热释红外照明灯控制器设计要点Word文档格式.docx

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具体要求：

1.利用阻容分压产生系统+5V直流供电电源。

2.热释电红外传感器P2288，用LM324对感应信号放大整流后，控制双向可控硅，使照明灯亮，人来灯亮，人走延迟1分钟后灯灭。

3.使用光敏电阻作传感器，保证使照明灯在夜间工作。

4.作品包装要求小巧，能装入灯座中。

5.自行收集设计题目内容有关资料，进行综合设计，设计出系统电路图，应注意保证作品的简单化、先进性、实用性，并注意使用成熟的电路和集成电路设计。

6.作品应考虑在应用场合和功能扩展两方面的创新设计。

7.完成样机的包装设计，原理图设计，PCB板制作，元件安装调试，最终完成样机成品两套和设计制作论文一篇。

参考资料：

1.人体热释电红外线控制的照明灯电路。

二设计过程：

1市电阻容分压产生+5V直流供电电源

仿真电路如图1所示：

图1

仿真结果如图2所示：

图2

由图2可得示波器两端输出的为5V直流供电电压，即图1电路可以实现阻容分压功能。

考虑到实验的安全性，本次5V直流电压采用9V碳性电池（图3）供电。

图3

2热释电红外传感器P2288

图4是一个双探测元热释电红外传感器的结构示意图。

使用时Ｄ端接电源正极，Ｇ端接电源负极，Ｓ端为信号输出。

该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。

它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。

对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元

上，从而使传感器输出电压信号。

图4

3LM324

LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图5所示。

它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。

图5

4热释电红外传感模块HC-SR501

对我们来说，使用P2288和LM324做具有红外感应且信号处理功能的电路较为困难，所以我们采用热释电红外传感模块HC-SR501代替P2288和LM324.

热释电红外传感模块HC-SR501：

HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备，尤其是干电池供电的自动控制产品。

如图6：

图6

HC-SR501电器参数：

产品型号

HC-SR501人体感应模块

工作电压范围

直流电压4.5-20V

静态电流

<

50uA

电平输出

高3.3V/低0V

触发方式

L不可重复触发/H重复触发

延时时间

5-200（可调）

封锁时间

2.5S默认

感应角度

100度锥角

工作温度

-15-+70度

感应透镜尺寸

直径：

23mm（默认）

HC-SR501功能特点：

1、全自动感应:

人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。

2、光敏控制（可选择，出厂时未设）可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。

3、温度补偿（可选择，出厂时未设）：

在夏天当环境温度升高至30～32℃，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。

4、两种触发方式：

（可跳线选择） 

a、不可重复触发方式:

即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变成低电平；

b、可重复触发方式：

即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点）。

5（默认设置:

2.5S 

封锁时间）：

感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。

此功能可以实现“感应、具有感应封锁时间。

输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；

同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

（此时间可设置在零点几秒 

—几十秒钟）。

6、工作电压范围宽：

默认工作电压DC4.5V-20V。

7、微功耗:

静态电流<

50 

微安，特别适合干电池供电的自动控制产品。

7、输出高电平信号：

可方便与各类电路实现对接。

5可控硅

可控硅分为单向的和双向的,符号也不同.单向可控硅有三个PN结,由最外层的P极和N极引出两个电极,分别称为阳极和阴极,由中间的P极引出一个控制极.

单向可控硅有其独特的特性:

当阳极接反向电压,或者阳极接正向电压但控制极不加电压时,它都不导通,而阳极和控制极同时接正向电压时,它就会变成导通状态.一旦导通,控制电压便失去了对它的控制作用,不论有没有控制电压,也不论控制电压的极性如何,将一直处于导通状态.要想关断,只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向.

双向可控硅的引脚多数是按T1、T2、G的顺序从左至右排列（电极引脚向下,面对有字符的一面时）.加在控制极G上的触发脉冲的大小或时间改变时,就能改变其导通电流的大小.

与单向可控硅的区别是,双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时,其导通方向就随着极性的变化而改变,从而能够控制交流电负载.而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通,所以可控硅有单双向之分.

电子制作中常用可控硅,单向的有MCR-100等,双向的有TLC336等。

此次实验我们所采用双向可控硅是MAC97A6型号的双向可控硅，实物如图7所示：

图7

6光敏电阻

光敏电阻有两个重要参数就是亮阻与暗阻。

7光敏电阻模块

8继电器

继电器（英文名称：

relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。

它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。

通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。

故在电路中起着自动调

节、安全保护、转换电路等作用。

此次实验我们选用的继电器的型号为KUANHSID1A050000

图8

9总体电路

图9

功能描述：

由图9可得出，左侧光敏电阻控制继电器，进而控制红外模块产生触发信号使双向可控硅工作，控制高压电路的通断。

即白天，照明灯不工作，晚上当人来时灯亮，人呆在红外感应范围内，灯一直亮，人离开感应区域后，灯延迟1min后熄灭。

当光敏电阻控制电路采用光敏电阻模块时，电路图将会更加简单，如图10所示：

图10

10动手过程

三产品展示

四实验总结

XXXX

五作者合影

队长：

XXX02113XXX

队员：

XXX02113XXX