热释电红外自动节能灯设计精品
热释电红外传感器原理教程 黄琛整理
多处资料来自网络 整合处理：粤东高级技工学校 黄琛
热释电红外传感
(一)热释电红外传感的应用 (二)热释电红外传感器的工作原理
(三)热释电红外传感器应用设计
红外传感器在生活中的应用
红外传感器在生活中的应用 1.“有电，危险”安全警示电路 用于有 电的场合，当有人进入这些场合时，通 过发出语音和声光提醒人们注意安全。 2.自动门 主要用于银行、宾馆。当有 人来到时，大门自动打开，人离开后又 自动关闭。 3.红外线防盗报警器 用于银行、 办公楼、家庭等场合的防盗报警。 4.高速公路车辆车流计数器 5.自动开、关的照明灯，人体 接近自动开关等。
重要概念
在该探测技术中，所谓“被动”是指探测 器本身不发出任何形式的能量，只是靠接收 自然界能量或能量变化来完成探测目的。 被动红外报警器特点： 能够响应入侵者在所防范区域内移动时所 引起的红外辐射变化，并能使监控报警器产 生报警信号，从而完成报警功能。
练习作业：
1、请用自己的语言简单的叙述一下你认为热 释电红外系统可以应用在哪些地方。（请勿 和课本中重复，并至少举出3个例子） 2、请分析一下以下的几个位置安装的热释电 监控装置探测效果好不好并说明为什么。 A、动物园的蛇展览馆，监控蛇是否逃走。 B、东莞某桑拿中心，监控顾客是否长时间未 离开桑拿房（防止晕死）。 C、学校计算机房防盗检测。
典型电路设计分析(一)
[元件选用] IC2、IC3选用高输入阻抗的运算放大 器CA3140，很适合于作微弱信号的放大级。
[电路调试] 电路调试主要是调节电位器RB，选择合 适的参考电压，以达到最佳灵敏度。
具体电路应用设计分析(二)
BISS0001 典型应用（95页）
BISS0001
热释电控制自动节能灯电路
热释电控制自动节能灯电路热释电传感器是一种能将人体发出的微弱的红外辐射信号转换为电信号的传感器，称为热释电红外传感器。
由人体发射出的热红外线是一种十分微弱的红外辐射，它的信号波长约9. 5μm.热释电红外传感器能够探测到距传感器10m 以外的人体运动信号并将其转化为电信号输出，因此这种传感器目前被广泛应用于防盗报警器，也被应用在自动控制节能灯的开关控制电路。
下面要介绍的是由热释电红外传感器制作的自动节能灯开关电路，它的组成如图3-73 所示。
热释电控制自动节能灯工作原理分析热释电传感器输出的探测信号十分微弱，要使这种信号控制一个电路，必须要将其放大60~70dB ，而且使用的放大器必须要限制在一定的带宽内，以防止噪声对它的干扰。
用来放大热释电传感器输出信号的放大电路，有采用晶体管和场效应管组成的放大电路，有采用运算放大器组成的放大电路和专用的热释电信号放大器，其中应用最多的是运算放大器，其次是专用热释电信号放大器和热释电传感器模块(如前面电路介绍过的HN911) 。
采用运算放大器的优点是取材方便，通过对电路的设计，可以针对不同的热释电传感器设计出不同增益和带宽的放大器，充分发挥传感器的效果。
本电路采用由运算放大器组成的放大电路对传感器输出的信号进行放大。
热释电控制自动节能灯电路中的信号放大器由两部分组成，第一部分是由lCla 、lClb 组成的两级低频带通高增益放大器，第二部分是由lClc 和lCld 组成的双限电压比较器。
本电路采用的信号电压比较器称为双限式电压比较器，也称为窗口比较器。
这个双限电压比较器由lClb~lCld 组成，其中lClc 用作上限比较，lCld 用作下限比较。
上限比较器的参考电压加于lClc 的同相输入端，下限比较器的参考电压加于lCld 的反相输入端。
上、下限比较器的两个参考电压是通过R5 ，R8 与VDl ，VD2 分压后取得的。
由于R5 = 儿，VDl 与VD2 的压降固定为O. 6~0. 7V。
感应节能灯电路的设计
实验题目：基于BISS0001的感应节能灯电路的设计学院：应用科技学院专业：09电子信息工程姓名：苏伟华、邹耿万学号：120352009006、1203520090152011 ~ 2012 第一学期一、实验目的1. 动手实践应用电路，提高实验技能。
2.学习感应节能灯的调试方法和感应节能灯的工作原理。
3. 了解热释电红外传感器以及biss0001芯片的功能。
二、设计原理图三、工作原理:1. 电路工作原理⑴电路通电后，当无人进人热释电传感器PIR监控范围时，热释电红外传感信号处理集成电路BISS0001处于复位状态，控制信号输出端（第2脚）Vo输出低电平，电子开关VT 处于截止状态，固态继电器SSR关断，照明灯具H不亮，控制器处于监控状态。
