تصميم جهاز رؤية ليلية يعمل بالأشعة تحت الحمراء مركب على أساس متحكم PIC
مع التطور السريع لسوق السيارات وزيادة الوعي بالأمن ، أصبح لدى الناس متطلبات أعلى وأعلى لتكنولوجيا حماية سلامة السيارات. ليس بعيدًا ، تصبح مساوئ التأثير الضعيف أحد مخاطر السلامة في قيادة السيارة. والأخطر من ذلك هو أنه عند القيادة ليلاً ، عادة ما ينزعج السائق من أضواء مركبة الجانب الآخر ويظهر في منطقة عمياء معرضة لحوادث المرور. يمكن لنظام الرؤية الليلية أن يساعد السائق على التنقل في الظلام ، بحيث يمكن للسائق رؤية بيئة القيادة بوضوح في كل من المواقف المضيئة والمظلمة. لذلك ، فإن تطوير نظام رؤية ليلية بالأشعة تحت الحمراء للسيارات بهيكل بسيط وأداء مستقر وموثوقية جيدة وإمكانية تطبيق قوية له آفاق مهمة لتطبيق السوق.
1 تصميم النظام العام
1) مبدأ النظام
وفقًا لمبادئ العمل المختلفة ، يتم تقسيم أنظمة الرؤية الليلية بالأشعة تحت الحمراء إلى أنظمة الرؤية الليلية بالأشعة تحت الحمراء السلبية وأنظمة الرؤية الليلية النشطة بالأشعة تحت الحمراء. يستخدم نظام الرؤية الليلية بالأشعة تحت الحمراء النشط مصدر ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي يحمله لإضاءة الهدف بشكل فعال ، وتستقبل العدسة الموضوعية للنظام البصري الأشعة تحت الحمراء المنعكسة عن الهدف ، وتشكل صورة الأشعة تحت الحمراء للإشعاع المستهدف على سطح الكاثود الضوئي. أنبوب التصوير بالأشعة تحت الحمراء. يقوم أنبوب تغيير الصورة بتحويل طيفي وتحسين السطوع على صورة الأشعة تحت الحمراء للهدف ، وأخيراً يعرض صورة الضوء المرئي للهدف على شاشة الفلورسنت ، ويمكن للعين البشرية مراقبة صورة الهدف المحسّنة من خلال العدسة. بالنظر إلى متانة الاستخدام ، وعقلانية الاقتصاد ، وتعدد استخدامات الجهاز ، وما إلى ذلك ، يختار معظمهم نظام الرؤية الليلية بالأشعة تحت الحمراء النشط كنظام مثبت على السيارة.
وفقًا للأهداف الوظيفية ومتطلبات التصميم ، يتكون النظام بشكل أساسي من إضاءة الأشعة تحت الحمراء ونظام معالجة الفيديو وعرض السيارة.
2) تصميم الأجهزة
(1) اختيار الكاميرا
تسمى كاميرا الفيديو أيضًا رأس الكاميرا أو CCD. يمكنها تحويل الضوء إلى شحنات كهربائية وتخزين ونقل الشحنات الكهربائية. يمكنه أيضًا إخراج الشحنات الكهربائية المخزنة لتغيير الجهد. إنه عنصر تصوير مثالي. مبدأ عملها هو كما يلي: ينتشر الضوء المنعكس بواسطة كائن الكاميرا إلى العدسة ، ثم يركز على شريحة CCD من خلال العدسة. يقوم CCD بتجميع الشحنة المقابلة وفقًا لشدة الضوء ، وبعد التفريغ الدوري ، فإنه يولد إشارة كهربائية تمثل الصورة. بعد معالجة التصفية والتضخيم ، يتم إخراج إشارة فيديو مركبة قياسية من خلال طرف إخراج الكاميرا. هنا اختر كاميرا WAT -902 H2 ككاميرا. تتميز بمزايا تأثير الكاميرا الجيد وسهولة الصيانة والفوائد الاقتصادية.
(2) تصميم جزء التشعيع بالأشعة تحت الحمراء
يتم اختيار ليزر الأشعة تحت الحمراء البعيدة كباعث للضوء. إنه جهاز إرسال ليزري أحادي اللون جيد ، شعاع مركّز ، حجم صغير ، عمر طويل وكفاءة تحويل كهربائية ضوئية عالية. وهو يتألف من ليزر أشباه الموصلات مقترن بالألياف ، ودائرة قيادة ، ودائرة للتحكم في درجة الحرارة ، وعدسة لتشكيل الحزمة. الجزء الأساسي هو تصميم دائرة القيادة. يتم تحديد DD312 كرقاقة المشغل. إنها شريحة تشغيل تيار مستمر أحادية القناة مصممة خصيصًا لمصابيح LED عالية الطاقة. تتم إضافة إشارة الأمر إلى نهاية التمكين لـ DD312 من خلال optocoupler للتحكم في مفتاح الليزر.
