Progettazione di un visore notturno a infrarossi veicolare basato su microcontrollore PIC
Con il rapido sviluppo del mercato automobilistico e la crescente consapevolezza della sicurezza, le persone hanno requisiti sempre più elevati per la tecnologia di protezione della sicurezza automobilistica. Non molto lontano, lo svantaggio dello scarso effetto diventa uno dei rischi per la sicurezza della guida automobilistica. La cosa più grave è che durante la guida notturna, il conducente sarà solitamente disturbato dalle luci del veicolo dell'altro lato e apparirà in un punto cieco, che è soggetto a incidenti stradali. Il sistema di visione notturna può aiutare il conducente a navigare al buio, in modo che il conducente possa vedere chiaramente l'ambiente di guida sia in situazioni di luce che di oscurità. Pertanto, lo sviluppo di un sistema di visione notturna a infrarossi per autoveicoli con struttura semplice, prestazioni stabili, buona affidabilità e forte applicabilità ha importanti prospettive di applicazione sul mercato.
1 Progettazione complessiva del sistema
1) Principio del sistema
Secondo diversi principi di funzionamento, i sistemi di visione notturna a infrarossi sono suddivisi in sistemi di visione notturna a infrarossi passivi e sistemi di visione notturna a infrarossi attivi. Il sistema di visione notturna a infrarossi attivi utilizza la sorgente di luce a infrarossi che trasporta per illuminare attivamente il bersaglio e la lente dell'obiettivo del sistema ottico riceve la radiazione infrarossa riflessa dal bersaglio e forma un'immagine a infrarossi della radiazione del bersaglio sulla superficie del fotocatodo di il tubo di imaging a infrarossi. Il tubo che cambia l'immagine esegue la conversione spettrale e il miglioramento della luminosità sull'immagine a infrarossi del bersaglio e infine visualizza l'immagine della luce visibile del bersaglio sullo schermo fluorescente e l'occhio umano può osservare l'immagine del bersaglio migliorata attraverso l'oculare. Considerando la durabilità d'uso, la razionalità dell'economia, la versatilità del dispositivo, ecc., la maggior parte di loro sceglie il sistema di visione notturna a infrarossi attivi come sistema montato sul veicolo.
In base agli obiettivi funzionali e ai requisiti di progettazione, il sistema è composto principalmente da illuminazione a infrarossi, sistema di elaborazione video e display del veicolo.
2) Progettazione dell'hardware
(1) Selezione della telecamera
La videocamera è anche chiamata testa della telecamera o CCD. Può convertire la luce in cariche elettriche e immagazzinare e trasferire cariche elettriche. Può anche eliminare le cariche elettriche immagazzinate per modificare la tensione. È un elemento di imaging ideale. Il suo principio di funzionamento è il seguente: la luce riflessa dall'oggetto della telecamera si diffonde all'obiettivo, quindi si concentra sul chip CCD attraverso l'obiettivo. Il CCD accumula la carica corrispondente in base all'intensità della luce e, dopo una scarica periodica, genera un segnale elettrico che rappresenta un'immagine. Dopo il filtraggio e l'elaborazione dell'amplificazione, un segnale video composito standard viene emesso attraverso il terminale di uscita della telecamera. Qui scegli la videocamera WAT-902H2 come videocamera. Presenta i vantaggi di un buon effetto fotocamera, una facile manutenzione e vantaggi economici.
(2) Progettazione della parte di irradiazione infrarossa
Come emettitore di luce viene selezionato un laser a infrarossi lontani. È un trasmettitore laser con buona monocromaticità, raggio concentrato, dimensioni ridotte, lunga durata e alta efficienza di conversione elettro-ottica. È costituito da un laser a semiconduttore accoppiato in fibra, un circuito di pilotaggio, un circuito di controllo della temperatura e una lente di sagomatura del raggio. La parte centrale è la progettazione del circuito di azionamento. DD312 è selezionato come chip driver. È un chip driver a corrente costante a canale singolo appositamente progettato per LED ad alta potenza. Il segnale di comando viene aggiunto all'estremità di abilitazione di DD312 tramite l'optoaccoppiatore per controllare l'interruttore del laser.