当有人进人热释电传感器PIR监控范围并移动时，PIR可将人体散发出的红外线变化转换为电信号输出，输出信号频率为0.1～10Hz。
RP2与RG组成光控电路，白天光敏电阻RG受自然光照射呈现低电阻，当BISS0001第9脚电平Vo＜02VDD时，触发禁止，BISSO00l等后级电路不工作，照明灯具H不亮。
晚上或环境光线较暗时，RG阻值增大，当BISSOOOI第9脚电平玩＞0．2Vpp 时，BISSOOOI处于监控状态，输出端％仍为低电平。
如果此时有人在PIR监控范围内移动，PIR便输出随人体移动而变化的电信号，通过RP1送人BISS00O1芯片内部独立高输人阻抗运算放大器OP1的输入端11N+（第14脚），经OP1前置放大后，由第16脚输出，经C4耦合到第13脚2IN-端，再经芯片内部第2级运算放大器OP2进行放大，然后经芯片内部双向鉴幅器处理，输出有效触发信号启动芯片内部的延时定时器TX，最后由状态控制器从BISSO001第2脚输出高电平控制信号，使电子开关VT导通驱动固态继电器SSR开通，照明灯具H点亮发光。
BISS0001第2脚输出高电平控制信号时间等于电路的延时时间，它由延时元件R1与C2的时间常数决定，图所示时间为15s。
基于红外探测的LED智能照明系统设计
基于红外探测的LED智能照明系统设计作者：刘杨杜罡孟彦龙来源：《科学与财富》2016年第10期摘要：本设计主要研究一种基于红外探测的光控LED智能照明系统。
该设计包括硬件设计和软件设计两个部分。
本设计主要利用热释电红外线传感器探测人体辐射的微弱红外线信号；利用光敏电阻探测环境亮度；通过单片机实现对LED照明灯的智能控制。
LED照明灯白天一直处于关闭状态，晚上开启红外探测。
当探测到有人体移动时，LED照明灯能够智能开启，并且在延时一定时间后自动关闭。
整个设计结构简单，电路稳定，达到智能控制和节能减排的目的。
关键词：热释电传感器；智慧照明；LED驱动引言近年来，智能控制系统飞快发展，各种各样的控制产品层出不穷。
智能控制不仅方便了人们日常生活，而且对于资源紧缺的当今社会而言也起到很大作用。
如今，努力增加智能控制和节能光源的照明器具的研发，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用已经成为我国目前照明器材行业结构调整的重点[1-5]。
整个系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感及处理电路、单片机控制系统、LED恒流驱动电路和LED显示模块组成。
系统工作时，光敏电阻实时检测工作环境亮度的强弱，热释红外线传感器检测人体移动时辐射的微小红外线信号，两个传感器将检测到的信号由处理电路处理后，传送给单片机控制系统，单片机控制系统经过程序判断处理后控制LED驱动电路实现对LED 灯的自动开/关控制[6-8]。
1.系统方案1.1系统的总体设计整个系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感及处理电路、单片机控制系统、LED 恒流驱动电路和LED显示模块组成。
系统工作时，光敏电阻实时检测工作环境亮度的强弱，热释红外线传感器检测人体移动时辐射的微小红外线信号[9-12]，两个传感器将检测到的信号由处理电路处理后，传送给单片机控制系统，单片机控制系统经过程序判断处理后控制LED 驱动电路实现对LED 灯的自动开/关控制。
系统电路总框图如图1所示。
红外感应灯电路设计及原理
红外感应灯电路设计及原理1、电路主要光学元件（1）光敏电阻的应用光敏电阻又称光导管, 它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。
光敏电阻没有极性, 是一个电阻器件。
制作光敏电阻的材料一般是金属硫化物和金属硒化物，通常采用涂敷、喷涂等方法，在陶瓷基片上涂上半导体薄膜，经烧结而成。
光敏电阻的结构：在底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质，称为光导层。
半导体的两端装有金属电极与引出线端相连接，通过引出线端接入电路。
为了防止周围介质的影响，在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜，漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。
为了提高灵敏度，光敏电阻的电极一般采用梳状图案，光敏电阻结构，光敏电阻电极，光敏电阻接线图光敏电阻工作原理--内光电效应。
