红外开关原理

红外感应开关的主要器件为人体热释电红外传感器 人体热释电红外传感器 人体都有恒定的体温 一般在 37 度 所以会 发出特定波长 10UM 左右的红外线 被动式红外探头就是探测人体发 射的 10UM 左右的红外线而进行工作的 人体发射的 10UM 左右的红 外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上 红外感应源通常 采用热释电元件 这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就 会失去电荷平衡 向外释放电荷 后续电路经检测处理后就能触发开 关动作 当有人进入开关感应范围时 专用传感器探测到人体红外光 谱的变化 开关自动接通负载 人不离开感应范围 开关将持续接通 人离开后或在感应区域内无动作 开关延时 时间可调 TIME 5 120 秒 自动关闭负载 红外感应开关 感应角度 120 度 距离 7 10 米 延时时间可调 红外感应技术现已经相当成熟 并运用与各个领域 未来的发展更不 可估量 郑州兴邦郑州兴邦 说起开关 谁都不会陌生 但说起人体红外智能感应开关 可能就有很多人不太熟悉了 下面 就让我们 一起来认识下人体红外感应开关 红外感应开关的主要器件为人体热释电红外传感器 人体热释电红外传感器 人体都有恒定的体温 一般在 37 度 所以会发出特定波长 10UM 左右的红外线 被动式红外探头就是探测人体发射的 10UM 左右的红外线而进行工作的 人体发射的 10UM 左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上 红外感应源通常采用热释 电元件 这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡 向外释放电荷 后续电路经 检测处理后就能触发开关动作 当有人进入开关感应范围时 专用传感器探测到人体红外光谱的变化 开 关自动接通负载 人不离开感应范围 开关将持续接通 红外感应开关的感应角度为 120 度 距离 7 10 米 延时时间可调 人离开后或在感应区域内无动作 开关延时 时间可调 TIME 5 120 秒 自动关闭负 载 一般来说 一个完整的人体红外感应开关主要包含以下部分 1 单极性设计 同普通墙壁开关 二线接驳 可接各类阻性负载 无需任何配件 2 全自动感应元件 人来开关立即接通 人离开后延时自动关闭 3 无触点电子开关 接通负载的瞬间无大的冲击电流 延长负载使用寿命 4 自动测光 光线强时不感应 出厂设置 带感光调节 也可调节在任意光线下感应或全天侯感应 5 自动随机延时 可连续延时方式 人在感应范围活动 开关始终接通 直到人离开后才自动关闭 可选不连 续延时方式 6 延时时间可调 16 秒 350 秒 也可根据客户要求订做 订做范围零点几秒至 30 分钟 本控制器采用热释远红外技术 专用温控电路 针对使用空调的办公室 公共场所专业设计 本控制器可控制室内温度低于 26 可调 时空调自动停止工作 室内温度高于 26 时 室 内有人时自动接通空调电源以备开启 室内无人时自动切断空调电源以达到节电的效果 具有 灵敏度高 工作可靠的优良品质 主要技术指标 1 测控距离 8 10m 2 可控视角 120 3 启动时间 0 5s 4 无人断电延时 15 min 5 安装方法 直接法 适用范围 大学 中学 学校 政府机关 企业 公司 写字楼 医院 宾馆等的办公室 教 室 图书馆等各种场所 人体红外感应模块人体红外感应模块 热释电红外传感器热释电红外传感器 提供原理图提供原理图 人人 体红外模块体红外模块 一 特点一 特点 采用 PIR 热释电传感器 菲涅尔 低功耗 静态功耗 50uA 宽电压范围 DC 4 5 20V 电路板小体积 38 28mm 32 24 mm 可重复 不可重复触发方式选择 使用简单 电源 信号输出 感应距离 7 米 感应角度 110 二 电气参数二 电气参数 工作电压范围 直流电压 4 5 20V 静态电流 50uA 输出电平 高 3 3 V 低 0V 触发方式 L 不可重复触发 H 重复触发 电路板外形尺寸 38 28mm 32 24 mm 感应角度 110 感应距离 7 米 三 应用范围三 应用范围 安防产品 人体感应玩具 人体感应灯具 工业自动化控制等 热释电红外开关是 BISS0001 配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成的 被动式红外 开关 它能自动快速开启各类白炽灯 荧光灯 蜂鸣器 自动门 电风扇 烘 干机和自动洗衣 机等装置 是一种高技术产品 特别适用于企业 宾馆 商场 库房及家庭的 过道 走廊等敏 感区域 或用于安全区域的自动灯光 照明和报警系统 品牌电应普型号 DYP ME003 种类光学材料混合物 材料物理性质半导体材料晶体结构单晶 制作工艺集成输出信号开关型 防护等级 IP67 线性度0 1 F S 迟滞0 1 F S 重复性0 1 F S 灵敏度高漂移无 分辨率高 基于红外线技术的自动控制产品基于红外线技术的自动控制产品 灵敏度高 可靠性强 超低电灵敏度高 可靠性强 超低电 压工作模式压工作模式 广泛应用于各类自动感应电器设备广泛应用于各类自动感应电器设备 尤其是干电池供尤其是干电池供 电的自动控制产品 电的自动控制产品 电气参数 电气参数 电气参数电气参数 DYP ME003DYP ME003 人体感应模块人体感应模块 工作电压范围工作电压范围 DC 4 5 20V 静态电流静态电流 50uA 电平输出电平输出 高高 3 3 V 低低 0V 触发方式触发方式 L 不可重复触发不可重复触发 H 重复触发重复触发 延时时间延时时间5 200S 5 200S 可调可调 