Conception d'un dispositif de vision nocturne infrarouge monté sur véhicule basé sur un microcontrôleur PIC
Avec le développement rapide du marché automobile et la prise de conscience croissante de la sécurité, les gens ont des exigences de plus en plus élevées en matière de technologie de protection de la sécurité automobile. Non loin de là, l'inconvénient du mauvais effet devient l'un des risques pour la sécurité de la conduite automobile. Ce qui est plus grave, c'est que lorsqu'il conduit la nuit, le conducteur sera généralement dérangé par les feux du véhicule de l'autre côté et apparaîtra dans un angle mort, sujet aux accidents de la circulation. Le système de vision nocturne peut aider le conducteur à naviguer dans l'obscurité, de sorte que le conducteur puisse voir clairement l'environnement de conduite dans les situations claires et sombres. Par conséquent, le développement d'un système de vision nocturne infrarouge automobile avec une structure simple, des performances stables, une bonne fiabilité et une forte applicabilité a d'importantes perspectives d'application sur le marché.
1 Conception globale du système
1) Principe du système
Selon différents principes de fonctionnement, les systèmes de vision nocturne infrarouge sont divisés en systèmes de vision nocturne infrarouge passifs et en systèmes de vision nocturne infrarouge actifs. Le système de vision nocturne infrarouge actif utilise la source de lumière infrarouge qu'il transporte pour éclairer activement la cible, et la lentille d'objectif du système optique reçoit le rayonnement infrarouge réfléchi par la cible et forme une image infrarouge du rayonnement cible sur la surface de la photocathode de le tube d'imagerie infrarouge. Le tube de changement d'image effectue une conversion spectrale et une amélioration de la luminosité sur l'image infrarouge de la cible, et affiche enfin l'image en lumière visible de la cible sur l'écran fluorescent, et l'œil humain peut observer l'image cible améliorée à travers l'oculaire. Compte tenu de la durabilité d'utilisation, de la rationalité de l'économie, de la polyvalence de l'appareil, etc., la plupart d'entre eux choisissent le système de vision nocturne infrarouge actif comme système embarqué sur véhicule.
Selon les objectifs fonctionnels et les exigences de conception, le système est principalement composé d'un éclairage infrarouge, d'un système de traitement vidéo et d'un écran de véhicule.
2) Conception matérielle
(1) Sélection de la caméra
La caméra vidéo est également appelée tête de caméra ou CCD. Il peut convertir la lumière en charges électriques et stocker et transférer des charges électriques. Il peut également retirer des charges électriques stockées pour modifier la tension. C'est un élément d'imagerie idéal. Son principe de fonctionnement est le suivant : la lumière réfléchie par l'objet de la caméra se propage vers l'objectif, puis se concentre sur la puce CCD à travers l'objectif. Le CCD accumule la charge correspondante en fonction de l'intensité de la lumière, et après décharge périodique, il génère un signal électrique représentant une image. Après filtrage et traitement d'amplification, un signal vidéo composite standard est émis par la borne de sortie de la caméra. Ici, choisissez la caméra WAT-902H2 comme caméra. Il présente les avantages d'un bon effet de caméra, d'un entretien facile et d'avantages économiques.
(2) Conception de la partie d'irradiation infrarouge
Un laser infrarouge lointain est sélectionné comme émetteur de lumière. C'est un émetteur laser avec une bonne monochromaticité, un faisceau concentré, une petite taille, une longue durée de vie et une efficacité de conversion électro-optique élevée. Il se compose d'un laser à semi-conducteur couplé à une fibre, d'un circuit de commande, d'un circuit de contrôle de la température et d'une lentille de mise en forme du faisceau. La partie centrale est la conception du circuit de commande. DD312 est sélectionné comme puce de pilote. Il s'agit d'une puce de pilote à courant constant monocanal spécialement conçue pour les LED haute puissance. Le signal de commande est ajouté à l'extrémité d'activation de DD312 via l'optocoupleur pour contrôler l'interrupteur du laser.
