CN102412821A - 热释电红外人体接近控制开关 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种热释电红外人体接近控制开关。该热释电红外人体接近控制开关由供电电源DC、红外探头电路、红外信号放大电路、电压比较电路和继电器控制电路组成；红外探头电路的特征是：热释电红外探头IC1的型号选用LN074B，热释电红外探头IC1的红色线接电路正极VCC，热释电红外探头IC1的黑色线接电路地GND，热释电红外探头IC1的输出端S接电解电容C1的正极；红外信号放大电路由电解电容C1、NPN硅晶体管VT1、电阻R2和负反馈电路组成。该控制开关采用热释电红外探头并对接收到的微弱信号加以放大，然后通过进一步信号放大驱动继电器控制相应负载工作，可以制成热释电红外控制开关、公共场所节能电灯、公共场所自动门、安全防护、防盗报警等设备。

Description

热释电红外人体接近控制开关
技术领域
本发明属于电子控制技术领域，是关于一种热释电红外人体接近控制开关。
背景技术
采用热释电红外探头并对红外探头接收到的微弱信号加以放大，然后驱动继电器控制相应的负载，用它可以制成热释电红外人体控制开关，可应用于公共场所节能照明、自动开关、公共场所的自动门、安全防护、防盗报警等设备。
本发明所述的热释电红外人体接近控制开关是经过多种方案试验、比较和分析，本发明具有简捷的免调试电路，仅使用少量常见元器件实现了预期目的。
以下详细说明这种热释电红外人体接近控制开关的有关制作技术。
发明内容
发明目的及有益效果：本发明所述的热释电红外人体接近控制开关采用热释电红外探头并对红外探头接收到的微弱信号加以放大，然后通过进一步信号放大驱动继电器控制相应的负载工作，可以制成热释电红外人体控制开关，可应用于公共场所节能照明、自动开关、公共场所自动门、安全防护、防盗报警等设备。
技术方案：热释电红外人体接近控制开关，由供电电源DC、红外探头电路、红外信号放大电路、电压比较电路和继电器控制电路组成，其特征包括：
红外探头电路的特征是：热释电红外探头IC1的型号选用LN074B，热释电红外探头IC1的红色线接电路正极VCC，热释电红外探头IC1的黑色线接电路地GND，热释电红外探头IC1的输出端S接电解电容C1的正极；
红外信号放大电路由电解电容C1、NPN硅晶体管VT1、电阻R2和负反馈电路组成，其特征是：NPN硅晶体管VT1的基极接电解电容C1的负极，NPN硅晶体管VT1的集电极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电路正极VCC，NPN硅晶体管VT1的发射极接电路地GND；
电压比较电路由运算放大器IC2和电位器RP组成，其特征是：运算放大器IC2的型号选用CA3140，运算放大器IC2的2脚接电位器RP的活动臂，电位器RP的一端和运算放大器IC2的7脚接电路正极VCC，电位器RP的另一端和运算放大器IC2的4脚接电路地GND，运算放大器IC2的3脚接NPN硅晶体管VT1的集电极；
继电器控制电路由电阻R3、NPN硅晶体管VT2、继电器J和硅开关二极管D1组成，其特征是：电阻R3的一端接运算放大器IC2的6脚，电阻R3的另一端接NPN硅晶体管VT2的基极，NPN硅晶体管VT2的集电极与硅开关二极管D1的正极、继电器J线圈的一端相连，硅开关二极管D1的负极和继电器J线圈的另一端接电路正极VCC，NPN硅晶体管VT2的发射极接电路地GND。
其他电路的组成及电路中元器件之间的连接关系
负反馈电路的特征是：电阻R1的一端和电容C2的一端接NPN硅晶体管VT1的基极，电阻R1的另一端和电容C2的另一端接NPN硅晶体管VT1的集电极。
供电电源DC的正极与电路正极VCC相连，供电电源DC的负极与电路地GND相连。
电路工作原理：热释电红外人体接近控制开关的电路采用红外探头LN074B，当红外探头IC1接收到人体释放的热释电红外信号后，由红外控头IC1内部转换成一个频率约为0.3～3Hz微弱的低频信号，低频信号经NPN硅晶体管VT1放大后输入运算放大器IC2组成的电压比较器。
运算放大器IC2外围电路中的电位器RP为参考电压调节电位器，用来调节红外探头电路的灵敏度，也就是调节红外控头IC1的探测距离。平时参考电压运算放大器IC2的2脚电压略高于运算放大器IC2的3脚输入电压，运算放大器IC2输出低电平；当有人进入红外探头的探测范围时，红外控头IC1输出探测电压，经NPN硅晶体管VT1放大和运算放大器IC2组成电压比较器使信号输出电压高于参考电压，这时运算放大器IC2的6脚输出高电平，NPN硅晶体管VT2导通使继电器J得电吸合，接通报警器或照明灯的电源。为了使电路稳定工作，在NPN硅晶体管VT1放大电路中增加了电阻R2和电容C2组成的负反馈电路。
附图说明
附图1是本发明提供一个热释电红外人体接近控制开关的实施例电路工作原理图；附图1中的供电电源DC的正极与电路正极VCC相连，供电电源DC的负极与电路地GND相连。
具体实施方式
按照附图1所示热释电红外人体接近控制开关的电路工作原理图和附图说明，并且按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间的连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求进行实施即可实现本发明。
元器件名称及主要技术参数
IC1热释电红外探头选用LN074B型，红色线接电路正极VCC，黑色线接电源负极，即：接电路地GND；
IC2运算放大器，集成电路型号采用CA3140，其为8脚双列直插式DIP封装，它用一片MOSFET为输入的运算放大器，具有极高的输入阻抗为1.5TΩ和极低的输入电流(10PA)，很适合于作微弱信号的放大；
VT1为NPN型晶体管，选用型号为2SC9013，放大倍数β≥200；
D1为硅开关二极管，型号选用为1N4148；
电阻全部使用金属膜电阻或碳膜电阻，功率均为1/8W；电阻R1的阻值为2.2MΩ；电阻R2的阻值为10KΩ；电阻R3的阻值为6.8KΩ；RP为电位器，其阻值为22kΩ；
C1为电解电容，容量为47μF/25V；C2为涤纶电容，其容量是0.039μF；
J为继电器，其参数为直流9V，线圈绕组直流阻值要求≥850Ω，可选用JRX-13F或4098型的直流继电器；
供电电源DC的电压为6～9V，继电器J的参数由供电电源电压决定。
电路制作要点及电路调试
热释电红外人体接近控制开关的电路应该使用性能完好的电子元器件，按照附图1所示元器件的连接关系进行焊接，并对物理接线认真核对和检查，且在安装、焊接无误后，电路不需要调试即能正常工作。
电路调试主要是调节电位器RP，选择合适的参考电压，以达到需要的探测灵敏度；电阻R3用于调节继电器J的工作电流，电阻R3的6.8KΩ阻值是供电电源DC为9V时推荐值；当DC选用6V时，电阻R3的阻值应适当减小。
红外探头的安装在高度距离地面为2m左右，红外探头透镜的平面对地面呈13度左右的俯视角，这样可以形成一个比较理想的探测区域。由于红外探头透镜的探测范围为85度的锥形区域，所以在安装时应选择理想的高度和角度，尽量使探测死区的范围减小。

