微波控制開關的電路原理.doc

微波控制開關的電路原理出處：東哥單片機學習網2009-06-11責編：阿佘.1電路原理 附圖中的Q1、L1、C1組成微波振蕩電路，L1既是發(fā)射線圈又是接收線圈。當有人在微波場內活動時，R4兩端產生微小電壓變化，再通過C2耦合到 U1A、U2B組成的選頻放大器，增益由R9與R5，R10與R6的比值決定，本電路設計為80dB。U2B輸出信號送至U 3C組成的電壓比較器。適當調整R11可使U3C在無信號時輸出低電平，有信號時輸出高電平脈沖信號，該脈沖信號送至U5進行計數。當有人體在微波場內活動時，會在2秒內使U3C連續(xù)輸出多于4個的脈沖，此時U5的Q4腳輸出高電平，使U4所組成的雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉，Q3導通，繼電器吸合，控制負載工作。 LED1兼作電源指示與接收指示，當收到信號后會熄滅，2秒后再亮。 如果在2秒內送入的脈沖少于4個。而干擾脈沖又很少會在2秒內達到4個，則經R15、C3延時2秒后U5自動復位，重新進入守候狀態(tài)。自動復位電路的引入大大提高了本電路的抗干擾能力。圖片1（點擊小圖看大圖） 2元件選擇 Q1可以用9018、C3355等高頻管，L1用1mm漆包線繞成直徑1Ocm的線圈，運放選用LM324，U5選用CD4017，U4用 CD4013，Q2、Q3用9013、9014等小功率NPN管，其他阻容器件按圖選擇即可。電源可用三端穩(wěn)壓7812制作。 3安裝調試 電路可在萬能板上布好器件后自己動手焊制，焊好后先不接C2用萬用表測U3C輸出電壓同時調節(jié)R11使U3C剛好由高電平轉為低電平即可，此時觸發(fā)靈敏度最高。要降低靈敏度可適當提高U3C的腳電壓。接通C2用手在L1前晃動?？吹絃ED1熄滅后聽到繼電器吸合聲即可。至此調試完畢。將電路板裝入合適外殼中即可投入使用。電路中的微波檢測部分用紅外接收頭代替。將輸出信號送至U5的（14）腳即可制成通用紅外遙控開關。此時，只要在2 秒內連續(xù)按動4次遙控器按鍵即可實現電器的開閉。在正常情況下，遙控器正常使用時很少在2秒內按動4次。誤動作幾率很低。還可以用其他探頭代替微波部分。實現本信號檢測部分的廣泛應用。微波控制開關 (一) 本例介紹的微波控制開關是根據多普勒效應進行工作的:由本機振蕩電路產生一個固定的高頻信號 (一般為400-800MHz)，經天線輻射到周圍空間，當天線附近一定距離內有物體運動時，高頻信號就會被運動物體發(fā)射回來再被天線接收，便原振蕩電路的振蕩頻率和信號幅度產生變化，此變化信號經積分、放大、比較等處理后形成控制信號，使控制執(zhí)行電路動作，達到自動控制的目的。該控制開關可用于對防盜報警器或照明燈的控制。電路工作原理該微波控制開關電路由本機振蕩器、放大器、雙限電壓比較器和控制執(zhí)行電路組成，如圖3-70所示。本機振蕩電路由晶體管Vl、電感器L、電容器Cl、C2、電阻器Rl-R3、電位器RPl和天線組成。放大器由晶體管V2和電容器C3-C5、電阻器R4、R5組成。雙限電壓比較器電路由運算放大器集成電路IC、電阻器R6-R8、二極管VDl、VD2和電位器R臣組成。控制執(zhí)行電路由晶體管V3、電阻器R9、電容器C6、二極管VD3和繼電器K組成。Vl在Cl的正反饋作用下產生自激振蕩，振蕩產生的高頻電磁波由天線輻射到周圍空間，在天線四周產生一個立體的微波場。當有物體在此微波場運動時，物體運動所反射的電磁波就被天線接收，使Vl自激振蕩的幅度和頻率發(fā)生變化，此變化經過由R2、C3組成的積分電路變成隨物體移動而波動的電壓信號，該電壓信號經V2放大后，在V2的集電極上產生2.5-6.7V的變化電壓 (電壓的變化與物體移動的速度及距天線的距離成正比)。