifikasi, sinyal video komposit standar dikeluarkan melalui terminal keluaran kamera. Di sini pilih kamera WAT-902H2 sebagai kamera. Ini memiliki keunggulan efek kamera yang bagus, perawatan yang mudah, dan manfaat ekonomis.
(2) Desain bagian iradiasi infra merah
Laser inframerah-jauh dipilih sebagai pemancar cahaya. Ini adalah pemancar laser dengan monokromatisitas yang baik, sinar terkonsentrasi, ukuran kecil, umur panjang dan efisiensi konversi elektro-optik yang tinggi. Ini terdiri dari laser semikonduktor yang digabungkan dengan serat, sirkuit penggerak, sirkuit kontrol suhu, dan lensa pembentuk sinar. Bagian inti adalah desain sirkuit penggerak. DD312 dipilih sebagai chip driver. Ini adalah chip driver arus konstan saluran tunggal yang dirancang khusus untuk LED daya tinggi. Sinyal perintah ditambahkan ke ujung aktif DD312 melalui optocoupler untuk mengontrol sakelar laser.
(3) Desain modul daya
Dalam sistem, layar, mikrokontroler, chip komunikasi MAX487, kamera CCD, dan sirkuit penggerak pemancar laser semuanya membutuhkan catu daya. Diantaranya, komputer mikro chip tunggal dan chip driver DD312 membutuhkan voltase catu daya yang relatif stabil, riak kecil, dan interferensi elektromagnetik kecil. Modul LM2576 digunakan untuk menyediakan catu daya yang diatur untuk mikrokontroler dan chip driver DD312 (Gambar 2). Chip MAX4877 memiliki tegangan operasi yang relatif tinggi dan jangkauan yang relatif luas, dan modul konversi daya NW1-05S05S digunakan untuk menyediakan daya untuknya.
(4) Desain sistem kontrol
Dua mikrokomputer chip tunggal, PIC16F877A dan PIC16F876A, digunakan sebagai chip kontrol sistem, dan seluruh sistem kontrol juga merupakan sistem transmisi kecil. Diantaranya, komputer mikro chip tunggal PIC16F877A digunakan sebagai ujung awal dari sistem transmisi, yang bertanggung jawab untuk akuisisi data dan tombol "memori"; Chip Max487 adalah chip komunikasi, yang bertanggung jawab untuk menerima dan mengirimkan sinyal. Komputer mikro chip tunggal PIC 16F876A digunakan sebagai ujung penerima sistem transmisi untuk mengontrol putaran motor.
①Akhir awal
Inti dari bagian ini adalah mikrokontroler PIC16F877A. Ini adalah komputer mikro chip tunggal 8-bit yang diproduksi oleh Microchip Corporation Amerika Serikat. Ini memiliki struktur RISC yang unik, struktur bus Harvard di mana bus data dan bus instruksi dipisahkan. Ini menghubungkan setiap perangkat terminal, menanggapi perintah kueri yang dikirim oleh komputer kontrol utama, dan mengembalikan informasi status perangkat yang diuji ke komputer kontrol utama. Port I/O dari komputer satu chip dihubungkan dengan terminal peralatan yang diuji untuk mendapatkan informasi keadaan yang diperlukan. Rangkaian ini dibagi menjadi tiga bagian: rangkaian akuisisi data (Gambar 3), rangkaian tampilan LED, dan rangkaian tombol.
2 pin dari komputer mikro chip tunggal terhubung secara eksternal dengan sensor suhu, yang mentransmisikan sinyal perubahan suhu waktu nyata dari sistem ke komputer mikro chip tunggal; 3 ~ 7 pin terhubung secara eksternal dengan sirkuit tampilan LED, ketika sinyal level rendah dari pin terhubung, LED yang sesuai menyala; 8, 9 pin terhubung secara eksternal dengan sirkuit penggerak laser, untuk mendeteksi status laser; 19 pin dihubungkan ke pendingin semikonduktor eksternal untuk mengumpulkan informasi dan memutuskan apakah akan memicu pendingin semikonduktor untuk bekerja; 22, 25, dan 26 pin dihubungkan ke sirkuit komunikasi untuk mengirimkan sinyal ke chip kontrol utama; 27 hingga 40 pin adalah pan / tilt Dan sinyal deteksi kunci lensa, ketika operator menekan tombol pada panel, komputer mikro chip tunggal menerima sinyal kunci melalui port ini, dan mengirimkan informasi ke chip kontrol utama melalui sirkuit komunikasi, dan chip kontrol utama menganalisis dan mengontrol setelah menerima sinyal. perintah yang sesuai.
② Sirkuit komunikasi
Sirkuit komunikasi menghubungkan ujung awal dan ujung penerima dari sistem transmisi, dan fungsi utamanya adalah untuk mewujudkan penerimaan dan transmisi sinyal. Ini mengadopsi chip Max487, yang merupakan perangkat transceiver half-duplex berdaya rendah untuk komunikasi, dan mengintegrasikan driver dan penerima di dalamnya. Ujung awal mengkodekan sinyal terlebih dahulu, dan ujung penerima menerjemahkan sinyal. Pada saat yang sama, untuk menghilangkan interferensi, rangkaian diisolasi oleh optocoupler.
