微波移動傳感器感應模塊的製作方法
2023-04-23 12:09:26 1
專利名稱：微波移動傳感器感應模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及微波移動傳感器應用技術，尤其涉及微波移動傳感器感應 模塊。
背景技術：
目前，微波移動傳感器主要用於如報警探頭等安防類產品和自動門感應器 等產品上，檢測人體移動感應信號，需要設計比較複雜的電路才能使用。微波
移動傳感器信號頻率在x波段，頻率較高，對感應信號處理有一定難度和要求，
相關的使用技術多數都掌握在產品廠家裡面，使微波移動傳感器應用受到局限。 現在市面上微波移動傳感器元件和用微波移動傳感器的產品較多，如報警探頭、 門感應器等，用微波移動傳感器設計成可以使用直流電源的電路模塊目前很少。 為使微波移動傳感器應用到其它產品上面，擴大傳感器應用範圍，本實用新型 提供一種微波移動傳感器感應模塊，該模塊是將微波移動傳感器、感應信號放
大、信號處理等電路複合在一起，設計在前後兩片45f37mm長方形電路板上， 組成電路模塊，直接使用6-20V直流電源工作，使用者不需要再設計傳感器外 圍電路就可使用。以模塊結構使用微波移動傳感器，經過二次開發，將微波移 動傳感器應用到其它產品上面，使微波移動傳感器得到更廣泛的應用。 發明內容
本實用新型目的是提供一種微波移動傳感器感應模塊，用來感應物體或人 體位置移動，輸出高電平信號，此信號可以做控制信號使用，也可以直接驅動 附載，使用簡單方便，便於二次開發用於其他產品上面。
為達到上述發明目的，本實用新型提出以下的技術方案
一種微波移動傳感器感應模塊，其特徵在於，該模塊有兩塊45*37mm大小 相同電路板組成，其中一塊是微波移動傳感器電路板，另一塊是感應信號放大 處理和控制電路板。
微波移動傳感器電路板由HJ-FET和微波介質DRO組成的微波震蕩器，還有功率分配器、混頻器、檢波器，發射天線、接收天線等。微波移動傳感器 電路採用微帶線結構設計，微帶線由雙面電路板的銅箔設計製成，發射天線和 接收天線採用平板式對稱結構製作在電路板上。微波震蕩器產生頻率為
10-12GHz的微波信號，由信號耦合電容輸入到發射天線，向外定向發射微波信 號，在微波移動傳感器感應模塊的探測範圍內，有物體或人體移動時，接收天 線將感應到的微波信號輸入到微波傳感器的混頻器，和微波震蕩器產生的微波 信號混頻，由檢波器輸出較低頻率的都卜勒感應信號，該信號反應了人體或物 體移動的速度和人體或物體的大小。
優選地，所述的微波移動傳感器使用45*37!11111雙面長方形電路板。 優選地，所述的微波移動傳感器電路採用微帶線結構設計，微帶線由電路 板銅箔設計製成。
優選地，所述的微波移動傳感器的HJ-FET場效應管，採用貼片工藝焊接在 電路板上。
優選地，所述的微波移動傳感器的微波介質DRO，採用膠粘工藝粘貼在電 路板上。
優選地，所述的微波移動傳感器電路板上，設有2個4.5mm的定位螺絲孔、
電源輸入和信號連接定位直針。
優選地，所述的微波移動傳感器電路板上，設有微波信號屏蔽鋁殼。 其中，所述的微波信號屏蔽鋁殼外形尺寸36*25*6.7mm，位於線路板正中
心，兩邊各有兩個彎腳固定在電路板上。
其中，所述的定位安裝螺絲孔4.5mm，位於線路板左右兩邊。
其中，所述的電路板上有電源輸入和信號連接定位直針，位於線路板四個
邊腳上。