此變化的電壓經IC比較處理后，產生控制高電平，使V3導通，K吸合，受控電路 (報警器或照明燈等)通電工作。調整Cl的容量，可以改變自激振蕩器的工作頻率。調整RPl和RP2的阻值，可以改變微波控制開關動作的靈敏度。元器件選擇Rl-R9選用1/4W碳膜電阻器或金屬膜電阻器。RPl和RP2選用有機實心可變電阻器或微型電位器。Cl選用云母微調電容器或瓷介微調電容器、薄膜微調電容器;C2和C4均選用獨石電容器;C3、C5和C6均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器。VD1和VD2均選用1N4148型硅開關二極管;VD3選用1N4007型硅整流二極管。Vl選用Sg018或3DGgO愧型高頻硅NPN晶體管;V2選用S9014或3DG9014型硅NPN晶體管;V3選用59013或58050、C8050型硅NPN晶體管。IC選用LM358型集成運算放大器。L用O.51mm的高強度漆包線在5mm的圓柱體上繞5匝后脫胎制成空心線圈 (安裝時應與Cl垂直)。K選用4098或4099型12V直流繼電器。天線選用短波收音機用的金屬拉桿天線。微波控制開關(二) 本例介紹一種根據多普勒效應制作的微波控制開關，用該裝置來控制照明燈 (或排氣扇等)，可實現人來燈亮、人走燈滅，既方便實用，又節(jié)能省電。電路工作原理該微波控制開關電路由自激振蕩電路、比較放大電路、光控電路、關斷脈沖產生電路和電源電路等組成，如圖3-71所示。自激振蕩電路由環(huán)形天線W(l2cm)、晶體管Vl、電阻器Rl、R2、R4、R5和電容器Cl等組成，其工作頻率為700-1000MHz(微波段)。改變Cl的電容量，可改變振動頻率的高低。比較放大電路由集成運算放大電路IC2(LM324)和有關外圍元件組成。光控電路由光敏電阻器RG、二極管VD4和電阻器R17等組成。關斷脈沖產生電路由晶體管V2、電阻器R18和電容器C9等組成，該電路起延遲作用(使蟬問晶閘管VT在關斷后，需延遲3-4s才能再次導通)。電源電路由降壓電容器ClO、電阻器R14、整流二極管VDl、VD2、穩(wěn)壓二極管VS、三端集成穩(wěn)壓器ICl(LM7812)和濾波電容器C8等組成。接通電源后，交流220V電壓經ClO降壓、VDl和VD2整流及VS穩(wěn)壓后，產生+2OV電壓。該電壓經ICl進一步穩(wěn)壓成+I2V電壓后，作為IC2、Vl和V2的工作電壓。自激振蕩電路通電工作后，產生頻率為700-1000MHz的振蕩電磁波，通過天線W向空間發(fā)射。當有人在天線W附近移動時，人體的反射波將被天線W接收，使電容器C2正極的電壓發(fā)生波動。該波動電壓經IC2內各運算放大器比較放大處理后，從其7腳輸出高電平，使晶閘管VT受觸發(fā)而導通，照明燈EL點亮。當人體離開控制范圍時，IC2的7腳在延時lOs后輸出低電平，使VT截止，EL熄滅。在白天，光敏電阻器RG受光照射而阻值下降 (低于3k)，使lcz的7腳為底電平,該微波節(jié)能開關不工作，VT始終處于截止狀態(tài)。夜幕降笛后，RG的阻值增大至200K以上,微波節(jié)能開關正常工作。改變電阻器R10的阻值，可以調節(jié)微波檢測控制范圍 (其可調范圍5-60)。若用該裝置控制衛(wèi)生司的排風扇，則可省去關斷脈沖產生電路和光控電路這個中各元器件。元器件選擇Rl-R4、R6-R9、Rll-R16和R18均選用1/4W碳膜電阻器;R5、RlO和R17均選用小型密封式可變電阻器。Cl選用高頻瓷介電容器;C2、C3、C5、C7-C9均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器;C4選用滌綸電容器;C6選用壓值為4oov的滌絲電容器或CBB電容器。