CN105611702A - 景观区域红外探测延迟全亮半亮节能路灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种景观区域红外探测延迟全亮半亮节能路灯，其特征包括：9V半波整流稳压电源、红外探头及红外信号放大电路、电压比较电路、电平信号放大延迟电路、白炽灯驱动电路；所述的红外探头及红外信号放大电路由热释电红外探头IC1、电解电容C1、NPN型晶体管VT1、电阻R2组成，热释电红外探头IC1选用的型号为LN074B。为克服公园、游园、江河湖畔景观区域等公共场所普通路灯存在浪费能源的问题，本发明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，然后驱动路灯。做到行人接近时自动点亮路灯，行人远离路灯一段距离后，路灯由全亮延时一段后逐渐转为半亮状态，它可有效的节约电力资源。
Description
技术领域
本发明属于电子控制技术与节能技术领域，是关于一种景观区域红外探测延迟全亮半亮节能路灯。
背景技术
现在很多公园、游园、江河湖畔景观区域等公共场所的道路都安装了各种照明路灯，以方便游人、行人游玩或观赏。每到夜晚这些公共场所的照明路灯全部开启，在游人如织的时侯确实很方便，但到了夜深人静游人稀少或极少有游人光顾时，又不可能将照明路灯全部关闭，各种照明路灯多数都是通宵达旦的整夜工作着，这就造成能源的很大浪费。
为克服公园、游园、江河湖畔景观区域等公共场所普通路灯存在浪费能源的问题，本发明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，然后驱动路灯。本发明经过多种方案试验、比较和分析，电路具有简捷、免调试特点，仅使用少量常见元器件到达预期目的。做到行人接近时自动点亮路灯，行人远离路灯一段距离后，路灯由全亮延时一段后逐渐转为半亮状态。它与一般延时灯工作原理有着很大不同，它可有效的节约电力资源。
以下详细说明本发明所述的景观区域红外探测延迟全亮半亮节能路灯在实施过程中所涉及必要的、关键性技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：为克服公园、游园、江河湖畔景观区域等公共场所普通路灯存在浪费能源的问题，本发明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，然后驱动路灯。本发明经过多种方案试验、比较和分析，电路具有简捷、免调试特点，仅使用少量常见元器件到达预期目的。做到行人接近时自动点亮路灯，行人远离路灯一段距离后，路灯由全亮延时一段后逐渐转为半亮状态。它与一般延时灯工作原理有着很大不同，它可有效的节约电力资源。
电路工作原理：景观区域红外探测延迟全亮半亮节能路灯的电路采用红外探头LN074B，当红外探头IC1接收到行人辐射的红外信号后，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型晶体管VT1放大后输入运算放大器IC2组成的电压比较器。
平时运算放大器IC2的第2脚电压略高于运算放大器IC2的第3脚输入电压，运算放大器IC2的第6脚输出低电平；当有行人进入红外探头IC1的探测范围时，红外控头IC1输出一定电压，该电压经NPN型晶体管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的第6脚输出高电平，使增强型N沟道场效应管VT2的导通，从而使双向可控硅BCR被触发，使白炽灯HL得电开始工作(白炽灯HL满负荷工作)。
当行人远离路灯时，因增强型N沟道场效应管VT2的栅极接有电解电容C3和电阻R3，即便运算放大器IC2的第6脚输出低电平，电解电容C3放电需要经过一段时间，致使增强型N沟道场效应管VT2由导通逐渐向半导通状态过度，从而使双向可控硅BCR的导通发生变化，使白炽灯HL由全亮状态逐渐变为半亮状态。
运算放大器IC2外围电路中的电位器RP用来预设红外探头IC1的灵敏度，它用于调整红外探头IC1探测行人接近路灯的距离。
为了使红外信号放大电路稳定工作，在NPN型晶体管VT1放大电路中增加电阻R1和电容C2组成负反馈电路。