其中，所述的傳感器電路板上，在微波信號屏蔽鋁殼36*25*6.7mm (4)內， 有電源電阻，給傳感器電路提供電源;HJ-FET場效應管和微波介質振蕩器DRO， 組成微波震蕩器；混頻，檢波二極體(7)，輸出人體或物體移動感應信號；微 波發射天線耦合電容，將微波震蕩器產生的10-12Ghz的微波信號耦合到微波移 動傳感器發射天線。信號放大處理和控制電路板使用雙面長方形電路板，電路板上設置有安
裝定位螺絲孔、微波移動傳感器電源和信號連接定位直針。6-20V的直流電源
通過電源輸入和信號輸出埠，由HT7150穩壓濾波後，產生5V的電壓供微波
移動傳感器感應模塊電路工作。感應信號放大電路由LM358和外圍的R,C元件
組成。16級靈敏度選擇埠完成0.5—8米的感應距離調整。4種觸發方式選
擇埠完成4種可重複觸發方式和不可重複觸發方式調整。光敏電阻選擇端
口模塊接光敏電阻，可以抑制白天或光線比較明亮的環境下觸發。9位精度
A/D功能的單片機完成感應信號處理、控制信號輸出和各種功能控制選擇。
優選地，所述的電路板使用45f37mm雙面長方形電路板。 優選地，所述的電路板上設有2個4.5mm的定位螺絲孔、電源輸入和信號 連接定位直針。
優選地，所述的電路板上設有16級靈敏度選擇埠 、 4種觸發方式選擇埠 、
光敏電阻選擇埠。
其中，所述的電路板上，2個定位安裝螺絲孔4.5mm，位於線路板左右兩邊。 其中，所述的電路板上有微波移動傳感器電源和信號連接定位直針，位於線
路板四個邊腳上。
其中，A/D轉換單片機，位於電路板正中心位置，單片機正下方有電源輸入 和信號輸出埠，左下方有LM358感應信號放大IC，電路板的右下角有電源穩 壓器HT7150 (18)。
由以上技術方案可以看出，本實用新型微波移動傳感器感應模塊，將微波 移動傳感器、信號放大IC、信號處理單片機，定位螺絲孔、電源輸入和信號輸 出埠、 16級靈敏度選、4種觸發方式選擇、光敏電阻選擇、電源穩壓器等， 設計在兩塊45*37ram的電路板上，組成電路模塊，實現人體或物體位置移動探 測，輸出感應控制信號。
微波移動傳感器電路板(1)，將人體或物體位置移動產生的感應信號輸入 到感應信號放大處理電路板(11)，在A/D轉換單片機(19)的控制下，將感應信號，以高電平控制信號輸出。
微波移動傳感器，用來檢測人體或物體位置移動，感應信號輸入到放大處
理和控制電路板，經過電路板上的IC放大後，由9位精度的A/D功能的單片機 完成處理，將感應信號以5V的高電平控制信號輸出。信號放大處理電路板上設 有16級靈敏度調整和4級觸發模式選擇，外接光敏電阻選擇功能，使用6-20V 直流電源工作，單片機輸出的感應信號控制信號，可作電平信號使用或直接驅 動負載，使用簡單，擴大了微波移動傳感器的應用範圍，可廣泛用於檢測人體 或物體移動的感應燈具、感應節能電器、自動攝像設備，工業自動控制設備及 停車場節電照明等領域。
圖1為本實用新型微波移動傳感器感應模塊的基本框圖。 圖2為本實用新型微波移動傳感器感應模塊的電原理圖。 圖3為本實用新型微波移動傳感器電路板的外形結構和元器件位置圖。 圖4為本實用新型信號放大處理電路板的外形結構和元器件位置圖。 圖5為本實用新型微波移動傳感器感應模塊的信號使用圖。 圖6為本實用新型微波移動傳感器感應模塊的直流負載使用圖。 圖7為本實用新型微波移動傳感器感應模塊的交流負載使用圖。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
具體實施方式
輸入到微波移動傳感器感應模塊6-20V的直流電源經過HT7150穩壓濾波 後，產生5V的電壓供整個模塊電路工作。 感應信號產生和信號放大實施