VDl和VD2均選用1N407型硅整流二極管，VD3和VD4選用1N4148型硅開關二極管。VS選用lW、2OV的IN4747型穩(wěn)壓二極管。Vl選用Sg018型硅NPN型高頻晶體管;V2選用Sg012或Sg015型硅PNP型晶體管。VT選用電流容量為lA、耐壓值高于400V的晶刊管，例如MCRl00-6等型號。高性能微波控制開關的制作,Microwave control switch 微波控制開關在自動控制、報警等各方面有著廣泛的用途。很多刊物介紹的高性能微波探頭，需用專用控制芯片。成本高且不易購買到。用運放LM324制作的簡易探頭在很多電子刊物介紹過，但都存在一個最大的缺點：抗干擾能力差、誤動作，實用價值不大。筆者結合多方面資料設計制作了本文介紹的微波控制開關，它的最大特點是采用通用器件制作，巧妙地利用CD4017的記數及自動復位功能，大大提高了本探頭的抗干擾能力，其性能可與市售成品媲美。若采用拆機件制作，成本只有幾元錢，可謂物美價廉，非常適合電子愛好者制作如附圖所示。 1電路原理 附圖中的Q1、L1、C1組成微波振蕩電路，L1既是發(fā)射線圈又是接收線圈。當有人在微波場內活動時，R4兩端產生微小電壓變化，再通過C2耦合到U1A、U2B組成的選頻放大器，增益由R9與R5，R10與R6的比值決定，本電路設計為80dB。U2B輸出信號送至U 3C組成的電壓比較器。適當調整R11可使U3C在無信號時輸出低電平，有信號時輸出高電平脈沖信號，該脈沖信號送至U5進行計數。 當有人體在微波場內活動時，會在2秒內使U3C連續(xù)輸出多于4個的脈沖，此時U5的Q4腳輸出高電平，使U4所組成的雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉，Q3導通，繼電器吸合，控制負載工作。LED1兼作電源指示與接收指示，當收到信號后會熄滅，2秒后再亮。 如果在2秒內送入的脈沖少于4個。而干擾脈沖又很少會在2秒內達到4個，則經R15、C3延時2秒后U5自動復位，重新進入守候狀態(tài)。自動復位電路的引入大大提高了本電路的抗干擾能力。2010-10-20 16:00:13 上傳下載附件 (92.76 KB) 2元件選擇 Q1可以用9018、C3355等高頻管，L1用1mm漆包線繞成直徑1Ocm的線圈，運放選用LM324，U5選用CD4017，U4用CD4013，Q2、Q3用9013、9014等小功率NPN管，其他阻容器件按圖選擇即可。電源可用三端穩(wěn)壓7812制作。 3安裝調試 電路可在萬能板上布好器件后自己動手焊制，焊好后先不接C2用萬用表測U3C輸出電壓同時調節(jié)R11使U3C剛好由高電平轉為低電平即可，此時觸發(fā)靈敏度最高。要降低靈敏度可適當提高U3C的腳電壓。接通C2用手在L1前晃動?？吹絃ED1熄滅后聽到繼電器吸合聲即可。至此調試完畢。將電路板裝入合適外殼中即可投入使用。電路中的微波檢測部分用紅外接收頭代替。將輸出信號送至U5的（14）腳即可制成通用紅外遙控開關。此時，只要在2秒內連續(xù)按動4次遙控器按鍵即可實現電器的開閉。在正常情況下，遙控器正常使用時很少在2秒內按動4次。誤動作幾率很低。還可以用其他探頭代替微波部分。實現本信號檢測部分的廣泛應用。微波控制自動開關燈電路下載 (82.85 KB)7天前16:23窗體頂端窗體底端寶貝詳情這里介紹的微波感應控制器和市場上常見的簡易型微波感應控制器相比較，因為采用專用的微處理集成電路HT7610A，不但檢測靈敏度度高，探測范圍寬，而且工作非?？煽?，誤報率極低，能在2545度的溫度范圍內穩(wěn)定工作，最適和在中、高檔防盜報警系統(tǒng)中作人體移動檢測傳感頭使用。1。