教室自动感应照明控制系统的方案设计书Word下载.docx
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R9
R3
CW1
51K
DS
47K
220uF
R7
R1
20K
VT3
R10
GND
D6-D9
C1
C2
R2
2M
1uF
D2
D3
BT
红外线传感器
R8
VT1
D1
R4
220V
100K
C4
R5
VT2
47uF
C5
103uF
D5
R6
36K
图2-1红外线传感器、光控智能开关原理图
2.1原理说明
电路原理：
红外传感器是感应人体信号，VT1、R1、R3、C1组成放大电
路。
为了获得较高的灵敏度，VT1的β值选用大于100。
R3不宜过小，否则电
路容易产生间歇振荡，C2、D1和D2、C3构成倍压整流电路。
R4、R5和光敏
电阻D5组成光控电路。
有光照射在D5上时，阻值变小，对直流控制电压衰减
很大。
VT2、VT3和R7、D3组成的电子开关截止，C4内无电荷，单向可控硅
MCR截止，灯泡不亮。
在MCR截止时，直流高压经R9、R10、D4降压后加到C3、CW1（稳压管）上端。
C3为滤波电容，CW1为稳压值12～15V的稳压二极管，保证C3上电压不超过15V直流电压。
当无光照射D5时，D5阻值很大，对直流控制电压衰减很小，VT2、VT3等组成的电子开关导通，D3也导通，使C4充电。
R8、C5和单向可控制MCR、D6～D9组成延时与交流开关。
C4通过R8把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。
灯泡发光时间长短由C4、R8的参数决定，按图中所给出的元器件数值（R8为
22K），发光40~50秒左右后，MCR截止，灯熄灭。
C5为抗干扰电容，用于消
除灯泡发光抖动现象。
2.2电路各部分介绍
2.2.1红外线传感器
热释电人体红外线传感器是上世纪80年代末期出现的一种新型传感器件。
现在，已得到越来越广泛的应用。
目前，一些书刊只简要介绍了被动式热释电
人体红外线传感器的基本应用。
本文就主动式和被动式两方面的基本应用原理
作大致介绍。
目前，市场上出现的热释电人体红外线传感器主要有上海产的SD02、
PH5324，德国产的LH1954、LH1958，美国HAMAMATSU公司产P2288，日本
NIPPONCERAMIC公司的SCA02-1、RS02D等。
虽然它们的型号不一样，但其
结构、外型和电参数大致相同，大部分可以彼此互换使用。
利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。
红外线又称红外光，它具有
反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。
任何物质，只要它本身具有一定的温
度（高于绝对零度），都能辐射红外线。
红外线传感器测量时不与被测物体直
接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。
红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。
光学系统按结构不同
可分为透射式和反射式两类。
检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电
检测元件。
热敏元件应用最多的是热敏电阻。
热敏电阻受到红外线辐射时温度
升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。
光电检测元件常用的是
光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及
硅掺杂等材料制成。
红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医
学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。
例如采用红外线传感器
远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进
行诊断治疗（见热像仪）；
利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监
视，可实现大范围的天气预报；
采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发
动机的过热情况等。
HN911采用热释电红外控制模块的照明灯，它可以用于卫生间、储藏室、楼
梯走廊等处，可做到人来灯亮，人走灯灭，并且还具有白天自动封锁功能。
HN911系列模块是采用新技术和新工艺，将高灵敏度的热释电红外传感
