CN102170724B - 用热释电红外模块和光控制的照明灯 - Google Patents

用热释电红外模块和光控制的照明灯 Download PDF

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Abstract

本发明属于电子技术领域，涉及一种用热释电红外模块和光控制的照明灯。该装置由市电电源(AC)、市电降压和全桥整流电路、稳压电源及滤波电路、电平信号放大电路、单稳态电路、固态继电器(SSR)控制照明灯(HL)电路组成，其特征是：电路中的BH9402热释电红外探测模块(IC1)接有光控电路，单稳态电路采用NE555时基集成电路(IC2)。本发明在楼道、走廊、卫生间等场合，照明灯在天黑时能自动打开，为更好的节约电力，需要有一种人来灯亮、人去灯灭的照明灯自动控制装置，并且该装置具有光控电路，在白天光线较强的情况下，照明灯能做到人来灯也不亮，这样既方便了照明灯的使用，又有效杜绝了常明灯浪费电力的现象。

Description

用热释电红外模块和光控制的照明灯
技术领域
本发明属于电子技术领域，涉及一种用热释电红外模块和光控制的照明灯。
背景技术
通常照明灯都是由电源开关控制，但在有些场合，如：人员往来较多的上下楼道、走廊、公用卫生间，或不便安装电源开关场所，或需要照明灯在天黑时能自动打开，或为了更好的节约电力，需要有一种人来灯亮、人去灯灭的自动控制装置，并且装置具有光控电路，在白天光线较强的情况下，照明灯又能做到人来灯也不亮，这样既方便了照明灯的使用，又有效的杜绝了常明灯浪费电力的现象。
用BH9402热释电红外探测模块来探测人体红外信号，该模块内集成了PIR传感头、红外线处理集成电路，且包括了光控电路，所以探测部分的电路结构简洁，制作用热释电红外模块和光控制的照明灯也比较方便。
经过多种方案的试验，本发明使用少量普通元器件实现了用热释电红外模块和光控制的照明灯，其电路具有结构简单、造价低廉、性能可靠的优点。以下详细说明这种用热释电红外模块和光控制的照明灯制作的相关技术。
发明内容
发明目的及有益效果：本发明在楼道、走廊、卫生间等场合，或照明灯在天黑时能自动打开，或为了更好的节约电力，需要有一种人来灯亮、人去灯灭的自动控制装置，并且装置具有光控电路，在白天光线较强的情况下，照明灯能做到人来灯也不亮，这样既方便了照明灯的使用，又有效杜绝了常明灯浪费电力的现象。
技术特征：用热释电红外模块和光控制的照明灯，由市电电源(AC)、市电降压和全桥整流电路(D1～D4)、稳压电源及滤波电路、电平信号放大电路、单稳态电路、固态继电器(SSR)控制照明灯(HL)电路组成，其特征是：电路中的BH9402热释电红外探测模块(IC1)接有光控电路，单稳态电路中的集成电路采用NE555时基电路(IC2)。
电路的组成及电路中元器件之间的连接关系
1.热释电红外探测模块(IC1)及光控电路：热释电红外探测模块(IC1)的1脚接稳压电源的正极(VCC)，热释电红外探测模块(IC1)的3脚使能端接光敏电阻(RL)的一端，光敏电阻(RL)的另一端和热释电红外探测模块(IC1)的4脚接电路地(GND)。
2.电平信号放大电路：热释电红外探测模块(IC1)的信号输出端2脚接NPN型晶体管(VT1)的基极，NPN型晶体管(VT1)的集电极分别接电阻R1的一端和时基电路(IC2)的2脚，NPN型晶体管(VT1)的发射极接电路地(GND)。
3.单稳态电路由时基电路(IC1)、电阻R2、电解电容C2和电容C3组成，时基电路(IC1)的6脚和7脚同接电阻R2的一端、电解电容C2的正极，电阻R2的另一端接稳压电源的正极(VCC)，电解电容C2的负极接电路地(GND)，时基电路(IC1)的5脚接电容C3的一端，电容C3的另一端接电路地(GND)，时基电路(IC1)的4脚和8脚接稳压电源的正极(VCC)。
4.固态继电器(SSR)控制照明灯(HL)电路：时基电路(IC1)的3脚接发光二极管LED1的正极，发光二极管LED1的负极接固态继电器(SSR)的16脚，固态继电器(SSR)的1脚接电路地(GND)，固态继电器(SSR)的10脚串接照明灯(HL)接市电电源(AC)的零线端(N)，固态继电器(SSR)的8脚接市电电源(AC)的火线端(L)。