光照射到本征半导体上，材料中的价带电子吸收了光子能量跃迁到导带，激发出电子、空穴对，增强了导电性能，使阻值降低。
光照停止，电子空穴对又复合，阻值恢复。
亮电阻很小，暗电阻很大。
要使价带电电子跃迁到导带，入射光子的能量满足刚好发生内光电效应的临界波长。
常用的光敏电阻器是硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。
光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1-10MΩ；在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。
光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4-0.76um）的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。
本电路采用MG42型CdS光敏电阻，CdS光敏电阻属半导体光敏器件，产品经受强化老练实验，除具有灵敏度高，反应速度快，光谱特性好等特点外，在高温、多湿的恶劣环境下，仍能保持其高度的稳定性和可靠性，适合于将其用于各种环境，MG42型光敏电阻与其它型号相比具有：工作电压和额定功率比较低的特点，其亮、暗电阻也适合于本照明电路的需要，所以在设计时选择了这个型号。
（2）可控硅元件的工作原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图1所示图1可控硅等效图解图当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。
热释电红外自动节能灯课程设计
目录1引言 (2)2总体设计方案 (2)2.1 设计思路 (2)2.2 总体设计框图 (2)3设计原理分析 (2)3.1元件介绍 (2)3.2电路原理图 (4)3.3原理分析 (5)3.4电路原理 (5)4总结与体会 (7)参考文献 (8)附录电路原理图 (9)热释电红外自动节能灯摘要：本课程设计是制作一个热释电红外自动节能灯。
人在时灯亮，人走灯灭。
其电路主要有热释电红外传感器、运算放大器电路、双电压比较器、555时基电路、光电开关、可控硅等工作电路。
关键词：热释电红外感应器晶闸管1 引言此次课程设计我选择了热释电红外自动节能灯设计。
此电路控制的灯在白天光线强的时候不会照明，当暮色降临相对光线昏暗的时候，一旦有人进入其红外传感作用区域，电灯就会自动点亮为行人照明，行人远去后，电灯就会自动熄灭，其功能充分体现了节能的特点及应用于生活中的实用性。
本延时节能灯可以应用于楼道、卫生间等公共场所。
2 总体设计方案2.1 设计思路红外感应器件将人体发出的红外线感应出电信号，然后将其放大，用放大过后的信号去控制电灯电路的通断。
运动的人体发出红外线，Q74能将运动的人体发出的红外线转换成0.3至3Hz的电信号。
然后用三极管和集成运放电路将其放大。
将放大后的信号输入到电压比较器的输入端，使用双向晶闸管控制电灯的亮灭，使用555组成的当稳态触发器控制晶闸管的通断。
2.2 总体设计框图总体设计框图如图1所示。
图1 总体设计框图3 设计原理分析3.1元件介绍3.1.1热释电红外传感器热释电红外传感器是20世纪90年代出现的新型传感器。
专门用于检测人体辐射的红外能，用它可以做成主动式（检测静止或移动极慢的人体）和被动式（检测运动人体）的人体传感器，与各种电路配合广泛应用于生活。
本电路使用的热释电红外传感器是Q74，它由敏感元件、场效应管、阻抗变换器和滤光窗等组成，并在氨气环境下封装。
其中敏感元件一般采用热释电材料锆钛酸铅（PZT）制成，这种材料在外加电场撤除后，仍然保持极化状态，也即存在自发极化，且自发极化强度PS随温度升高而下降。
热释电红外节能灯设计
热释电红外节能灯设计1.设计原理：热释电红外节能灯的设计原理基于热释电红外传感技术。
热释电传感器是一种能够感应人体红外辐射的传感器，当有人经过时，人体的红外辐射会被传感器感应到，从而触发灯的开关操作。
传感器一般由热释电材料和光电材料组成，当人体红外辐射被热释电材料吸收时，热释电材料会产生电荷变化，进而触发光电材料反应，并控制灯的开关。
2.设计优势：2.1高效节能：热释电红外节能灯的设计原理能够实现智能控制，只有当有人经过时灯才会开启，不需要长时间任何人停留时也能自动关闭。
这样能够避免了照明设备长时间未使用时的能源浪费，大大提高了能源的利用率。