微波移動傳感器M產生感應信號，LM358和外圍的R 、 C元件組成信號 放大電路。微波移動傳感器M電源採用脈衝供電方式。單片機HT46R47產生頻 率1K佔空比為2%的負脈衝方波，控制Ql導通，給微波移動傳感器提供電源。 由於微波移動傳感器M電源採用脈衝供電方式，脈衝到來時會產生很大的信號幹擾，為了抑制傳感器產生的脈衝幹擾，在微波移動傳感器信號輸出和信號
放大電路輸入之間加Q2抑制幹擾信號。單片機HT46R47在提供給Ql負脈衝 方波同時，還要提供給Q2頻率1K佔空比為1%的正脈衝方波，使Q2在Ql導 通後延時導通，將傳感器探測的感應信號輸入到後面的運放電路中。
微波移動傳感器模塊接通電源，在檢測範圍內沒有移動的人體或物體，Q2 導通是只有微弱的噪聲信號耦合到後面的放大電路中，放大後的信號變化幅度 很小，放大後的信號經過單片機A/D轉換後，分析探測範圍內沒有移動的人體 或物體，單片機不會輸出高電平信號。在檢測範圍內當感應到人體或物體移動， 微波移動傳感器輸出的信號在Q2導通時，經過C6濾波後，由C7和R3耦合到 LM358第一級運放的3腳進行信號放大。放大信號由1腳輸出，經過C12，R10 耦合到第二級運放的6腳，進行第二級信號放大後，由IC 7腳輸出到單片機 HT46R47的7腳，由單片機經過A/D轉換後分析處理。
單片機輸出控制實施
HT46R47是工業級單片機，具有4通道A/D轉換和9位A/D精確度。本實 用新型使用RC振蕩，由HT46R47的13腳R17和C18完成，振蕩頻率4Mhz。 12腳是5V電源正極，9腳電源負極。ll腳是單片機復位腳，接R16和C17用 於單片機上電復位。IO腳為控制信號電平輸出，由R15將微波移動傳感器感應 模塊感應信號，以5V高電平方式輸出。
微波傳感器模塊感應信號經過兩級放大後，輸入到單片機7腳，進行A/D 轉換，同時將8腳的外接光敏電阻進行A/D轉換，還以高低電位方式判斷l、 2、 3、 4腳靈敏度等級選擇，17 、 18腳觸發方式選擇，綜合分析處理後，5V控制 高電平信號由IO輸出。 16級靈敏度調整實施(圖5，圖6，圖7):線路板上有4個標有1、 2、 3、 4的連接點，連接點斷開為0，連接點接通 為l。按照下面的編碼方式短路4個連接點，可調節16級靈敏度，使感應距離 在0.3—8米內可調。 4個連接點全部斷開，靈敏度最低，感應距離最近，在0.5米以內。 4個連接點全部短路，靈敏度最高，感應距離最遠，在8米以上。調整如下
1: 0000、 2: 0001、 3: 0010、 4: 0011、 5: 0100、 6: 0101、 7: 0110、 8: 0111、 9: 1000、 10: 1001、 11: 1010、 12: 1011、 13: 1100、 14: 1101、 15: 1110、 16: 1111。
4種觸發方式調整實施(圖5，圖6，圖7):
線路板上有2個標有5 6的連接點，連接點斷開為0，連接點接通為l。按 照下面的編碼方式短路2個連接點，可實現4種觸發方式選擇，使感應信號有4 種時間輸出。調整如下1， 00、 2， 01、 3 ， 10、 4 ， 11。
OO不可重複觸發方式當探測到移動物體，輸出3秒種高電平信號後停止， 延時3秒鐘再檢測，探測到移動物體又輸出3秒種，依次循環。直到探測不到 移動物體，5V高電平信號輸出停止。
Ol可重複觸發方式，延時時間2秒鐘當探測到移動物體，輸出2秒種高 電平信號，在2秒種時間內，模塊以每秒30次的頻率不停的檢測目標，如果再 次探測到物體移動，時間繼續延時2秒種，直到探測不到移動物體，5V高電平 信號延時2秒種後停止。