(3) Progettazione del modulo di potenza
Nel sistema, il display, il microcontrollore, il chip di comunicazione MAX487, la telecamera CCD e il circuito di azionamento del trasmettitore laser necessitano tutti di alimentazione. Tra questi, il microcomputer a chip singolo e il chip driver DD312 richiedono una tensione di alimentazione relativamente stabile, una piccola ondulazione e una piccola interferenza elettromagnetica. Il modulo LM2576 viene utilizzato per fornire un'alimentazione regolata per il microcontrollore e il chip driver DD312 (Figura 2). Il chip MAX4877 ha una tensione operativa relativamente elevata e un intervallo relativamente ampio e il modulo di conversione dell'alimentazione NW1-05S05S viene utilizzato per fornire alimentazione.
(4) Progettazione del sistema di controllo
Due microcomputer a chip singolo, PIC16F877A e PIC16F876A, vengono utilizzati come chip di controllo del sistema e l'intero sistema di controllo è anche un piccolo sistema di trasmissione. Tra questi, il microcomputer a chip singolo PIC16F877A viene utilizzato come estremità iniziale del sistema di trasmissione, responsabile dell'acquisizione dei dati e del pulsante "memoria"; Il chip Max487 è un chip di comunicazione, responsabile della ricezione e della trasmissione dei segnali. Il microcomputer a chip singolo PIC 16F876A viene utilizzato come estremità ricevente del sistema di trasmissione per controllare la rotazione del motore.
①Fine iniziale
Il nucleo di questa parte è il microcontrollore PIC16F877A. È un 8-microcomputer a chip singolo a bit prodotto dalla Microchip Corporation degli Stati Uniti. Ha una struttura RISC unica, una struttura a bus di Harvard in cui il bus dei dati e il bus delle istruzioni sono separati. Collega ogni dispositivo terminale, risponde al comando di interrogazione inviato dal computer di controllo principale e restituisce le informazioni sullo stato del dispositivo sottoposto a test al computer di controllo principale. La porta I/O del computer a un chip è collegata al terminale dell'apparecchiatura sottoposta a test per ottenere le informazioni sullo stato richieste. Il circuito è diviso in tre parti: circuito di acquisizione dati (Figura 3), circuito del display a LED e circuito del pulsante.
I 2 pin del microcomputer a chip singolo sono collegati esternamente con un sensore di temperatura, che trasmette il segnale di variazione della temperatura in tempo reale del sistema al microcomputer a chip singolo; i pin 3~7 sono collegati esternamente con un circuito di visualizzazione a LED, quando il segnale di basso livello del pin è collegato, il LED corrispondente si accende; gli 8, 9 pin sono collegati esternamente con un circuito di pilotaggio del laser, per rilevare lo stato del laser; 19 pin sono collegati a un dispositivo di raffreddamento a semiconduttore esterno per raccogliere informazioni e decidere se far funzionare il dispositivo di raffreddamento a semiconduttore; I pin 22, 25 e 26 sono collegati al circuito di comunicazione per trasmettere i segnali al chip di controllo principale; Da 27 a 40 pin sono il pan/tilt e il segnale di rilevamento della chiave dell'obiettivo, quando l'operatore preme il tasto sul pannello, il microcomputer a chip singolo riceve il segnale chiave attraverso queste porte e invia le informazioni al chip di controllo principale attraverso il circuito di comunicazione e il chip di controllo principale analizza e controlla dopo aver ricevuto il segnale. comando corrispondente.
② Circuito di comunicazione
Il circuito di comunicazione collega l'estremità iniziale e l'estremità ricevente del sistema di trasmissione e la sua funzione principale è quella di realizzare la ricezione e la trasmissione del segnale. Adotta il chip Max487, che è un dispositivo transceiver half-duplex a bassa potenza per la comunicazione, e integra un driver e un ricevitore all'interno. L'estremità iniziale codifica prima il segnale e l'estremità ricevente decodifica il segnale. Allo stesso tempo, per eliminare le interferenze, il circuito è isolato da un optoaccoppiatore.
