基于TX05D紅外監測裝置的設計

陳向奎 劉新向

摘要：利用紅外線反射型傳感器模塊TX05D及語音錄放模塊BA1530設計危險場地語音提示裝置。當人體通過紅外線檢測區域時，該裝置會檢測到人阻擋了紅外線并立即發出此地為危險場地、請勿靠近等語音，提醒靠近該區域的人立即離開。該裝置抗干擾能力強、工作穩定，使用方便。適宜于安裝在液化氣站、高壓開關柜、電力變壓器等危及人身安全的處所使用。

關鍵詞：語音提示;紅外;TX05D;BA1530

中圖分類號：TM93 ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）25-0188-02

1 背景

利用紅外線反射型傳感器模塊及語音錄放模塊，設計了危險場地語音提示裝置。當有人進入紅外線保護監測區域時，紅外線會被人體阻斷，紅外發射管同排對側安裝的光敏接收管會接收到經人體反射回來的紅外信號，經紅外接收管接收的紅外信號轉換成電信號交給TX052D的后繼電路進行信號處理，在TX052D的輸出端發出控制信號，輸出控制信號驅動BA1530語音模塊播放語音，提醒進入危險區域的人員立即離開，保障人身和設備安全[1-3]。

2 電路結構及工作原理

圖1為紅外語音報警提示裝置電路原理圖，主要由紅外線反射型傳感器模塊IC1（TX05D）、晶體三極管VT（9013）及語音錄放模塊IC2（BA1530）等器件組成。

紅外線反射型傳感器TX05D發出紅外線，檢測是否有人或物體進入到危險區域，如果檢測到紅外線被遮擋，傳感器接收被反射回來的信號進行處理，使輸出端置高電平，驅動VT三極管導通，從而使得語音模塊BA1530播放端口信號使能，通過揚聲器播放事先錄制的語音，提醒進入危險區域。

2.1 紅外線反射型傳感器模塊TX05D

IC1（TX05D ）是一體化的紅外反射型傳感器模塊，內置紅外發射電路、接收電路和信號處理電路。當發射的紅外光線被遮擋時，接收到反射回來的信號，實現對進紅外區域的人和物體的檢測，對反射回來的信號進行處理后輸出高電平信號，驅動后繼電路進行工作。由于紅外發射、紅外接收和信號處理電路已經內置于模塊內，TX05D對外部連接只有三個端口，使用方便，TX05D外形和引線見圖2所示。

TX05D是三端器件，工作電壓5～12V，紅色線接電源正極，屏蔽線接電源負極，藍色線作為輸出信號線，當紅外線沒有被人或物體阻擋時輸出為低電平。通過調節孔可以調整紅外發送和反射距離，檢測距離為0～120cm，內置限流電路，當外接負載電路超過額定負載時啟動保護，可以保護內部組件和外部負載電路安全工作。常用在危險保護、阻擋物識別、計數及入侵防護等方面。

上電后TX05D紅外發射管發出38KHZ的調制紅外線，當有物體進入檢測區域遮擋了紅外線，部分紅外線會被反射并被紅外接收管接收，由內部模塊對反射回來的信號進行放大、解調、整形等處理，然后在輸出端即藍色輸出信號線輸出高電平[4]，紅外檢測距離與輸入工作電壓高低有關，輸入電壓高紅外發射功率強檢測距離遠。由于內部采用帶補償的抗干擾芯片和紅外調制技術，TX05D抗干擾能力較高。

2.2 語音錄放模塊BA1530

BA1530是一款優秀的單片語音錄放模塊，工作電壓5～6V，可以錄制20s語音信息，采用雙向I/O技術，可以直接使用揚聲器進行語音錄制代替了話筒的功能，無須外部元件;采用模擬/多電平存儲技術避免語音進行模數、數模轉換時因量化壓縮引起的語音失真;使用非易失閃存不用擔心掉電語音數據丟失并可重復錄放。主要應用在語音錄放、語音玩具等消費類電子產品中[5]。

利用BA1530外接兩個按鍵、一個揚聲器即可完成一套高品質的語音錄、放功能的設備，BA1530的4號引腳連接錄音按鍵，觸動S2（REC）按鍵后進入錄音模式，V1錄音指示燈點亮，利用揚聲器作為話筒可以開始進行錄制語音，語音錄制完成或者內部存儲空間存滿后釋放S2按鍵。5號引腳是語音播放觸發信號輸入端，低電平有效，可以通過外接按鍵S1（PLAY），手動觸發語音播放，也可以利用脈沖觸發，前級電路檢測到信號后輸出低電平觸發語音播放功能。

基于TX05D紅外監測裝置采用脈沖觸發方式工作，當紅外模塊發射的紅外線沒有被人或物體阻擋時，TX05D輸出信號為低電平，此時三極管VT工作在截止區，BA1530語音播放引腳為高電平，不會播放錄音。當人或物體進入了紅外檢測區域時，TX05D接收到反射回來的信號并轉換成電信號，對該信號進行放大、調制、整形、比較等處理后，輸出高電平，該高電平連接三極管VT的基極，三極管導通工作，BA1530語音播放輸入引腳為低電平，觸發語音播放，播放事先錄制好的語音，提醒進入檢測區域的人離開避免發生危險。

基于TX05D紅外監測裝置采用+6V供電，采用降壓、整流、濾波等過程，輸出電壓經過7806穩壓后提供系統使用[6-7]，危險場地語音提示裝置電源電路見圖3所示。

3 結束語

由于該裝置采用了一體化紅外線反射型傳感器模塊及語音錄放模塊，不但使電路結構簡化且具有良好的抗干擾能力，還可提高抗震性能。本裝置已在高壓開關柜安裝使用，經實際使用證明，效果很好。

參考文獻：

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[3] 王松德，張栓記，胡敏.可燃氣體泄漏語音提示器的設計[J].礦山機械，2007，35（3）：101-103.

[4] 陳有卿，謝剛.新穎電子模塊應用手冊[M].北京：機械工業出版社，2003.

[5] 楊幫文.新型集成器件實用電路[M].北京：電子工業出版社，2006.

[6] 肖景和，趙健.紅外線熱釋電與超聲波遙控電路[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[7] 王松德，朱小龍.對射式紅外線計數器的設計[J].農業機械學報，2005，36（7）：169-170，168.

【通聯編輯：謝媛媛】