IO可重複觸發方式，延時時間10秒鐘當探測到移動物體，輸出10秒種 高電平信號，在10秒種時間內，模塊以每秒30次的頻率，不停的檢測目標， 如果再次探測到物體移動，時間繼續延時10秒種，直到探測不到移動物體，5V 高電平信號延時10秒種後停止。11可重複觸發方式，延時時間20秒鐘當探測到移動物體，輸出20秒種 高電平信號，在20秒種時間內，模塊以每秒30次的頻率不停的檢測目標，如 果再次探測到物體移動，時間繼續延時20秒種，直到探測不到移動物體，5V 高電平信號延時20秒種後停止。 CDS光敏電阻實施
接光敏電阻，可以抑制白天或光線比較明亮的環境下觸發。
觸發一次有效實施
接光敏電阻，可以在黑夜或光線比較暗的環境下，當探測到有移動物體即可觸 發。在選定的觸發方式時間內，既使光線由黑暗變得明亮，都不能改變觸髮狀 態和延時時間。直到輸出信號變為低電平，光敏電阻才起控制作用。
本實用新型微波移動傳感器感應模塊特點
l功耗低，整塊模塊耗電約6mA。 2電壓範圍寬，使用直流6-20V。
3使用簡單，微波移動傳感器和感應信號放大處理電路複合在一起，不需要 再設計微波移動傳感器外圍電路。
4靈敏度可調，16級靈敏度選擇，容易調整感應距離。 5輸信號時間可調，4種觸發方式選擇，方便選擇信號輸出時間。 從以上技術方案可以看出，本實用新型將微波移動傳感器、信號放大和處理 IC、信號處理和功能控制單片機，定位螺絲孔、電源輸入和信號輸出埠、觸 發方式選擇埠、光敏電阻、低功耗穩壓器、等電子元件集成到兩塊45*37mm 的電路板上，組成電路模塊。有16級的感應距離選擇和4種輸出時間，光敏電 阻選擇。模塊功耗約6mA，使用6-20V直流電源，感應到的信號可作為電平信 號使用或直接驅動負載，使用簡單，可廣泛用於檢測人體或物體移動的感應燈 具、感應節能電器、工業自動控制設備及停車場節電照明等領域。
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權利要求1、一種微波移動傳感器感應模塊，其特徵在於該模塊包括有兩塊45*37mm大小相同的雙面電路板，其中一塊是微波移動傳感器電路板，另一塊是感應信號放大處理電路板；a微波移動傳感器電路板外形尺寸45*37mm，包括設置於同一電路板的電路板外形45*37mm(1)，電路板上有定位螺絲孔4.5mm(2)，電源輸入和信號連接定位直針(3)；微波信號屏蔽鋁殼36*25*6.7mm(4)內，有微波移動傳感器電源電阻(9)給微波移動傳感器電路提供電源；HJ-FET場效應管(5)和微波介質振蕩器DRO(6)，組成微波震蕩器；混頻，檢波二極體(7)，輸出人體或物體移動感應信號；微波發射天線耦合電容(8)，將微波震蕩器產生的10-12Ghz的微波信號耦合到微波傳感器發射天線(10)；b感應信號放大處理電路板外形尺寸45*37mm，包括設置於同一電路板的電路板外形45*37mm(11)，電路板上有定位螺絲孔4.5mm(12)，電源穩壓器HT7150(18)通過微波移動傳感器電源和信號連接定位直針(13)，給微波移動傳感器感應模塊提供5V的電源；感應信號放大電路由LM358感應信號放大IC(17)完成，A/D轉換單片機(19)完成人體或物體移動感應信號處理和信號輸出控制以及模塊所有功能設定控制；雙面電路板的另一面有電源輸入和信號輸出口(14)，靈敏度選擇和觸發方式選擇埠(15)控制，外接光敏電阻選擇埠(16)控制；c微波移動傳感器電路板(1)，將人體或物體位置移動產生的感應信號輸入到感應信號放大處理電路板(11)，在A/D轉換單片機(19)的控制下，將感應信號以5V的高電平控制信號輸出。
