红外人体感应开关电路的设计
人体感应开关红外感应延时开关(控制器)
人体感应开关红外感应延时开关(控制器)人体是一特定波长红外线的发射体，由红外传感器检测到这种红外线的变化并予以放大选频处理后，可以推动适当的负载，此乃人体红外自动开关。
这一检测技术较之超声、哑声、微波方式更为灵敏与准确。
它要求PIR热释电人体红外传感器的信号放大处理电路有很高的灵敏度并要能准确鉴别生物体与非生物体的运动，使误动作率降到最低。
且体积小，自耗电微少。
采用热释电红外传感器及专用单片集成电路构成的这种开关能成为人到灯亮、人走灯灭。
它安装方便，可直接替换86型面板式开关，无需改动市电线路。
为了方便业余爱好者们制作或维修，现介绍工作原理调试要点及电路,原理图如下。
PIR（HWTT)热释电红外传感器的输出信号幅度较小（小于1mV），频率低（约0.1～0.8Hz)，检测距离短，为此在PIR前加用一块半球面菲涅尔透镜，使范围扩展成90度圆锥型距离大于5米的检测面。
集成电路内部含有二级运放、比较器、延时定时器、过零检测、控制电路、系统时钟等电路。
PIR传感器检测到人体移动引起的红外热能之变化并将它转换为电压量，通过二级选频放大比较输入到控制电路中，由控制电路输出过零脉冲触发双向可控硅导通。
采用交流过零触发能消除可控硅导通时浪涌电流，延长灯具的使用寿命。
同时控制电路启动了延时定时器，直至PIR传感器在接收到信号后，触发可控硅的信号延时到设定的时间后关断可控硅，做到自动关闭。
改变R5阻值或C4容量可控制延时定时器的时间。
IC电路的9脚为光控输入端，由光敏电阻串联R8接地，白天亮阻小9脚为低电平，封锁控制电路输出，待天暗时亮阻增大9脚转为高电平，并解除控制电路，因此能自动做到天暗时自动开关进入工作。
调整R8电阻可适应不同的感光度。
要将其改为日夜均能工作时，只需将光敏电阻或R8拆下即可。
探测灵敏度的调整也十分方便，增大R9电阻阻值提高放大器的增益，它能使检测距离加远，反之则可缩短检测距离，一般可在2～8米之间调整。
人体热释放感应电路
人体热释放感应开关电路一、设计思想人体能量热释放有一特定波长红外线，由红外传感器检测到这种红外线的变化并予以放大选频处理后，可以推动适当的负载，就可以构成一个人体红外自动开关。
PIR RE200B热释电人体红外传感器能检测到人体移动引起的红外热能之变化并将它转换为电压量。
设计的思想是怎么将此电压量处理，用什么形式去推动负载，构成自动开关。
二、设计目的通过PIR RE200B热释电人体红外传感器及相应的处理信号的集成块构成一自动控制电灯的开关电路。
可以实现以下功能：⏹白天，不管有人无人灯都不会亮；⏹晚上，只要检测到人体信号，灯就会亮（有人灯亮，无人灯灭）；⏹该开关电路应可接到220V的生活用电压，方便安装使用。
三、设计内容（一）、信号处理集成块BISS0001BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。
（1）特点如下：1、 CMOS工艺； 2、数模混合； 3、具有独立的高输入阻抗运算放大器； 4、内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰；5、内设延迟时间定时器和封锁时间定时器；6、采用16脚DIP封装。
BISSOOO1管脚图（2）管脚说明1 A --可重复触发和不可重复触发选择端。
当A为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发2 VO-- 控制信号输出端。
由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。
在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低电平状态。
3 RR1-- 输出延迟时间Tx的调节端4 RC1--输出延迟时间Tx的调节端5 RC2--触发封锁时间Ti的调节端6 RR2--触发封锁时间Ti的调节端7 VSS--工作电源负端8 VRFI --参考电压及复位输入端。
通常接VDD，当接“0”时可使定时器复位9VCI触发禁止端。
当Vc<VR时禁止触发；当Vc>VR 时允许触发(VR≈0.2VDD)10 IB--运算放大器偏置电流设置端11 VDD--工作电源正端12 2OUTO--第二级运算放大器的输出端13 2IN-I--第二级运算放大器的反相输入端14 1IN+I--第一级运算放大器的同相输入端15 1IN-I--第一级运算放大器的反相输入端16 1OUTO--第一级运算放大器的输出端（3）集成块内部结构图（4）工作原理BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。
光感与红外感应结合的“人走灯灭”开关设计与研究
研制开发
光敏感应装
光强
关闭控制信号电路关闭
无
强
弱
红外检测探头固定延迟时间
检测人体红外信号
启动旋转电机
检测人体红外信号
方位信号处理
单片机信号处理
输出有效控制信号
电路接通
有
基准信号发生器有
