紅外二極管感應(yīng)電路分析

1、紅外二極管感應(yīng)電路分析作者:日期:紅外二極管感應(yīng)電路分析一、電路功能概述紅外二極管感應(yīng)電路可以實(shí)現(xiàn)用手靠近紅外發(fā)射管和紅外接收管時(shí)，蜂 鳴器發(fā)聲，LED燈點(diǎn)亮，手移開(kāi)后立即停止發(fā)聲、LED燈熄滅，靈敏度非常高。 該電路設(shè)計(jì)思路來(lái)源于銀行自動(dòng)開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)的生活場(chǎng)景，人走進(jìn)銀行，門(mén)自動(dòng)打開(kāi),離開(kāi)后門(mén)自動(dòng)關(guān)閉?；蛘哒f(shuō)來(lái)源于肯德基等高檔餐廳的水龍頭， 當(dāng)手放在水龍頭 下，水自動(dòng)流出，離開(kāi)后水自動(dòng)關(guān)閉。該電路應(yīng)用的生活場(chǎng)景非常多，是電路設(shè) 計(jì)人員必須掌握的一種電路。特別注意，本電路制作成功后，必須調(diào)試后才能達(dá)到相應(yīng)的效果，只有掌握 了紅外感應(yīng)電路的工作原理后才能調(diào)試好相關(guān)的參數(shù)，所以工作原理是學(xué)習(xí)重 點(diǎn)。二

2、、電路原理圖三、原理圖工作原理紅外感應(yīng)電路的設(shè)計(jì)采用模擬電路中的電阻分壓取樣電路、 紅外二極管感應(yīng) 電路、三極管電路、運(yùn)算比較器組成的電壓比較電路等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)， 請(qǐng)制作者務(wù) 必學(xué)習(xí)。紅外感應(yīng)電路由以紅外發(fā)射管 VD1紅外接收管VD2為核心的紅外感應(yīng)電路， 以可調(diào)電阻RP1通用運(yùn)算放大器LM358為核心的取樣比較電路，以三極管9012 VT1、VT2蜂鳴器HA1發(fā)光二極管LED1為核心元件的聲音輸出、顯示電路構(gòu) 成。通上5V電源，紅外發(fā)射管VD1導(dǎo)通，發(fā)出紅外光（眼睛是看不見(jiàn)的），如 果此時(shí)沒(méi)有用手擋住光，則紅外接收管 VD2沒(méi)有接受到紅外光，紅外接收管 VD2 仍然處于反向截止?fàn)顟B(tài)。紅外接收管

3、VD2負(fù)極的電壓仍然為高電平，并送到LM358 的3腳。LM358的2腳的電壓取決于可調(diào)電阻 RP1,只要調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP1到合適的 時(shí)候（用萬(wàn)用表測(cè)量LM358的2腳的電壓大概為2.5V左右），就能保證LM358 的3腳的電壓大于LM358的2腳的電壓，根據(jù)比較器的工作原理，當(dāng)V+ > V-的時(shí) 候,LM358的1腳就會(huì)輸出高電平，并通過(guò)限流電阻 R3送到PNP型三極管VT1、 VT2的基極，致使三極管VT1、VT2截止，蜂鳴器HA1不發(fā)聲，發(fā)光二極管LED1 熄滅。當(dāng)用手靠近紅外發(fā)射管VD1時(shí)，將紅外光檔住并反射到紅外接收管 VD2上， 紅外接收管VD2接受到紅外光，立刻導(dǎo)通，使得紅

4、外接收管VD2負(fù)極的電壓急速 下降，該電壓送到LM358的3腳上。LM358的3腳電壓下降到低于2腳的電壓，根據(jù)比較器的工作原理，V+ < V- 的時(shí)候,LM358的1腳就會(huì)輸出低電平，并通過(guò)限流電阻 R3送到PNP型三極管 VT1、VT2的基極，致使三極管VT1、VT2導(dǎo)通蜂鳴器HA1發(fā)聲，發(fā)光二極管LED1 點(diǎn)亮。通過(guò)以上調(diào)試步驟，可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)手移動(dòng)到紅外發(fā)射管VD1和紅外接收管VD2的上面時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。當(dāng)手離開(kāi)紅外發(fā)射管VD1和紅外接收 管VD2的上面時(shí)，蜂鳴器停止發(fā)聲，發(fā)光二極管熄滅，產(chǎn)生了感應(yīng)手的效果。四、組裝及調(diào)試技巧請(qǐng)根據(jù)紅外二極管感應(yīng)電路的原理圖和 PCB

5、布局圖（如下圖），按照紅外發(fā) 射電路、紅外接收電路、電壓取樣電路、電壓比較電路、報(bào)警電路、LED顯示電路的順序安裝。安裝前一定要學(xué)習(xí)紅外感應(yīng)電路工作原理，并熟記電路原理圖，以便正確安裝。安裝的時(shí)候請(qǐng)注意：圖中左邊的紅外發(fā)射管 VD1是白色的，右邊的紅外接 收管VD2是黑色的，右邊的紅外接收管（黑色的）是反向接法（負(fù)極接正電壓， 正極接地），和穩(wěn)壓二極管的接法類(lèi)似。在確保所有線(xiàn)路焊接完全正確、沒(méi)有漏焊、假焊，焊接安裝成功的情況下， 可以進(jìn)入下面的調(diào)試。首先用黑電膠布把紅外發(fā)射管和紅外接收管包好，只留下頂端，請(qǐng)參考實(shí)物 圖。然后通上5V直流電壓，用萬(wàn)用表測(cè)LM358的3腳電壓，并用手放到紅外發(fā) 射