器、放大器、信号处理及输出电路组装在一起制成模块式电路，它具有从信号
接收至控制输出的全部功能。
在它的输出端接上晶体管放大电路或单稳态电路
可以驱动继电器，接上光耦合电路可以驱动双向可控硅。
图2-3HN911模块的内部电路结构
2.2.2单相倍压整流电路
在一些需用高电压、小电流的地方，常常使用倍压整流电路。
倍压整流，可以把较低的交流电压，用耐压较低的整流二极管和电容器，“整”出一个较高的直流电压。
倍压整流电路一般按输出电压是输入电压的多少倍，分为二倍
压、三倍压与多倍压整流电路。
图4-4是二倍压整流电路。
电路由变压器B、两个整流二极管D1、D2及两个电容器C1、C2组成。
图2.4单相倍压整流电路
其工作原理如下：
e2正半周（上正下负）时，二极管D1导通，D2截止，电流经过D1对
C1充电，将电容Cl上的电压充到接近e2的峰值，并基本保持不变。
e2为负半周（上负下正）时，二极管D2导通，Dl截止。
此时，Cl上的电压Uc1＝
2E2与电源电压e2串联相加，电流经D2对电容C2充电，充电电压Uc2＝
e2峰值＋1．2E2≈22E2。
如此反复充电，C2上的电压就基本上是22E2
了。
它的值是变压器电级电压的二倍，所以叫做二倍压整流电路。
在实际电路中，负载上的电压Usc=2x1.2E2。
整流二极管D1和D2所承受
的最高反向电压均为22E2。
电容器上的直流电压Uc1=2E2，Uc2=22E2。
可以据此设计电路和选择元件
2.2.3延时电路
分析RC电路的过渡过程时，不一定只分析电容电压的变化，可能是任意
支路电流或任意元件上的电压，所以一般用f（t）表示任意一种电量。
这里写出分
析RC电路任意电量的过渡过程的步骤：
（1）计算换路前最后时刻t=0-时电容电压uc（0-）的值。
分析电路时，要把电容
看作开路，按直流电路的分析方法计算；
（2）按换路定律uc（0+）=uc（0-），写出换路后的电容电压；
（3）求电路中需要的f（0+）值。
注意使用换路后的电路，将uc（0+）作为直流电
压源进行分析；
（4）求f（∞）值：
注意使用换路后的电路，电容看成开路用直流电路分析方
法；
（5）求时间常数t：
R是从电容两端看进去的等效电阻，注意应将电压源短
路、电流源开路，再进行电阻的串并联，然后计算t＝RC。
（6）用三要素公式求：
所以RC延时电路的延迟时间可以通过改变RC的值来实现，它具有改变方
便，制作简单的优点，因而广泛用于对延迟时间要求不是很高，很长的电路
中。
2.2.4光控电子开关电路的设计
光控电子开关起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。
<
160W
EL
470K
VT
9104
V
VS
VD1
6,8V
2
VR
RP
4.7K
图2-5光控电子开关原理图
2.2.5工作原理
电路如图2-4所示，220V交流电通过灯泡H及整流全桥后XC5215-6BG225I，单向可控硅VS因无触发电流而阻断。
此时流过灯泡H的电流≤2.2mA,灯泡H不能发光。
电阻R1和稳压二极管DW使三极管V偏压不超过6.8V，对三极管起保护作用。
夜晚，亮度小于一定程度时，光敏二极管D呈现高阻状态≥100KΩ，使三极管V正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。
RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。
2.2.6红外线传感器、光控智能开关的制作与调试
本电路按要求选择元器件，焊接正确，即可使用推广。
若灵敏度不够，可
减小热释电红外线传感器串联的电阻
R1，但
不够太小，应视具体情况而
定。
适当减小
R1后灵敏度仍不够时，可更换耦合电容
C1，将
1uF换成
0.7uF，
效果将很显著。
制作的如图
2-3所示。
图2-6红外线传感器、光控智能开关PCB板
2.2.7光控电子开关的安装与调试
安装时将它与受控电灯H串联，并让它正对着天幕或房子采光窗前较明亮
的空间，避免3M以内夜间灯光的直接照射。
调试宜傍晚时进行，调节RP阻值
的大小，使受控电灯H在适当的亮度下始点亮。
制作的如图2-5所示。
图2-7光控电子开关的PCB板
三、照明电路中实际中元件的选用及设计
1、电路设计原理
HN911是一款新型热释电红外探测采用双列6脚直插式封装。
其管脚排1所
示。
该传感器由于内部放大器可以将人体辐射保证了传感器的工作稳定性。
HN911可在严寒或炎热等恶劣环附表为HN911红外探测模工作原理HN911红外探测
模块内部电路主要放大器、比较器、电1脚输出高电平
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