技术方案：景观区域红外探测延迟全亮半亮节能路灯，它包括9V半波整流稳压电源、红外探测及红外信号放大电路、电压比较电路、电平信号放大延迟电路、白炽灯驱动电路，其特征在于：
红外探测及红外信号放大电路：它由红外探头IC1、电解电容C1、NPN型晶体管VT1、电阻R2组成，红外探头IC1选用的型号为LN074B，红外探头IC1的红色线接电路正极VCC，红外探头IC1的黑色线接电路地GND，红外探头IC1的输出端S接电解电容C1的正极，电解电容C1的负极接NPN型晶体管VT1的基极，NPN型晶体管VT1的集电极通过电阻R2接电路正极VCC，NPN型晶体管VT1的发射极接电路地GND；
负反馈电路：电阻R1的一端和电容C2的一端接NPN型晶体管VT1的基极，电阻R1的另一端和电容C2的另一端接NPN型晶体管VT1的集电极；
电压比较电路：它由运算放大器IC2和电位器RP组成，运算放大器IC2选用的型号为CA3140，运算放大器IC2的第3脚接NPN型晶体管VT1的集电极，运算放大器IC2的第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的第7脚接电路正极VCC，电位器RP的另一端和运算放大器IC2的第4脚接电路地GND；
电平信号放大延迟电路：它由开关二极管D1、电阻R3、电解电容C3、增强型N沟道场效应管VT2组成，开关二极管D1的正极接运算放大器IC2的第6脚，开关二极管D1的负极接电阻R3的一端和电解电容C3的正极及增强型N沟道场效应管VT2的栅极，增强型N沟道场效应管VT2的漏极接电路正极VCC，增强型N沟道场效应管VT2的源极通过电阻R4接电路地GND；
白炽灯驱动电路：它由触发电阻R5、双向可控硅BCR、白炽灯HL组成，双向可控硅BCR的控制极G通过触发电阻R5接增强型N沟道场效应管VT2的源极，双向可控硅BCR的第二阳极T2通过白炽灯HL接220V交流电源的火线端L，双向可控硅BCR的第一阳极T1接电路地GND；
9V半波整流稳压电源：它由降压电容C5、泄放电阻R6及硅整流二极管D2、硅稳压二极管DW和电解电容C4组成，220V交流电源的火线端L接降压电容C5的一端和泄放电阻R6的一端，降压电容C5的另一端和泄放电阻R6的另一端接硅整流二极管D1的正极，硅整流二极管D1的负极接硅稳压二极管DW的负极和电解电容C4的正极，硅稳压二极管DW的正极和电解电容C4的负极接电路地GND；
9V半波整流稳压电源的正极与电路正极VCC相连，9V半波整流稳压电源的负极与电路地GND及220V交流电源的零线端N相连。
附图说明
附图1是本发明提供一个景观区域红外探测延迟全亮半亮节能路灯的实施例电路工作原理图。
具体实施方式
按照附图1所示的景观区域红外探测延迟全亮半亮节能路灯电路工作原理图和附图说明，并按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本发明，以下结合实施例对本发明的相关技术作进一步的描述。
元器件的名称及其主要技术参数
IC1为红外探头，选用的型号为LN074B，红色线接电路正极VCC，黑色线接电源负极，即：接电路地GND；
IC2为运算放大器，选用的型号为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)；
VT1为NPN型晶体管,选用的型号为2SC9013，放大倍数β≥180；
VT2为增强型N沟道场效应管，选用的型号为IRFZ22；
BCR为双向可控硅，采用的技术参数为1A、400V；
D1为开关二极管，选用的型号为1N4148；
D2为硅整流二极管，选用的型号为1N4007；
DW为硅稳压二极管，使用的工作电压为9V、功率为1W；
RP为电位器，选用实心电位器，使用的阻值为36KΩ；
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180KΩ；电阻R4的阻值为2.7KΩ；触发电阻R5的阻值为24KΩ；电阻R6的阻值为680KΩ、1W；