(3) Conception du module de puissance
Dans le système, l'écran, le microcontrôleur, la puce de communication MAX487, la caméra CCD et le circuit de commande de l'émetteur laser nécessitent tous une alimentation électrique. Parmi eux, le micro-ordinateur à puce unique et la puce de pilote DD312 nécessitent une tension d'alimentation relativement stable, une petite ondulation et de petites interférences électromagnétiques. Le module LM2576 est utilisé pour fournir une alimentation régulée pour le microcontrôleur et la puce de pilote DD312 (Figure 2). La puce MAX4877 a une tension de fonctionnement relativement élevée et une plage relativement large, et le module de conversion de puissance NW1-05S05S est utilisé pour l'alimenter.
(4) Conception du système de contrôle
Deux micro-ordinateurs à puce unique, PIC16F877A et PIC16F876A, sont utilisés comme puces de contrôle du système, et l'ensemble du système de contrôle est également un petit système de transmission. Parmi eux, le micro-ordinateur monopuce PIC16F877A est utilisé comme extrémité initiale du système de transmission, responsable de l'acquisition de données et du bouton "mémoire" ; La puce Max487 est une puce de communication, responsable de la réception et de la transmission des signaux. Le micro-ordinateur monopuce PIC 16F876A est utilisé comme extrémité de réception du système de transmission pour contrôler la rotation du moteur.
①Fin initiale
Le cœur de cette partie est le microcontrôleur PIC16F877A. Il s'agit d'un micro-ordinateur monopuce 8- bit produit par Microchip Corporation des États-Unis. Il a une structure RISC unique, une structure de bus Harvard dans laquelle le bus de données et le bus d'instructions sont séparés. Il connecte chaque appareil terminal, répond à la commande de requête envoyée par l'ordinateur de contrôle principal et renvoie les informations d'état de l'appareil testé à l'ordinateur de contrôle principal. Le port d'E/S de l'ordinateur monopuce est connecté au terminal de l'équipement testé pour obtenir les informations d'état requises. Le circuit est divisé en trois parties : circuit d'acquisition de données (Figure 3), circuit d'affichage LED et circuit de bouton.
Les 2 broches du micro-ordinateur à puce unique sont connectées en externe à un capteur de température, qui transmet le signal de changement de température en temps réel du système au micro-ordinateur à puce unique ; les 3 à 7 broches sont connectées en externe à un circuit d'affichage à LED, lorsque le signal de bas niveau de la broche est connecté, la LED correspondante s'allume ; les 8, 9 broches sont connectées de manière externe à un circuit de commande laser, pour détecter l'état du laser ; 19 broches sont connectées à un refroidisseur à semi-conducteur externe pour collecter des informations et décider de déclencher le fonctionnement du refroidisseur à semi-conducteur ; 22, 25 et 26 broches sont connectées au circuit de communication pour transmettre des signaux à la puce de commande principale ; 27 à 40 broches sont le panoramique/inclinaison et le signal de détection de clé d'objectif, lorsque l'opérateur appuie sur la touche du panneau, le micro-ordinateur à puce unique reçoit le signal de clé via ces ports et envoie les informations à la puce de contrôle principale via le circuit de communication, et la puce de contrôle principale analyse et contrôle après avoir reçu le signal. commande correspondante.
② Circuit de communication
Le circuit de communication connecte l'extrémité initiale et l'extrémité de réception du système de transmission, et sa fonction principale est de réaliser la réception et la transmission du signal. Il adopte la puce Max487, qui est un dispositif émetteur-récepteur semi-duplex à faible puissance pour la communication, et intègre un pilote et un récepteur à l'intérieur. L'extrémité initiale code le signal en premier, et l'extrémité réceptrice décode le signal. Dans le même temps, afin d'éliminer les interférences, le circuit est isolé par un optocoupleur.
