熱釋紅外照明燈控制器設(shè)計(jì)

1、 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 熱釋紅外照明燈控制器設(shè)計(jì) 學(xué) 院 電子工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 學(xué)生姓名 導(dǎo)師姓名 何曉川 一 題目：熱釋紅外照明燈控制器設(shè)計(jì)任務(wù)：利用熱釋紅外傳感器，設(shè)計(jì)感應(yīng)式照明燈控制器。具體要求：1.利用阻容分壓產(chǎn)生系統(tǒng)+5V直流供電電源。2.熱釋電紅外傳感器P2288，用LM324對(duì)感應(yīng)信號(hào)放大整流后，控制雙向可控硅，使照明燈亮，人來(lái)燈亮，人走延遲1分鐘后燈滅。3.使用光敏電阻作傳感器，保證使照明燈在夜間工作。4.作品包裝要求小巧，能裝入燈座中。5.自行收集設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容有關(guān)資料，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)電路圖，應(yīng)注意保證作品的簡(jiǎn)單化、先進(jìn)性、實(shí)用性，并注意使用成熟的電路和集成電路設(shè)

2、計(jì)。6.作品應(yīng)考慮在應(yīng)用場(chǎng)合和功能擴(kuò)展兩方面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。7.完成樣機(jī)的包裝設(shè)計(jì)，原理圖設(shè)計(jì)，PCB板制作，元件安裝調(diào)試，最終完成樣機(jī)成品兩套和設(shè)計(jì)制作論文一篇。參考資料：1. 人體熱釋電紅外線控制的照明燈電路。二 設(shè)計(jì)過(guò)程：1市電阻容分壓產(chǎn)生+5V直流供電電源仿真電路如圖1所示：圖1仿真結(jié)果如圖2所示：圖2由圖2可得示波器兩端輸出的為5V直流供電電壓，即圖1電路可以實(shí)現(xiàn)阻容分壓功能?？紤]到實(shí)驗(yàn)的安全性，本次5V直流電壓采用9V碳性電池（圖3）供電。圖32 熱釋電紅外傳感器P2288圖4是一個(gè)雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。使用時(shí)端接電源正極，端接電源負(fù)極，端為信號(hào)輸出。該傳感器將兩個(gè)極性

3、相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來(lái)使傳感器得到補(bǔ)償。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)。圖43 LM324LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，外形如圖5所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。 圖54 熱釋電紅外傳感模塊HC-SR501對(duì)我們來(lái)說(shuō)，使用P2288和LM324做具有紅外感應(yīng)且信號(hào)處理功能的電路較為困難，所以我們采用熱釋電紅外傳感模塊H

4、C-SR501代替P2288和LM324.熱釋電紅外傳感模塊HC-SR501：HC-SR501 是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制模塊，采用德國(guó)原裝進(jìn)口LHI778 探頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)自動(dòng)感應(yīng)電器設(shè)備，尤其是干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。 如圖6： 圖6HC-SR501電器參數(shù)：產(chǎn)品型號(hào)HC-SR501人體感應(yīng)模塊工作電壓范圍直流電壓4.5-20V靜態(tài)電流<50uA電平輸出高3.3V/低0V觸發(fā)方式L 不可重復(fù)觸發(fā)/H 重復(fù)觸發(fā)延時(shí)時(shí)間5-200（可調(diào)）封鎖時(shí)間2.5S默認(rèn)感應(yīng)角度<100度錐角工作溫度-15- +70度感應(yīng)透鏡尺寸直徑：23mm(默

5、認(rèn))HC-SR501功能特點(diǎn)：1、 全自動(dòng)感應(yīng):人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開(kāi)感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。2、 光敏控制（可選擇，出廠時(shí)未設(shè)）可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。3、溫度補(bǔ)償(可選擇，出廠時(shí)未設(shè))：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至3032，探測(cè)距離稍變短，溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償。4、兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇） a、不可重復(fù)觸發(fā)方式:即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變成低電平； b、可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開(kāi)后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗?/p>

6、平（感應(yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))。 5(默認(rèn)設(shè)置:2.5S 封鎖時(shí)間)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號(hào)。此功能可以實(shí)現(xiàn)“感應(yīng)、具有感應(yīng)封鎖時(shí)間。輸出時(shí)間”和“封鎖時(shí)間”兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。(此時(shí)間可設(shè)置在零點(diǎn)幾秒 幾十秒鐘)。6、 工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓DC4.5V-20V。7、微功耗:靜態(tài)電流<50 微安，特別適合干電

7、池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。7、輸出高電平信號(hào)：可方便與各類(lèi)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。5 可控硅可控硅分為單向的和雙向的,符號(hào)也不同.單向可控硅有三個(gè)PN結(jié),由最外層的P極和N極引出兩個(gè)電極,分別稱(chēng)為陽(yáng)極和陰極,由中間的P極引出一個(gè)控制極. 單向可控硅有其獨(dú)特的特性:當(dāng)陽(yáng)極接反向電壓,或者陽(yáng)極接正向電壓但控制極不加電壓時(shí),它都不導(dǎo)通,而陽(yáng)極和控制極同時(shí)接正向電壓時(shí),它就會(huì)變成導(dǎo)通狀態(tài).一旦導(dǎo)通,控制電壓便失去了對(duì)它的控制作用,不論有沒(méi)有控制電壓,也不論控制電壓的極性如何,將一直處于導(dǎo)通狀態(tài).要想關(guān)斷,只有把陽(yáng)極電壓降低到某一臨界值或者反向. 雙向可控硅的引腳多數(shù)是按T1、T2、G的順序從左至右排列(電極引腳向下

8、,面對(duì)有字符的一面時(shí)).加在控制極G上的觸發(fā)脈沖的大小或時(shí)間改變時(shí),就能改變其導(dǎo)通電流的大小. 與單向可控硅的區(qū)別是,雙向可控硅G極上觸發(fā)脈沖的極性改變時(shí),其導(dǎo)通方向就隨著極性的變化而改變,從 而能夠控制交流電負(fù)載.而單向可控硅經(jīng)觸發(fā)后只能從陽(yáng)極向陰極單方向?qū)?所以可控硅有單雙向之分. 電子制作中常用可控硅,單向的有MCR-100等,雙向的有TLC336等。此次實(shí)驗(yàn)我們所采用雙向可控硅是MAC97A6型號(hào)的雙向可控硅，實(shí)物如圖7所示：圖76光敏電阻光敏電阻有兩個(gè)重要參數(shù)就是亮阻與暗阻。7 光敏電阻模塊8繼電器繼電器（英文名稱(chēng)：relay）是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 此次實(shí)驗(yàn)我們選用的繼電器的型號(hào)為KUAN HSI D1A050000 圖89 總體電路圖9功能描述：由圖9可得出，左側(cè)光敏電阻控制繼電器，進(jìn)而控制紅外模塊產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)使雙向可控硅工作，控制高壓電路的通斷。即白天，照明燈不工作，晚上當(dāng)人來(lái)時(shí)燈亮，人呆在紅外感應(yīng)范圍內(nèi)，