无
无
图1 多区域双控人体感应开关控制流程图
此红外感应与光感组合开关融合了多区域多控红外人体感应开关和普通光控感应开关，迎合了实际需求，即光强时灯不亮，光弱时实现人走灯灭的目的[1]。
图2为电路总体设计图。
图2 电路总体设计
当光照强度超过临界光照强度（使光控开关闭合的光照强度）时，光控开关断开，电路为开路，红外感应回路不工作，灯不亮；当光照光照强度未超过临界光照强度时，光控开关闭合，红外感应电路接入电路，并开始工作，当感应到人体时，红外感应开关闭合，电路接通，灯亮，否则灯不亮。
探头感应到人体红外信号，将红外信号转变为微弱低频信号，经过放大器放大信号，最终以电压信号的形式输出，从而实现灯的亮和灭。
1.3 开关优势
（1）市场上很少见人体红外感应与光感应进行组合的功能性开关，因此产品具有市场优势。
（2）相较于传统的普通手动开关，红外感应与光感应组合功能性开关更加智能化，可在很大程度上减少人员管理的任务[2]。
红外线感应开关电子技术课程设计报告(1)
红外线感应开关电子技术课程设计报告(1)《红外线感应开关电子技术课程设计报告》一、设计目的本次课程设计主要目的是通过设计和制作红外线感应开关，让学生了解和掌握红外线感应技术在电子领域中的应用，同时培养学生的电子设计能力和实践能力。
二、设计理论1. 红外线原理红外线是一种具有很强穿透力的电磁波，能够穿透一定的物体并被反射回来，因此可以用来探测物体的位置、距离和形状等信息。
2. 红外线感应开关原理红外线感应开关通过电磁波接收器接收被探测物体反射回来的红外线信号，并将其转化为电信号，通过电路处理后输出开关信号，控制相关设备的开关。
三、设计过程1. 硬件设计硬件设计包括接收器和发射器两部分。
接收器部分：由红外线接收头、三极管放大电路、稳压电路、比较电路和输出电路组成，其中红外线接收头用于接收被探测物体反射回来的红外线信号，三极管放大电路用于放大信号，稳压电路用于稳定电压，比较电路用于比较放大后的信号与参考电压的大小，输出电路用于将比较后的信号转化为高低电平输出。
发射器部分：由红外线LED发射管、调制电路和放大电路组成，其中红外线LED发射管用于发射红外线信号，调制电路用于调制红外线信号的频率，放大电路用于放大调制后的信号。
2. 软件设计软件设计主要是编写单片机程序，实现接收器部分输出高低电平信号的功能。
具体步骤包括：初始化单片机端口，开启定时器中断，当接收到高电平信号时计时并将计时结果存储到缓存区，当接收到低电平信号时将缓存区中存储的计时结果与预设的时间比较，如果符合要求则输出高电平信号并清空缓存区。
四、实验结果经过实验测试，本次课程设计制作的红外线感应开关能够准确地探测到被探测物体的位置和距离，并能够实现开关控制等功能。
五、设计总结通过本次课程设计，学生对红外线感应技术有了更深入的了解和掌握，同时也提高了他们的电子设计能力和实践能力。
在今后的学习和工作中，这些经验和技能将会对他们产生重要的影响和帮助。
红外感应灯开关设计
红外感应灯开关设计班级：10电子信息1班组员：张沛、谢会赟学号：2010021011011820100210110119 学校：华东交通大学指导老师：陈忠斌红外热释电传感器感应灯设计摘要：本次设计主要是设计一个可由人体红外线控制的感应开关，可以直接加上220V的生活用交流电。
所以应用技术除了红外热释电感应原理，还加上了电力电子技术中的交流整流高压技术。
将220V的电压转为5V直流电。
关键词：红外热释电晶闸管TM2291概述：电力作为一种洁净方便的能源广泛的应用与我们的生活与生产方面，因此电能的节能尤为重要，要节能首先就要做到节约能源，其次再通过科学研究发明更加人性化和节能的用电器。
热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。
早在1938年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。
热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器，它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。
它目标正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。
应用背景（1）红外线感应灯控制系统的现状及发展趋势我国照明缺乏独创产品，模仿产品居多，基础加工落后，只顾外表，轻视功能，产品的品种比较单一，性能差。
尤其是在“智能”照明方面，缺乏创新，与国外智能灯具在技术研究方面有着不小的差距。
我国现阶段的照明系统一般采用主电源经配电箱分成多路配电输出线，提供照明灯回路用电，由串接在照明灯回路中的开关面板直接接通或断开供电线来实现对灯的控制，灯只有开和关两种状态，无逻辑时序及亮、暗调光控制，因而无法形成各种灯光亮度组合的场景及系统控制。
全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展所急需解决的问题。