Claims (3)

1.一种热释电红外人体接近控制开关，由供电电源DC、红外探头电路、红外信号放大电路、电压比较电路和继电器控制电路组成，其特征包括：
红外探头电路的特征是：热释电红外探头IC1的型号选用LN074B，热释电红外探头IC1的红色线接电路正极VCC，热释电红外探头IC1的黑色线接电路地GND，热释电红外探头IC1的输出端S接电解电容C1的正极；
红外信号放大电路由电解电容C1、NPN硅晶体管VT1、电阻R2和负反馈电路组成，NPN硅晶体管VT1的基极接电解电容C1的负极，NPN硅晶体管VT1的集电极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电路正极VCC，NPN硅晶体管VT1的发射极接电路地GND；
电压比较电路由运算放大器IC2和电位器RP组成，运算放大器IC2的型号选用CA3140，运算放大器IC2的2脚接电位器RP的活动臂，电位器RP的一端和运算放大器IC2的7脚接电路正极VCC，电位器RP的另一端和运算放大器IC2的4脚接电路地GND，运算放大器IC2的3脚接NPN硅晶体管VT1的集电极；
继电器控制电路由电阻R3、NPN硅晶体管VT2、继电器J和硅开关二极管D1组成，电阻R3的一端接运算放大器IC2的6脚，电阻R3的另一端接NPN硅晶体管VT2的基极，NPN硅晶体管VT2的集电极与硅开关二极管D1的正极、继电器J线圈的一端相连，硅开关二极管D1的负极和继电器J线圈的另一端接电路正极VCC，NPN硅晶体管VT2的发射极接电路地GND。
2.根据权利要求1所述的热释电红外人体接近控制开关，其特征是：供电电源DC的正极与电路正极VCC相连，供电电源DC的负极与电路地GND相连。
3.根据权利要求1所述的热释电红外人体接近控制开关，其特征是：负反馈电路中电阻R1的一端和电容C2的一端接NPN硅晶体管VT1的基极，电阻R1的另一端和电容C2的另一端接NPN硅晶体管VT1的集电极。
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