用TSSP4P38接近传感器创造“奇妙”猫咪门铃

小钢炮

猫咪Leonie及其主人一家和其他七个家庭共住一幢大楼。像许多猫一样，Leonie喜欢探索四周环境，在好奇心得到满足后，她喜欢回到温暖干燥并且食物充足的家中。通常，她只需要待在大楼入口前，等待有人开门时借机进入楼梯。但进入她的房门反而比较困难。当她在门外叫门时，没人听得见她，而门铃的按钮太高，她又够不着。但有这样一扇房门，只要Leonie来到门前，那里的门铃就会“奇妙”地响起。这扇门是我的，所以我知道这里的奥妙所在。

借助TSSP4P38接近传感器，我制作了一个小装置，它能在感测到门前有物体停留时激活电路，使门铃响起。典型的警报系统使用无源红外（PIR）传感器，但对Leonie，这些器件有两个缺点。其一，为了避免误报警，它们的设计有意忽略宠物。其二，它们只响应移动的物体，无法感测静坐/卧在门前的猫咪。最好情况下，它们会在猫咪再次开始移动时（也就是她离开时）使门铃响起。利用TSSP4P38，我的传感装置能够检测到Leonie的到来，等待几秒钟看她是否停留，如果她没有离开，则使门铃响起。

为此，我将传感器放在一边的门框之上，并将其连接至一个微控制器，该微控制器还有附加的接头，用于连接VSLB3940红外发射器的驱动电路以及用于控制门铃的IRLD024 MOSFET。所有这些元件都是Vishay产品，发射器和传感器安装在TSSP-HA塑料外壳上，以实现光隔离。所使用的微控制器是Microchip PIC10F200，这是其产品系列中的尺寸最小的成员。该芯片能够记忆256个程序指令，这足以满足传感器要求和实现交替工作模式——程序将一些重要变量的值发送给一台PC的串行接口进行调试，而非使门铃响起。

一大部分元件进入发射器LED的驱动电路，该电路是一个恒流源。跳接线决定电流大小并因此使传感距离与环境相匹配。如果电流过小，可能无法检测到坐/卧在门对边的猫咪；如果电流过高，传感器可能“看到”过多的另一边门框，在门铃不应当响起时使之响起。

整个装置的功耗如此之小，以致供电电流可以来自门铃变压器，亦即使用断路开关上的电压，从而实现简单的双线连接方案。为使门铃响起，该装置使其电源短路，同时一个电解电容器使控制器通电，直至其再次关断铃声。

微控制器中的软件使用一个定时回路来产生38 kHz载波，为VSLB3940发射器供电并测量TSSP4P38的输出脉冲的持续时间。程序然后计算最新读数的移动平均值，并用它来微调用于将下一个读数分类为“近”或“远”的阈值。对“近”读数进行计数，在达到预定义的连续“近”读数数目后，MOSFET接通，门铃响起。

对于如何操作传感器的详细信息，我发现John Fisher和Anika Kühnle所写的应用指南“用于接近感测的Vishay TSSP-AGC P系列传感器”有非常大的帮助作用。

对Leonie的好消息是她无需知道这一切的来龙去脉。她只是高兴有我为她开门。但如果她知道是TSSP4P38创造了这个奇迹，我肯定她会咕咕呜呜地“点赞”。

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