5.市电降压和全桥整流电路、稳压电源及滤波电路：其特征是：电容C4的一端和电阻R3的一端接市电电源(AC)的火线端(L)，电容C4的另一端和电阻R3的另一端同接全桥整流电路(D1～D4)交流电输入端的一端，全桥整流电路(D1～D4)交流电输入端的另一端同接市电电源(AC)的零线端(N)和接照明灯(HL)的一端，全桥整流电路(D1～D4)直流电输出端的正极接稳压二极管(DW)的负极和电解电容C1正极，全桥整流电路(D1～D4)直流电输出端的负极接电路地(GND)、稳压二极管(DW)的正极和电解电容C1负极。
电路工作原理
市电电源由电容C4降压、硅二极管全桥整流(D1～D4)、稳压二极管(DW)组成，市电电源接通后在电解电容C1的两端获得6V稳定直流电压供整个电路工作所用。
用时基电路(IC2)接成典型的单稳态电路，平时为稳定态，时基电路(IC2)的3脚输出低电平，固态继电器(SSR)关闭，照明灯(HL)不亮。当有人靠近该装置时，热释电红外探测模块(IC1)探测到人体辐射的红外信号后开始工作，热释电红外探测模块(IC1)的2脚(CP)端输出脉宽为2～5秒的高电平，使NPN型晶体管VT1导通，向时基电路(IC2)的触发端2脚输入一负脉冲，时基电路IC2翻转进人暂稳态，时基电路(IC2)的3脚输出高电平。指示灯LED1点亮，同时固态继电器(SSR)内部的发光管也被点亮发光，内部光控晶闸管开通，即固态继电器(SSR)的8脚和10脚被短接，照明灯(HL)被点亮。在时基电路(IC2)的暂稳态时间内(可用公式：T＝1.1·R2·C2估算)，只要人体在模块监视区域内稍微活动，热释电红外探测模块(IC1)的CP端不断有输出信号，使时基电路(IC2)始终保持暂稳态，故使照明灯(HL)长亮不熄，暂稳态时间约5分钟。当人体离开后，红外探测模块(IC1)的信号输出端(CP)2脚无电平输出，晶体管VT1的状态由导通变为截止，在时基电路(IC2)暂稳态过后，电路自动恢复到稳定态，固态继电器(SSR)断开，照明灯(HL)熄灭。光控电路利用热释电红外探测模块(IC1)使能端(SL)接光敏电阻(RL)，实现在环境光照较强时，红外探测模块(IC1)的2脚信号输出端(CP)保持无电平输出状态，达到节电目的。
附图说明
1.附图是的用热释电红外模块和光控制的照明灯电路工作原理图。
2.附图中的IC1为BH9402型热释电红外探测模块，该模块有4根引脚。
具体实施方式
按照附图所示的用热释电红外模块和光控制的照明灯工作原理图和附图说明及以下所述的元器件技术要求和调试方法进行实施，即可实现本发明。
元器件的选择及其技术参数
1.IC1选用型号为BH9402一体化热释电红外探测模块，出厂时模块安装在一个灰色塑料盒内，盒内装有P2288型热释电红外传感器(PIR)与SN9210红外信号处理专用集成电路，在探测面安装有一只半球形乳白色菲涅耳透镜。该模块有4根引脚：1脚为VDD橙色线；2脚为信号输出端(CP)绿色线；3脚为使能端(SL)蓝色线，用于扩展功能，本实施例使能端(SL)接光敏电阻(RL)；4脚为VSS白色线。该模块一旦接收到红外信号，模块信号输出端(CP)便输出高电平。
2.IC2选用型号为：NE555或选用LM555时基集成电路。
3.RL选用型号为MG45的光敏电阻。
4.VT1选用2SC9013或3DG12、3DK等NPN型中功率晶体管，电流放大系数β≥110。
5.D1～D4选用普通1N4004型硅整流二极管。
6.DW为硅稳压二极管，参数为6V、1W，可选2CW系列或IN47系列。
7.指示灯LED1选用普通红色发光二极管。
8.R1～R3电阻可选用RTX-1/4W碳膜电阻，电阻R1的阻值为10KΩ，电阻R2的阻值为1MΩ，电阻R3的阻值为510KΩ。
9.C1、C2用CD11-16V型电解电容，容量分别为1000μF、100μF；C3用瓷介电容，容量为0.01μF；C4选用400V聚丙烯电容，容量为1μF。
10.SSR选用TAC018型固态继电器，电流容量为1A，其尺寸、封装形式与16脚双列直插式塑封集成电路相同，4个引脚的位置分别对应16脚双列集成电路的1脚、16脚和8脚、10脚，固态继电器(SSR)可直接插焊接在印制电路板上。
11.照明灯(HL)为220V的白炽灯，功率应控制在60～100W。
制作与调试电路
只要选用的电子元器件的性能完好，用热释电红外模块和光控制的照明灯元器按照附图中电路工作原理图所示元器件的连接关系进行焊接，在对焊接连线认真核对无误后，该装置的电路基本勿需调试，接上市电电源后即可正常工作。
安装要求
要求将热释电红外探测模块的探测面对准人员走动必经的地方，模块的安装高度为1.5m，一般探测距离约为1.7～2.1m。