工作原理微波感應控制器使用直徑9厘米的微型環(huán)形天線作微波探測，其天線在軸線方向產生一個橢圓形半徑為05米（可調）空間微波戒備區(qū)，當人體活動時其反射的回波和微波感應控制器發(fā)出的原微波場（或頻率）相干涉而發(fā)生變化，這一變化量經HT7610A進行檢測、放大、整形、多重比較以及延時處理后由白色導線輸出電壓控制信號。高可靠微波感應控制器內部由環(huán)形天線和微波三極管組成一個工作頻率為2.4GHz的微波振蕩器，環(huán)形天線既做發(fā)射天線也可接收由人體移動而反射的回波。內部微波三極管的半導體PN結混頻后差拍檢出微弱的頻移信號（即檢測到人體的移動信號) ,微波專用微處理器HT7610A首先去除幅度太小的干擾信號只將一定強度的探測頻移信號轉化成寬度不同的等幅脈沖，電路只識別脈沖足夠寬的單體信號，如人體、車輛其鑒別電路才被觸發(fā)，或者兩秒內有23個窄脈沖，如防范邊沿區(qū)人走動23步，鑒寬電路也被觸發(fā)，啟動延時控制電路工作。如果是較弱的干擾信號，如小體積的動物，遠距離的樹木晃動、高頻通訊信號、遠距離的閃電和家用電器開關時產生的干擾予以排除。最后輸HT7610A鑒別出真正大物體移動信號時，控制電路被觸發(fā)，輸出2秒左右的高電平，并有LED2同步顯示，輸出方式為電壓方式，有輸出時為高電平（8伏以上），沒有輸出時為低電平。微波專用的微處理器HT7610A的時鐘頻率為16KH，當初次加電時，系統(tǒng)將閉鎖60秒，期間完成微處理器的初始化并建立電場，這時LED閃亮60秒后熄滅，系統(tǒng)自動進入檢測狀態(tài)，當檢測到有效信號時，將有2秒信號輸出，并由指示燈LED同步點亮。高可靠微波感應人體傳感器TX982模塊每個65元控制器的外形上圖所示，側面藍色的是靈敏度調整孔，可以使監(jiān)控距離在17米范圍內可調，順時針轉動距離變遠，逆時針轉動距離變近，紅色的是LED指示燈用于指示TX982的工作狀態(tài)，1.2米長的雙芯屏蔽線用于連接電源和負載，其中紅色線用來接正電源，藍色線輸出，銅網屏蔽層黑線接電源負極，必要時可以用類似電纜加長至50米以內使用。高可靠微波感應控制器電源電壓為1216V的整流變換器供電，靜態(tài)耗電量在5MA左右。輸出形式為電壓方式，有輸出時為高電平（8V以上），靜態(tài)時為低電平，使用請參考下圖：這是微波人體傳感器驅動繼電器的電路圖：高可靠微波感應控制器工作非?？煽?，一般沒有誤報，是以往紅外線、超聲波、熱釋電元件組成的報警電路以及常規(guī)微波電路所無法比擬的，是目前用于安全防范和自動監(jiān)控的最佳產品。所以非常適合在倉庫、商場、博物館或者金融部門使用，具有安裝隱蔽、監(jiān)控范圍大、系統(tǒng)成本低的優(yōu)點。 2。典型應用注意：早期的高可靠微波感應人體傳感器采用的是三極管開漏下拉輸出，應用可以參考下面的圖紙，最新的高可靠微波感應人體傳感器采用的是電平輸出，使用稍做變化！下面介紹運用高可靠微波感應控制器制作的兩例實用電子裝置，它們的共同特點是線路新穎簡單，實用性強，制作容易，性價比高。一、自動感應燈 該自動燈可以自動識別周圍環(huán)境光的亮度，能夠實現人來燈亮，人走燈滅，不會誤動作，可靠性高，而且電路的工作狀態(tài)不會受自身燈光的干擾，可以廣泛地運用在走廊、衛(wèi)生間、庭院等場合實現自動照明。 自動感應燈的電路如圖1所示：由C1、C2、R1、DW、D1組成典型的電容降壓電路，向高可靠微波感應控制器和CD4011提供11V直流工作電壓，CD4011BP是COMS四與非門集成電路，當高可靠微波感應控制器檢測到有人活動時，白線輸出下拉電平10秒，A點變成低電平經F1反相后變成高電平，R3和光敏電阻GM組成光控電路，白天GM阻值較小，B點經分壓后低于1/2電源電壓為低電平，與非門F2封鎖輸出高電平通過R4使C3上的電壓充至電源電壓，夜晚GM的阻值較大，B點為高電平，此時如果有人在監(jiān)控范圍內活動，F1輸出高電平，共同使F2開通輸出低電平，經F3、F4反相后變成高電平，通過R5使雙向可控硅BCR導通，燈泡點亮。