2、 根據權利要求1所述的微波移動傳感器感應模塊，其特徵在於微波移 動傳感器使用雙面電路板，電路板外形尺寸45*37咖(1)，電路板上有微波信號 屏蔽鋁殼36*25*6.7mm (4)，位於線路板正中心，兩邊各有兩個彎腳固定在電 路板上；電路板上有安裝螺絲孔4.5mm (2)，位於線路板左右兩邊；電路板上 有電源輸入和信號連接定位直針(3)，位於線路板四個邊腳上。
3、 根據權利要求1所述的微波移動傳感器感應模塊，其特徵在於微波移 動傳感器電路板上，在微波信號屏蔽鋁殼36*25*6.7111111 (4)內，由HJ-FET場效應管(5)和微波介質振蕩器DRO (6)，組成微波震蕩器；產生10-12Ghz 的微波信號，由耦合電容(8)輸入到發射天線(10)。
4、 根據權利要求1所述的微波移動傳感器感應模塊，其特徵在於微波震 蕩器和混頻器電路，採用微帶線結構設計，微帶線由雙面電路板的銅箔設計制 成。
5、 根據權利要求1所述的微波移動傳感器感應模塊，其特徵在於HJ-FET 場效應管(5)採用貼片工藝焊接在電路板上，微波介質振蕩器DRO (6)採用 膠粘工藝粘貼在電路板上。
6、 根據權利要求1所述的微波移動傳感器感應模塊，其特徵在於微波移 動傳感器雙面電路板的另一面，有對稱結構的微波傳感器發射天線(10)和接 收天線(20)，由雙面電路板的銅箔設計製成，位於線路板左右兩邊。
7、 根據權利要求1所述的微波移動傳感器感應模塊，其特徵在於感應信 號放大處理使用雙面電路板，電路板外形尺寸45*37mm (11)，電路板上有安裝 螺絲孔4.5mm (12)，位於線路板左右兩邊；有微波移動傳感器電源和信號連接 定位直針(13)，位於線路板四個腳上；雙面電路板的另一面有電源輸入和信 號輸出口 (14)，靈敏度選擇和觸發方式選擇埠 (15)，外接光敏電阻選擇端 口 (16)。
8、 根據權利要求1所述的微波移動傳感器感應模塊，其特徵在於感應信 號放大處理電路板上有，A/D轉換單片機(19)，位於電路板正中心位置，單片 機正下方有電源輸入和信號輸出埠 (14)，左下方有LM358感應信號放大IC(17);電路板的右下角有電源穩壓器HT7150 (18)。
9、 根據權利要求1所述的微波移動傳感器感應模塊，其特徵在於該微波 移動傳感器感應模塊，由微波傳移動感器電路板外形尺寸45*37mm (1)和感應 信號放大處理電路板外形尺寸45*3711]111 (11)組成，兩塊雙面電路板外形尺寸完 全相同，線路板四個邊上直針定位，將兩塊電路板錫焊複合而成，體積 45*37*12mm,誤差+/-2mm。
專利摘要本實用新型公開了一種利用微波都卜勒效應來檢測人體或物體位置移動的微波移動傳感器感應模塊，該電路模塊由微波移動傳感器和感應信號放大處理電路兩部分組成，模塊電路元器件包括微波移動傳感器、信號放大IC、信號處理單片機，定位螺絲孔、電源輸入和信號輸出埠、16級靈敏度選、4種觸發方式選擇、光敏電阻選擇、電源穩壓器等。微波移動傳感器電路板(1)，將人體或物體位置移動產生的感應信號輸入到感應信號放大處理電路板(11)，在A/D轉換單片機(19)的控制下，將感應信號以5V的高電平控制信號輸出。該微波移動傳感器感應模塊使用6-20V直流電源工作，其特點是，抗幹擾強，功耗低，電壓範圍寬，使用簡單，可用於檢測人體或物體移動的感應燈具、感應節能電器及停車場節電照明等領域。
文檔編號H05B37/02GK201293839SQ200820213759
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月27日 優先權日2008年11月27日
發明者武光傑 申請人:武光傑