Arduino动手做（十七）人体感应模块

HC-SR312微型热释电人体感应传感器模块

热释电效应

在某些绝缘物质中,由于温度的变化引起极化状态改变的现象称为热释电效应。能实现热释电效应的物质被称为热电体。热电体物质有硫酸三甘肽（TGS）、铁电钛酸钡、电气石和蔗糖等。这一现象早在2300年前就被人们发现了，但对它的研究则始于18世纪。现在它成为固体物理中最活跃的研究领域之一。因为铁电体的热释电系数比一般热电体大得多，故成为应用广泛的热电体材料，除TGS及其衍生物外，铁电陶瓷（如PZT、PLZT等）成为易于通过组份改变控制性能、适于批量生产、价廉的实用型热电材料。

热释电效应在近10年被用于热释电红外探测器中，广泛地用于辐射和非接触式温度测量、红外光谱测量、激光参数测量、工业自动控制、空间技术、红外摄像中。我国利用ATGSAS晶体制成的红外摄像管已开始出口国外。其温度响应率达到4～5μA/℃，温度分辨率小于0.2℃，信号灵敏度高，图像清晰度和抗强光干扰能力也明显地提高，且滞后较小。此外，由于生物体中也存在热释电现象，故可预期热释电效应将在生物，乃至生命过程中有重要的应用。

热释电元件

热释电元件（探头）有多种型号，但结构、外型和电参数大致相同，一般由敏感元件、场效应管、阻抗变换器和滤光窗等构成，并在氮气环境下封装。

热释电红外传感器在结构上引入场效应管，其目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用，因而需要用电阻将其转换为电压形式。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。

菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强化其能量幅度。

人体辐射的红外线中心波长为910–um，而探测元件的波长灵敏度在0.220–um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7~10–um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。

热释电人体红外传感器优缺点
优点：
本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。价格低廉。
缺点：
◆容易受各种热源、光源干扰
◆被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。
◆环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。
要点：
应避开日光、汽车头灯、白炽灯直接照射，也不能对着热源(如暖气片、加热器)或空调，以避免环境温度较大的变化而造成误报；安装必须牢固，避免因风吹晃动而造成误报；传感器表面不允许用手摸；光学透镜外表面要定期用湿软布或棉花擦净，避免尘土影响灵敏度；安装高度2m。

技术参数
1.工作电压：DC 2.7-12V；
2.静态功耗：＜0.1mA；
3.延时时间:2秒；
4.封锁时间:2秒；
5.触发方式:可重复；
6.感应范围:≤100度锥角,3-5米；（需根据具体的透镜）
7.工作温度:-20 - +60℃
8.PCB外形尺寸:10mm*8mm
9.模块透镜：小透镜

应用范围
■ 人体感应灯具 ■ 人体感应玩具
■ 安防产品 ■ 工业自动化控制
■自动感应电器设备■电池供电自动控制等

功能特点
a、 超小体积，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式。
b、抗干扰性增强，内部采用数字信号处理，直接高低电平输出。
c、 全自动感应：人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。
d、可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后延时，才变为低电平（即：感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。

模块的VOUT脚输出的是开关量，有人接近感应模块时，输出高电平，人离开后恢复成低电平。所以，可接单片机的任何一个IO脚都行，可采用查询法，查询所接引脚的状态，就知道VOUT脚是高电，还是低电平，从而判是否有人接近了。

 

void setup()

{

               pinMode(3,INPUT); 

               pinMode(13,OUTPUT); 

}

 

void loop()

{

        if (digitalRead(3)) {

        digitalWrite(13, HIGH);

        delay(1000);

    }

        else 

{

        digitalWrite(13, LOW);

    }

}