如果人員離開監(jiān)控范圍，TX982停止輸出A點重新變成高電平，經F1反相后變成低電平，F2封鎖，輸出高電平通過R4向C3緩慢充電，約30秒后C3上的電壓大于1/2電源電壓實F3、F4翻轉，BCR截至燈泡熄滅。該電路的可靠性較高，站長用該電路制作的走廊燈已經可靠工作了近一年。二、遙控型入侵報警器遙控型入侵報警器如圖2所示：電源部分由12V/1.2Ah的鉛酸蓄電池和LM317組成恒壓、限流浮充電不間斷電源，可以確保蓄電池隨時處于充足電狀態(tài)，能夠使報警器在市電停電的情況下正常工作。鉛酸蓄電池的浮充電壓為14.2V。LM317接成恒壓源，通過調整W可以使輸出端A點輸出穩(wěn)定的14.9V直流電壓。電阻R4可以限制充電電流過大，D2可以防止市電停電后蓄電池反向放電。TWH9236/9238是遙控發(fā)射、接收組件。當按下發(fā)射機TWH9236的A、B、C、D中的任意一個鍵時，接收機TWH9238的A、B、C、D輸出端也會對應輸出高電平，并且鎖住保存輸出時的狀態(tài)。這里將A鍵設定為入侵報警器工作按鈕，其它的三個鍵設定為入侵報警器解除按鈕。所以只要按下發(fā)射機A鍵，接收機的A輸出端就會輸出4伏左右的高電平并保持，再按發(fā)射機B、C、D按鍵的任意一個時接收機的A輸出端又會變成低電平并保持。當A輸出端輸出高電平時，通過電阻R1使三極管T1導通，繼電器J吸合，12V正電源通過繼電器觸點加至高可靠微波感應控制器的電源端，此時發(fā)光二極管LED點亮，指示入侵報警器已經工作，經過60秒高可靠微波感應控制器初始化結束后，入侵報警器正式工作，這時只要有人員進入監(jiān)控區(qū)域，高可靠微波感應控制器的白線輸出端就會輸出10秒左右的下拉信號，使T2導通，高響度報警器TWH11C就會發(fā)出120dB刺耳的公安警報警聲。當A輸出端輸出低電平時，繼電器J斷開，高可靠微波感應控制器得不到工作電壓所以不工作。 3。使用注意事項高可靠微波感應控制器產生的微波信號在傳輸、反射接收以及放大處理過程中可能引起微量噪波，過分提高靈敏度將引起噪波誤觸發(fā)，在7米處人體移動34步被觸發(fā)的靈敏度已達到使用極限，應調至在5米處移動34步被觸發(fā)最佳。高可靠微波感應控制器盡量安裝在室內靠墻角上方，軸向對準門窗部位安裝，室外應注意抗風防水并降低靈敏度使用。高可靠微波感應控制器應采用12V 100mA直流電源供電，并保證任何時候供電電壓不低于10伏，以使電路穩(wěn)定工作，如果高響度報警器和高可靠微波感應控制器公用電源時電源容量不應小于500mA。高可靠微波感應控制器的輸出端屬于一種“下拉”控制方式，正電源通過繼電器由白色線進入微波感應控制器內部，使繼電器流入電流而工作，因此用電壓測量法無法測出是否有輸出。200米遙控模塊性能的詳細介紹網頁燈光控制電路圖：基于TX982構成的微波傳感自動照明控制器電路圖 TX982是采用微波多普勒技術、塑料封裝的微波檢測專用集成電路。芯片內部集成了微波發(fā)射、接收及信號放大、識別等電路。利用TX982構成的微波傳感自動照明控制器典型電路如圖所示。該控制器能使照明燈具白天不工作，在夜晚有人經過監(jiān)控區(qū)域時自動點亮，人走后又能自動熄滅。它具有探測靈敏度高、作用范圍大、可靠性能好、安裝使用簡便等特點，常用于樓道、浴室和庫房等場合照明。利用TX982構成的微波傳感自動照明控制器電路電路結構及主要