6、管和紅外接收管上面，造成紅外接收管能接收反射的紅外光， 記下此時(shí)的電壓 值（我們制作的產(chǎn)品的電壓值大概是 1V左右）。然后拿開(kāi)手后，再記下此時(shí)的 電壓值（我們制作的產(chǎn)品的電壓值大概是 3V左右）。上面的調(diào)試步驟就是為了得到 LM358的3腳電壓值的變化范圍，然后用萬(wàn)用 表測(cè)LM358的2腳電壓，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R3,使得LM358的2腳電壓在2V左右（目 的是處于LM358的3腳電壓變化范圍內(nèi)）。調(diào)試完成后，可以穩(wěn)定的用手遮擋調(diào)試，性能非常穩(wěn)定，如下圖所示：圖中紅外發(fā)射管（左邊白色的）和紅外接收管（右邊黑色的）已經(jīng)用黑電膠 布把包好，包好后很難分清顏色。特別要說(shuō)明的紅外接收管（右邊黑色的）是反 向

7、接法（負(fù)極接正電壓，正極接地），和穩(wěn)壓二極管的接法一樣，可別接錯(cuò)哦， 下圖是焊接電路的反面走線(xiàn)。 I I I ( i©OOOQOOOQOOO K > ©O.O.OQOOOQQQO- 聲386小3爐冬g.J!* Qua y " ,IQ?Q 廠(chǎng) r 廠(chǎng)-F " _ 尿G籃救蠱唱型gsggggss -M- 0OQQOOOOQQUO - QQOOOOQ 亠 歲一 OOUQOOOOQQUO. OOQU -ooffoooecaocoo QQU - OQ-J -OOOUOOOOOOQOO * Qpo - OQQ 亠Q t * -QQQOOOQQ-QQQOOOJQ

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9、o - ' I /OOQQOOOOQQ OOQOQOOOQ iFf Ci £"11 J -如果制作、調(diào)試沒(méi)有成功，請(qǐng)從下面幾個(gè)方面進(jìn)行檢修與調(diào)試：1觀(guān)察法：檢查每個(gè)元件是否安裝正確，特別要注意紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管的正負(fù)極，可調(diào)電位器的的引腳順序，LM358的引腳順序和三極管9012的引腳順序。2、電阻法：根據(jù)原理圖檢查線(xiàn)路是否正常連通，可用萬(wàn)用表檢測(cè)每條線(xiàn)路 是否導(dǎo)通。電子初學(xué)者，焊接的線(xiàn)路多有虛焊、漏焊、假焊等情況，電路搭建錯(cuò) 誤，所以首先檢查每條線(xiàn)路是否焊接好，也就是電氣性能是否保證。3、電阻法：檢測(cè)每處GNE是否和電源負(fù)極接頭是否連通；檢測(cè)每處 VC

10、C是 否和電源接頭是否連通。4、以上檢測(cè)沒(méi)有問(wèn)題的情況下，可以用黑電膠布把紅外發(fā)射管和紅外接收 管包好，只留下頂端，請(qǐng)參考實(shí)物圖。5、紅外發(fā)射電路的檢修。紅外發(fā)射電路發(fā)射的紅外光，人的肉眼是看不見(jiàn) 的，但是可以用手機(jī)的照相功能看見(jiàn)紅外光。 檢修過(guò)程中可以借助于手機(jī)的照相 機(jī)功能查看紅外發(fā)光電路是否正常。主要查看限流電阻的阻值和紅外發(fā)光二極管 的正負(fù)極性是否安裝正確。6、紅外接收電路的檢修。主要用萬(wàn)用表測(cè)紅外接收二極管的負(fù)極，觀(guān)察當(dāng) 用手放到紅外發(fā)射管時(shí)的電壓值（是否為低電平）和當(dāng)手移開(kāi)紅外接收管上面時(shí) 的電壓值（是否為高電平）。因?yàn)榛鹬泻写罅康募t外光，因此可以用打火機(jī)打 火（模擬紅外光的照射）檢查紅外接收電路是否正常。7、 電壓取樣電路的檢修。主要是測(cè)試可調(diào)電阻 RP1的第三腳電壓值是否在 2.5V左右，旋轉(zhuǎn)可調(diào)電阻時(shí)電壓值是否可變。8電壓比較電路的檢修。主要用萬(wàn)用表測(cè) LM358的1腳電壓，觀(guān)察當(dāng)用手 放到紅外發(fā)射管時(shí)LM358的1腳的電壓值（是否為低電平）和當(dāng)手移開(kāi)紅外接收 管上面時(shí)LM358的1腳的電壓值（是否為高電平）。