每年照明电能消耗约占全部电能消耗的12%～15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻找可以替代传统光源的节能环保光源。
人体红外感应模块--BISS0001
111BISS0001组成。
当有人出现在它的探测区，传感器便能探测到信号并把信号传给单片机，单片机再根据实际情况是否该开启器件设备或让房间的电器设备处于一种可开启状态。
另外，关于走廊及洗手问用灯情况，当晚上有人经过时, 人体红外感应到人便开启走廊用灯或者洗手间用灯。
热释人体红外模块电路如图2所示。
图2热释人体红外电路图上图中，R3为光敏电阻，用来检测环境照度。
当作为照明控制时，若环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。
SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，芯片则处于不可重复触发工作方式。
图中R6可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选10K，实际使用时可以用3K，可以提高电路增益改善电路性能。
输出延迟时间Tx由外部的R9和C7的大小调整，触发封锁时间Ti由外部的R10和C6的大小调整，R9/R10可以用470欧姆，C6/C7 可以选0.11U。
3.1.1 BISS0001 芯片介绍（小四号黑体）BISS0001是一款传感信号处理集成电路。
静态电流极小，配以热释电红外传感器和少量外围元器件即可构成被动式的热释电红外传感器。
广泛用于安防、自控等领域能。
特点：CMOS工艺数模混合具有独立的高输入阻抗运算放大器内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰内设延迟时间定时器和封锁时间定时器采用16脚DIP封装A W nil HCL KC2 胆咋5 ™/BESET3.1.1.1管脚图表3-1管脚说明工作原理BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。
以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。
不可重复触发工作方式下的波形。
首先，根据实际需要，利用运算放大器0P1组成传感信号预处理电路，将信号放大。
然后耦合给运算放大器0P2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM（疋0.5VDD）后，将输出信号V2送到由比较器COP1和C0P2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。
用红外传感器制作的人体感应多功能控制器
用红外传感器制作的人体感应多功能控制器该装置通过开关SA1的转换后。
可对公共场所的楼道、公厕等处照明灯进行自动控制，使之白天熄灭，夜间人来灯亮，人走灯灭，达到节能目的；可用于电扇、排风扇等的自动控制。
一、工作原理 本装置电路如 IC2C、IC2D构成电压比较器。
当IC2B的⑦脚输出信号电压幅度在UA 和UB之间（即小于UA、大于UB）时，IC2C⑧脚输出高电平，然后经VD6、VD7相互隔离（正或门）的作用。
经R16、R17输出一控制信号UK，加至IC3B的⑤脚，IC3A～IC3C组成电压比较器，RG为光敏电阻，当开关SA1-2拨到①端时，此时为灯光自动控制状态，白天由于光照射RG呈低阻态，IC3A②脚电压较③脚电压高，则IC3A①脚呈低电平，此时VD8正偏导通。
UK被钳制于低电位。
这时。
无论BH是否接收到人体红外信号，由于UK被钳位于低电平，则IC3B、IC3C的⑦、⑧脚均呈低电平，VT1截止，灯不亮。
当天黑或环境亮度降低时。
RG呈高阻态，此时IC3A②脚电压较③脚电压低。
则IC3A的①脚呈高电平，VD8反偏截止，对UK隔离。
BH接收到移动人体发出的红外线信号后输出UK并与IC3B⑤脚与⑥脚基准电压作比较，当UK即⑤脚电压大于⑥脚电压时，IC3BC⑦脚输出高电平。
同理，IC3C⑧也输出高电平，VT1饱和导通，J得电吸合，J常开触点闭合，接通照明灯。
当SA1-2拨至②端时，R19被接人电路，由于阻值较高，其工作原理与无光照明时一样。
在二、制作与调整 制作时需要加非涅耳透镜。
对红外传感器来说。
不加透镜其探测半径不。
人体感应开关原理及电路图
一款人体感应开关电路图笔者手头有一个人体感应开关，它采用了专用感应集成电路ＨＴ７６１０Ｂ，外围电路简洁，性能颇佳，可靠性高，现介绍如下：根据实物绘出的电路见图。
当开关ＳＷ置于“自动”位置时，ＲＥ－２００Ｂ将感应到的人体释放的红外线转换成微弱的电信号送至ＨＴ７６１０Ｂ的{11}脚，经内部二级放大和阻容选频网络选频后，在{20}脚输出０．３～３Ｈｚ的交变信号，当此信号幅度大于２Ｖ时，{2}脚就会输出一个与交流电源电压同步的方波电压，驱动双向可控硅过零触发导通，点亮电灯。