Claims (1)

1.一种用热释电红外模块和光控制的照明灯，它包括市电电源AC、市电降压和全桥整流电路、6V直流稳压电路及滤波电路、红外信号探测及光敏电路、电平信号缓冲电路、单稳态电路、固态继电器控制照明灯电路、状态指示电路，其特征包括： 
所述的红外信号探测及光敏电路由热释电红外探测模块IC1和光敏电阻RL组成，热释电红外探测模块IC1采用的型号为BH9402，热释电红外探测模块IC1的第1脚接电路正极VCC，热释电红外探测模块IC1的第3脚接光敏电阻RL的一端，光敏电阻RL的另一端和热释电红外探测模块IC1的第4脚接电路地GND； 
所述的电平信号缓冲电路中的热释电红外探测模块IC1的第2脚接NPN型晶体管VT1的基极，NPN型晶体管VT1的集电极通过电阻R1接电路正极VCC；NPN型晶体管VT1的发射极接电路地GND； 
所述的单稳态电路由时基电路IC2、电阻R2、电解电容C2和电容C3组成，时基电路IC2采用的型号为NE555，时基电路IC2的第6脚和第7脚接电阻R2的一端及电解电容C2的正极，电阻R2的另一端接电路正极VCC，电解电容C2的负极和时基电路IC2的第1脚接电路地GND，时基电路IC2的第5脚通过电容C3接电路地GND，时基电路IC2的第4脚和第8脚接电路正极VCC； 
在状态指示电路中，时基电路IC2的第3脚接发光二极管LED1的正极，发光二极管LED1的负极接接固态继电器SSR的第16脚； 
所述的固态继电器控制照明灯电路中固态继电器SSR的第1脚接电路地GND，固态继电器SSR的第10脚串接照明灯HL后接市电电源AC的零线端N，固态继电器SSR的第8脚接市电电源AC的火线端L； 
在市电降压和全桥整流电路中，电容C4的一端和电阻R3的一端接市电电源AC的火线端L，电容C4的另一端和电阻R3的另一端接全桥整流电路D1～D4交流电输入端的一端，全桥整流电路D1～D4交流电输入端的另一端接市电电源AC的零线端N，全桥整流电路D1～D4直流电输出端接6V直流稳压电路及滤波电路； 
在6V直流稳压电路及滤波电路中，稳压二极管DW的负极和电解电容C1的正极接电路正极VCC，稳压二极管DW的正极和电解电容C1的负极接电路地GND。 
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