2.2方便实用：热释电红外节能灯的安装和使用非常方便，只需要将传感器和灯具进行连接即可。
此外，该节能灯还具备灵敏度调节功能，用户可以根据具体环境的需要调整感应距离和感应角度。
2.3延长灯具寿命：热释电红外节能灯的自动开关功能可以减少灯具的使用时间，将灯具的使用寿命延长。
传统节能灯通常需要频繁地开关操作，而热释电红外节能灯则能够在无人时自动关闭，避免了频繁开关带来的灯丝烧毁的问题。
2.4提高安全性：热释电红外节能灯的特点是响应速度快。
当有人经过时，传感器能够迅速将信号传递给灯具，使灯具立即亮起，提供安全照明。
尤其是在夜间或暗处，热释电红外节能灯能够有效提高安全性。
3.应用范围：总之，热释电红外节能灯是一种利用热释电红外传感技术的新型节能灯。
它通过感应人体红外辐射来控制灯的开关，实现高效节能的效果。
该节能灯具有高效节能、方便实用、延长灯具寿命和提高安全性的优势，并且适用范围广泛。
它的应用将为节能环保做出积极贡献。
热释电红外感应控制照明灯开关课程设计报告
高频电子线路课程设计报告设计题目：热释电红外感应控制照明灯开关学院：信息工程学院专业：电子信息工程班级：姓名：学号：时间：2013.10.21至2013.10.24摘要随着科技的发展和人们对节能的越来越关注。
设计简单实用节能的照明灯开关电路就尤为重要，本课程设计采用常用的555电路，光敏电阻，热释电传感器，三极管和继电器组成。
能实现在晚上的时候，当人在开关一定范围内灯才会打开并且能延时一段时间的功能。
关键词：555电路；光敏电阻；热释电传感器；三极管；继电器。
目录1.设计任务与要求 (3)2.方案设计与原理 (4)3.单元电路设计与元器件介绍 (5)4.总原理图及元器件参数 (8)5.安装与调试 (9)6.实训总结 (10)7.教师评语 (11)1.设计任务与要求（1）设计目的通过设计与制作，将光敏电阻，，三极管，继电器及NE555芯片等知识点有机地，系统地联系起来，进一步加深学生对所学基本理论知识的理解与运用。
培养学生理论联系实际，动手制作，安装，焊接，调试电子产品及分析解决实际问题的综合技能。
（2）设计要求从节约用电的角度出发，照明灯在晚上有人的时候，照明灯自动打开，延时一段时间后自动熄灭。
要求采用所给元器件设计一个简单，易于操作且节约材料的电路图，并在万能板上手工焊出该电路。
2.方案设计与原理（1）方案设计框图（2）方案原理本方案通过光敏电阻的电阻变化来控制三极管的通断，从而控制NE555的电源通断。
通过电阻，电解电容和NE555实现延时功能。
通过红外线传感器来触发NE555。
通过继电器来实现低电压控制高电压，实现照明灯的亮灭。
光控，红外控电路 NE555 延时电路 继电器 灯3.单元电路设计与元器件介绍1.光控电路图中的光敏电阻在晚上的时候电阻变大，分得的电压变大，滑动变阻器分得的电压变小，三极管不导通，从而使NE555芯片4脚直接接电源，而当白天的时候则相反，三极管导通，4脚电压拉低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
题目：热释电红外自动节能灯
1．设计目的与要求
设计一个热释电红外自动节能灯控制电路，要认真并准确地理解有关要求，统设
独立完成系计，要求所设计的电路具有以下功能：
（ 1）人在灯亮，人走后延时灯灭；
（ 2）采用热释电红外传感器，进行人员检测；
（ 3）光源负载为白炽灯。
2．设计内容
（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；
（2）确定元器件及元件参数；
（3）电路仿真；
（4） SCH文件生成与打印输出；
（5） PCB文件生成与打印输出。
3．编写设计报告
写出设计的全过程，附上有关资料和电路图，有总结体会。
4．答辩
在规定时间内，完成叙述并回答问题。
热释电红外自动节能灯
摘要：本次设计，通过对模拟和数字电子电路的学习和掌握，自己动手动脑来设计一个热释电红外自动节能灯，通过红外线传感器接收红外信号，并利用555延时器来满足人来灯亮，人走后延时灯
灭的要求。
关键字：红外传感器555延时电路可控硅
1引言
日常生活中我们最常见到的声光控灯需要人通过拍掌或制造其他声音来使灯点亮，本次设计的电路具有同样的效果，但是相对于声光控灯来说，热释电红外传感自动节能灯更为便捷，当人走进红外传感区时，不需要拍掌或制造声音来使灯点亮，电路中的红外传感器会在人走近6-10米距离时自动感应，从而接通电路，点亮节能灯，人走后，灯延时灭。
本设计主要应用的是555延时电路，通过对模拟电子技术的学习和掌握，自己来设计电路，并掌握基本方法和思路，对以后的学习打下好的基础。