ＶＲ１为延迟时间调节电位器，灯点亮后，延迟熄灯时间可在８秒至６分钟之间任意调节；ＶＲ２为亮暗起控调节电位器，可以调节在白天和夜晚之间的任一亮度时起控，此时电灯点亮。
亦脚（ＶＤＤ端）设计的点灯阈值电压为８Ｖ，亦脚电压低于８Ｖ灯不能点亮，只有高于８Ｖ灯才能点亮。
1.红外测温仪前置放大电路2.热释电红外传感器热释电红外传感器是最常用的红外检测器之一，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体上、下表面设置电极，在上表面加以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U。
常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体，例如，钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。
热释电红外传感器的电路图、外形图如下图所示。
热释电红外温度传感器的特点是反应速度快、灵敏度高、准确度高、测量范围广、使用方便，尤其非接触式测量使红外温度传感器和以红外传感器为核心的红外测温模块、红外测温仪在工业现场、国防建设、科学研究等领域得以广泛应用。
主要应用于铁路、车辆、石油化工、食品、医药、塑料、橡胶、纺织、造纸、电力等行业的温度测量、温度检测、设备故障的诊断。
特别适用于高温和危险场合的远距离测温。
一、人体感应开关该电路广泛应用于防盗报警器、自动门、自动风扇、展览会及旅游景点的自动解说系统、楼梯及教室照明灯的控制等产品中。
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III
陕西理工学院毕业设计
1.引言
随着现代化的发展，工业、农业、商业、教育等等行业的用电量都大幅度增加，在这种情况下 电能的浪费成为人们普遍关注的问题。一个优秀的照明系统不仅可以提升照明环境的品质，还要做 到充分利用和节约能源。目前功能型开关在人们的生产和生活中起着重要作用，市面上各类自动断 电开关和声控开关应用比较广泛，但是随着人们对生态环境的重视，这些开关电路已经不能满足人 们的需要，这就要求更加节能和环保的自动照明控制产品的出现，以满足人们对高质量生活的需求。
[关键词]热释电；红外感应器；菲涅尔透镜
I
The design of induction switch with infrared ray of human body
Liu Yan
(Grade 2012,Class 2,Major of Communication Engineering,School of Physics and Telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi)
Tutor:：Wu Yan
Abstract：Infrared sensor switch circuit by the infrared sensor, microprocessor control circuit, LED control circuit
and associated control and management software. Human infrared rays emitted through the Fresnel filter infrared sensors to gather enhanced source pyroelectric element made of induction heads lose charge balance upon receipt of infrared radiation temperature changes to the outward charge, follow-up IC integrated circuit is to generate the light signal inspection process. When adding the sensor to the control circuit working environment, in the light of weak intensity environment, 4-5m place proximity switch, inductive source receives infrared signals emitted by the human body through the human body, and circuit switched point bright lighting appliances, lasts about 8s extinguished. The results show that, in the needing light conditions, this switch can be a convenient stop start, fly in the ointment is blocked by a sensor head will not work properly.