(3) تصميم وحدة الطاقة
في النظام ، تحتاج كل من الشاشة ، والمتحكم الدقيق ، وشريحة الاتصال MAX487 ، وكاميرا CCD ، ودائرة محرك جهاز الإرسال بالليزر إلى مصدر طاقة. من بينها ، تتطلب الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة وشريحة تشغيل DD312 جهدًا ثابتًا نسبيًا لإمداد الطاقة ، وتموج صغير ، وتداخل كهرومغناطيسي صغير. تُستخدم الوحدة النمطية LM2576 لتوفير مصدر طاقة منظم لوحدة التحكم الدقيقة وشريحة محرك DD312 (الشكل 2). تتميز شريحة MAX4877 بجهد تشغيل مرتفع نسبيًا ونطاق عريض نسبيًا ، وتستخدم وحدة تحويل الطاقة NW 1-05 S05S لتوفير الطاقة لها.
(4) تصميم نظام التحكم
يتم استخدام اثنين من الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة ، PIC16F877A و PIC16F876A ، كشرائح تحكم للنظام ، ونظام التحكم بأكمله هو أيضًا نظام نقل صغير. من بينها ، يتم استخدام الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة PIC16F877A كنهاية أولية لنظام النقل ، وهي المسؤولة عن الحصول على البيانات وزر "الذاكرة" ؛ شريحة Max487 عبارة عن شريحة اتصال مسؤولة عن استقبال الإشارات وإرسالها. يتم استخدام الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة PIC 16F876A كنهاية استقبال لنظام النقل للتحكم في دوران المحرك.
نهاية أولية
جوهر هذا الجزء هو متحكم PIC16F877A. إنه 8- كمبيوتر صغير أحادي الرقاقة من إنتاج شركة Microchip Corporation بالولايات المتحدة. لديها هيكل RISC فريد ، وهيكل ناقل هارفارد يتم فيه فصل ناقل البيانات وحافلة التعليمات. يقوم بتوصيل كل جهاز طرفي ، ويستجيب لأمر الاستعلام المرسل بواسطة كمبيوتر التحكم الرئيسي ، ويعيد معلومات الحالة الخاصة بالجهاز قيد الاختبار إلى كمبيوتر التحكم الرئيسي. منفذ الإدخال / الإخراج للكمبيوتر أحادي الشريحة متصل بطرف الجهاز قيد الاختبار للحصول على معلومات الحالة المطلوبة. الدائرة مقسمة إلى ثلاثة أجزاء: دائرة الحصول على البيانات (الشكل 3) ، دائرة عرض LED ، ودائرة الزر.
يتم توصيل دبابيس 2 من الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة خارجيًا بجهاز استشعار درجة الحرارة ، والذي ينقل إشارة تغيير درجة الحرارة في الوقت الفعلي للنظام إلى الكمبيوتر الصغير ذي الشريحة الواحدة ؛ 3 ~ 7 دبابيس متصلة خارجيًا بدائرة عرض LED ، عندما يتم توصيل إشارة المستوى المنخفض للدبوس ، يضيء مؤشر LED المقابل ؛ 8 ، 9 دبابيس متصلة خارجيًا بدائرة محرك ليزر ، للكشف عن حالة الليزر ؛ تم توصيل 19 دبوسًا بمبرد خارجي أشباه الموصلات لجمع المعلومات وتحديد ما إذا كان سيتم تشغيل مبرد أشباه الموصلات ؛ يتم توصيل 22 و 25 و 26 دبابيس بدائرة الاتصالات لنقل الإشارات إلى شريحة التحكم الرئيسية ؛ من 27 إلى 40 سنًا هي عموم / إمالة وإشارة الكشف عن مفتاح العدسة ، عندما يضغط المشغل على المفتاح الموجود على اللوحة ، يتلقى الكمبيوتر الصغير أحادي الشريحة الإشارة الرئيسية من خلال هذه المنافذ ، ويرسل المعلومات إلى شريحة التحكم الرئيسية من خلال دائرة الاتصال ، وتحليلات رقاقة التحكم الرئيسية والتحكم بعد استقبال الإشارة. الأمر المقابل.
② دائرة الاتصالات
تربط دائرة الاتصال الطرف الأولي والطرف المستقبِل لنظام الإرسال ، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في تحقيق استقبال الإشارة وإرسالها. إنها تتبنى شريحة Max487 ، وهي عبارة عن جهاز إرسال واستقبال نصف مزدوج منخفض الطاقة للاتصال ، وتدمج بين السائق والمستقبل بالداخل. يقوم الطرف الأولي بترميز الإشارة أولاً ، ويقوم الطرف المستقبل بفك تشفير الإشارة. في نفس الوقت ، من أجل القضاء على التداخل ، يتم عزل الدائرة بواسطة optocoupler.