C1为电解电容，容量为47μF/25V；C2为涤纶电容，其容量是0.039μF；C3为电解电容，使用的型号CD11-10，其容量为100μ/25V；C4为电解电容，使用的型号CD11-10，其容量为1000μ/25V；降压电容C5的容量为0.68μF/450V涤纶电容；
HL为白炽灯，使用220V、25～40W白炽灯，或使用220V、9～15W节能灯。
电路制作要点及电路调试
因景观区域红外探测延迟全亮半亮节能路灯的电路结构比较简单，一般情况下只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图1中的元器件连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，本发明的电路只需要进行简单地调试即可正常工作；
电路调试主要是调节电位器RP，选择合适的参考电压，以达到较高的探测灵敏度；
红外探头IC1安装在高度距离地面为5～7m，红外探头透镜的平面正对地面俯视安装，让其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，所以安装时应选择理想的高度和角度，尽量使红外探头IC1探测死区的范围越小越好。
本发明的电路结构设计、元器件布局，以及它的外观形状及其尺寸大小等均不是本发明的关键技术，也不是本发明要求保护的关键性技术内容，因不影响本发明具体实施过程和发明目的的实现，故不在说明书中一一说明。
Claims (1)
1.一种景观区域红外探测延迟全亮半亮节能路灯，它包括9V半波整流稳压电源、红外探头及红外信号放大电路、电压比较电路、电平信号放大延迟电路、白炽灯驱动电路，其特征在于：
所述的红外探头及红外信号放大电路由由红外探头IC1、电解电容C1、NPN型晶体管VT1、电阻R2组成，红外探头IC1选用的型号为LN074B，红外探头IC1的红色线接电路正极VCC，红外探头IC1的黑色线接电路地GND，红外探头IC1的输出端S接电解电容C1的正极，电解电容C1的负极接NPN型晶体管VT1的基极，NPN型晶体管VT1的集电极通过电阻R2接电路正极VCC，NPN型晶体管VT1的发射极接电路地GND；
所述的负反馈电路：电阻R1的一端和电容C2的一端接NPN型晶体管VT1的基极，电阻R1的另一端和电容C2的另一端接NPN型晶体管VT1的集电极；
所述的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选用的型号为CA3140，运算放大器IC2的第3脚接NPN型晶体管VT1的集电极，运算放大器IC2的第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的第7脚接电路正极VCC，电位器RP的另一端和运算放大器IC2的第4脚接电路地GND；
所述的电平信号放大延迟电路由开关二极管D1、电阻R3、电解电容C3、增强型N沟道场效应管VT2组成，开关二极管D1的正极接运算放大器IC2的第6脚，开关二极管D1的负极接电阻R3的一端和电解电容C3的正极及增强型N沟道场效应管VT2的栅极，增强型N沟道场效应管VT2的漏极接电路正极VCC，增强型N沟道场效应管VT2的源极通过电阻R4接电路地GND；
所述的白炽灯驱动电路由触发电阻R5、双向可控硅BCR、白炽灯HL组成，双向可控硅BCR的控制极G触发通过电阻R5接增强型N沟道场效应管VT2的源极，双向可控硅BCR的第二阳极T2通过白炽灯HL接220V交流电源的火线端L，双向可控硅BCR的第一阳极T1接电路地GND；
所述的9V半波整流稳压电源由降压电容C5、泄放电阻R6及硅整流二极管D2、硅稳压二极管DW和电解电容C4组成，220V交流电源的火线端L接降压电容C5的一端和泄放电阻R6的一端，降压电容C5的另一端和泄放电阻R6的另一端接硅整流二极管D1的正极，硅整流二极管D1的负极接硅稳压二极管DW的负极和电解电容C4的正极，硅稳压二极管DW的正极和电解电容C4的负极接电路地GND；
所述的9V半波整流稳压电源的正极与电路正极VCC相连，9V半波整流稳压电源的负极与电路地GND及220V交流电源的零线端N相连。
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