毕业设计（论文）
题目 学生姓名 所在学院 专业班级 指导教师 完成地点
红外人体感应开关电路的设计
刘燕
学号 1213024049
物理与电信工程学院
通信工程专业 1202 班
吴燕
物理与电信工程学院通信工程实验室
2016 年 06 月 05 日
红外线人体感应院 物理与电信工程学院 通信工程专业 1202 班 陕西 汉中 723003）
目前关于来电断电开关的研究涉及主要两个方面：一是直接利用开关的串并联关系再加上继电 器的作用实现停电后来电自动断电功能，该方案成本较低，但是开关体积较大;二是运用数字电路进 行编程实现自动断电，开关性能稳定，体积较小，但成本较高。国内外对红外感应开关的研究比较 成熟，一般采用 BISS0001、 CSC9803 等芯片来处理接收的红外感应信号，这些芯片功能强大但芯 片管脚较多，外围电路接法比较复杂。虽然以上两种开关在国内都已经有了一些相关的发明专利， 但目前尚没出现将两种功能结合的节能开关。于是我们设计出了一种集上述两种开关功能于一身的 红外线来电断电自动节能开关，利用继电器实现来电断电功能，并用 STC89C52 芯片处理红外感应 信号，使得开关体积较小、成本较低；填补国内在这一领域的空白，响应节能号召。这种开关可以 用在学生寝室、家庭等场所。
用热释电红外探头并对探头接收到的微弱信号加以放大，然后驱动继电器，可以制成热释电人 体感应开关。它可应用于电灯的节能自动开关、自动门、安全防护、防盗等设备中。人体会发射特 定波长红外线. 用专门设计的传感器就可以针对性的检测这种红外线的存在与否，当人体红外线照 射到传感器上后，因热释电效应将向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生控制信号。这种 专门设计的探头只对波长为 10μm 左右的红外辐射敏感，人体都有恒定的体温，一般在 37 度，会 发射 10um 左右的特定波长红外线，所以除人体以外的其他物体不会引发探头动作。探头内包含两 个互相串联或并联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元 件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。一旦人侵入探测区 域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同， 热释电也不同，不能抵消，于是输出检测信号。人体是一特定波长红外线的发射体，由红外传感器 检测到这种红外线的变化并予以放大选频处理后，可以推动适当的负载，此乃人体红外自动开关。 这一检测技术较之超声、哑声、微波方式更为灵敏与准确。它要求 PIR 热释电人体红外传感器的信 号放大处理电路有很高的灵敏度并要能准确鉴别生物体与非生物体的运动，使误动作率降到最低。 且体积小，自耗电微少。采用热释电红外传感器及专用单片集成电路构成的这种开关能成为人到灯 亮、人走灯灭。它安装方便，可直接替换面板式开关，无需改动市电线路。
指导教师：吴燕
[摘要]红外线人体感应开关电路由红外传感器、单片机控制电路、LED 控制电路及相关的控制管理软件组成。
人体发射的红外线经过菲涅尔滤光片增强后聚集到采用热释电元件制成的红外感应源上，感应头在接收到人体红外 辐射温度发生变化时经检验处理即可产生光照信号。当开关电路在需要照明的环境下，距离感应开关 4-5m 的地方， 一旦有人体经过，开关电路接通并点亮照明用具，持续 8s 左右熄灭。美中不足的是，感应头一经遮挡就无法正常工 作。
Key Words: Pyroelectric; infrared sensor; Fresnel len
II
目录
1.引言........................................................................................................... 1 2.硬件系统分析与设计...............................................................................2
2.2.1 人体红外线传感器的基本结构和原理......................................2 2.2.2 红外线传感器的优缺点............................................................. 5 2.2.3 人体感应模块电路..................................................................... 5 2.3 STC89C52 单片机最小系统.................................................................. 6 2.4 LCD1602 显示屏.....................................................................................8 2.5 红外人体感应开关系统电路............................................................. 10 3.软件系统设计......................................................................................... 12 3.1 软件开发环境的介绍....................................................................... 12 3.1.1 Keil μVision4 介绍............................................................. 12 3.1.2 Proteus 软件介绍.................................................................... 12 3.2 程序设计..............................................................................................13 3.3 系统软件测试......................................................................................14 4. 电路制作与调试...................................................................................16 4.1 电路制作............................................................................................ 16 4.1.1 电子电路的静电保护................................................................. 16 4.1.2 元件的焊接................................................................................. 16 4.2 电路调试...............................................................................................16 5.总结与展望............................................................................................. 18 致谢............................................................................................................. 19 参考文献..................................................................................................... 20 附录 A 英文文献原文................................................................................21 附录 B 英文文献译文................................................................................27 附录 C 红外人体感应开关电路源程序................................................... 33 附录 D 元器件清单....................................................................................37