在设计电路之前，我通过查阅资料，对555延时电路的基本原理有了进一步的了解，从而对我设计的方案进行定论。
2总体设计方案
2.1设计思路
设计题目分析：
a）要求人来灯亮，需要用到红外传感器，传感器会在人来是感应红外线并转变成电信号，为后续电路提供一定的条件。
b）要求人走后灯延时灭，选用555延时电路来完成，延时时间由555延时电路上的6脚7脚上所接电阻电容值的大小决定，即t=1.1RC。
c）由于红外传感器接收到的信号会非常微弱，所以要用放大电路来放大，放大电一般采用运放来完成。
结论：通过分析得出电路最前端采用红外传感器接收信号，然后由运放对信号进行放大，触发555电路，使灯点亮•
2.2设计方框图
红外传感器———大电路——J 延时电路——, 白炽厂
图1设计方框图
3设计原理分析
由传感器接收到红外信号，经两个CA3140运放放大，以足以驱动555延时电路，运
放放大后的信号接555延时器的2脚，用来触发555工作，3脚输出接可控硅，当可控硅导通后，白炽灯即点亮。
3.1前置电路
红外传感头由热释电红外传感器P228和菲涅尔光学透镜组成，可使遥感距离在10米开外，P228输出的人体移动时的传感信号的频率大致在0.3到5HZ范围内，
据此可设计放大该微弱信号的高增益低频放大器。
VT1采用高增益高频小功率管2N3904它和R2, C2组成前置放大器，对P22 8检测到的红外电信号进行前置放大，从集电极取出的放大后的电信号并将其直接耦合到IC1运算放大级.
3.2放大电路
GND
图2放大电路
IC1采用低噪声，高增益运放CA3140它与R5, R4，C4等组成高增益低频放大器，其通频带为0.1到8HZ闭环增益高达20倍。
IC2也采用CA3140器件，但这里利用它与R7, IC1输出的固定电位组成一个电压比较器，当输入到IC2同向端的信号大于调定的反向端的基准电压时，比较器输出高电平脉冲，并经R7加至VT2的基极，VT2和R8组成一个倒相放大器，经
它放大后为IC3提供负跳变触发脉冲，使触发器置位，为555提供工作电压，其3 脚转成高电平，加至可控硅的控制端，可控硅触发导通，白炽灯得电点亮。
可控
硅导通时间取决于555的单稳态暂稳时间，即单稳电路的充电时间常数，其值为t
=1.1R10C7.
3.3 555延时器
没有触发信号时u1处于高电平（u1>vcc/3），如果接通电源后Q=Q UO=0 T导通,
电容通过放电三极管T放电，使UC=0 U0保持低电平不变，如果接通电源后Q=1,放电三极管就会截止，电源通过电阻R向电容C充电，当UC上升至2VCC/3时，由于R=0,
VCC
R?
I Res2
u1
1
-p c
0.01uF
GND
图3 555延时电路
S=1，锁存器置0，UO为低电平，此时，放电三极管导通，电容C放电，UO保持低电平不变，因此电路通电后在没有触发信号时，电路只有一种稳定状态UO=0.
若触发输入端施加触发信号（UI<VCC/3 ,电路的输出状态由低电平跳变到高电平，电路进入暂稳态，放电三极管T截止，此后电容C充电，当C充电至UC=2VCC/3寸，电路的输出电压UO由高电平翻转到低电平，同时T导通，于是电容C放电，电路返回到稳定状态。
4总结与体会
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，是实习三周以来最大的体会，以前只是单纯的学习理论知识，书上写什么，就认为是什么，根本不加以思考，研究，但真正自己动手设计电路，才发现很多知识还有更广的拓展范围，比如电路中要用到可控硅，随便就从元件库中调出来一个，以为所有的可控硅的性能都一样，但实际上却还有很大的差别我在经过这次设计后对自己的认识又有了很高的提升。
在这次课程设计中，我对模拟电子技术的掌握程度又有了很大的提升。
很多原来我不懂的知识或者本来不熟悉的知识都让我掌握了，并且应用能力有了很大的提高。
经过这三周课程设计的学习，我感觉有很大的收获：首先，通过学习新的知识使自己的学习能力有一个质的提高，同时又加深自己对课本知识的理解，也达到复习课本的目的。
在此期间，我充分的利用图书馆以及互联网资源查资料，学到了许多课本以外的知识，能对DXP和MultisimlO.O等仿真软件进行操作，能达到学以致用的目的。
对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。
附录1仿真图及PCB图:
V1
120 Vrms
60 Hz
0°
附录2 PCB图:
附录3 SCH文件。