可制作范围零点几秒可制作范围零点几秒 几几 十分钟十分钟 封锁时间封锁时间2 5S 2 5S 默认默认 可制作范围零点几秒可制作范围零点几秒 几十几十 秒秒 电路板外形尺寸电路板外形尺寸 32mm 24mm 感应角度感应角度 100 度锥角度锥角 感应距离感应距离7 米以内米以内 工作温度工作温度 15 70 15 70 度度 感应透镜尺寸感应透镜尺寸直径直径 23mm 23mm 默认默认 功能特点功能特点 1 全自动感应全自动感应 人进入其感应范围则输出高电平 人进入其感应范围则输出高电平 人离开感应范围则自动人离开感应范围则自动 延时关闭高电平 输出低电平 延时关闭高电平 输出低电平 2 光敏控制 可选择 出厂时未设 可设置光敏控制 白天或光线强时光敏控制 可选择 出厂时未设 可设置光敏控制 白天或光线强时 不感应 不感应 3 温度补偿温度补偿 可选择 出厂时未设可选择 出厂时未设 在夏天当环境温度升高至 在夏天当环境温度升高至 30 32 探测距离稍变短 温度补偿可作一定的性能补偿 探测距离稍变短 温度补偿可作一定的性能补偿 4 两种触发方式 可跳线选择 两种触发方式 可跳线选择 a a 不可重复触发方式不可重复触发方式 即感应输出高电平后 延时时间段一结束 输出将即感应输出高电平后 延时时间段一结束 输出将 自动从高电平变为低电平 自动从高电平变为低电平 b b 可重复触发方式 即感应输出高电平后 在延时时间段内 如果有人可重复触发方式 即感应输出高电平后 在延时时间段内 如果有人 体在其感应范围活动 其输出将一直保持高电平 直到人离开后才延时体在其感应范围活动 其输出将一直保持高电平 直到人离开后才延时 将高电平变为低电平 感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延将高电平变为低电平 感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延 一个延时时间段 并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点一个延时时间段 并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点 5 具有感应封锁时间具有感应封锁时间 默认设置默认设置 2 5S 2 5S 封锁时间封锁时间 感应模块在每一次感应 感应模块在每一次感应 输出后 高电平变成低电平 可以紧跟着设置一个封锁时间段 在此输出后 高电平变成低电平 可以紧跟着设置一个封锁时间段 在此 时间段内感应器不接受任何感应信号 此功能可以实现时间段内感应器不接受任何感应信号 此功能可以实现 感应输出时间感应输出时间 和和 封锁时间封锁时间 两者的间隔工作 可应用于间隔探测产品 同时此功能两者的间隔工作 可应用于间隔探测产品 同时此功能 可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰 可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰 此时间可设置在零点几秒此时间可设置在零点几秒 几十秒钟几十秒钟 6 工作电压范围宽 默认工作电压工作电压范围宽 默认工作电压 DC4 5V 20VDC4 5V 20V 7 微功耗微功耗 静态电流静态电流 50 50 微安 特别适合干电池供电的自动控制产品 微安 特别适合干电池供电的自动控制产品 8 8 输出高电平信号 可方便与各类电路实现对接 输出高电平信号 可方便与各类电路实现对接 使用说明使用说明 1 1 感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间 在此期间模块会间隔地输出感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间 在此期间模块会间隔地输出 0 0 3 3 次 一分钟后进入待机状态 次 一分钟后进入待机状态 2 2 应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜 以免引进干扰信号产应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜 以免引进干扰信号产 生误动作 使用环境尽量避免流动的风 风也会对感应器造成干扰 生误动作 使用环境尽量避免流动的风 风也会对感应器造成干扰 3 3 感应模块采用双元探头 探头的窗口为长方形 双元 感应模块采用双元探头 探头的窗口为长方形 双元 A A 元元 B B 元 位于较长元 位于较长 方向的两端 当人体从左到右或从右到左走过时方向的两端 当人体从左到右或从右到左走过时 红外光谱到达双元的时间 距红外光谱到达双元的时间 距 离有差值 差值越大 感应越灵敏 当人体从正面走向探头或从上到下或从下离有差值 差值越大 感应越灵敏 当人体从正面走向探头或从上到下或从下 到上方向走过时 双元检测不到红外光谱距离的变化 无差值 因此感应不灵到上方向走过时 双元检测不到红外光谱距离的变化 无差值 因此感应不灵 敏或不工作 所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽敏或不工作 所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽 量相平行 保证人体经过时先后被探头双元所感应 为了增加感应角度范围 量相平行 保证人体经过时先后被探头双元所感应 为了增加感应角度范围 本模块采用圆形透镜 也使得探头四面都感应 但左右两侧仍然比上下两个方本模块采用圆形透镜 也使得探头四面都感应 但左右两侧仍然比上下两个方 向感应范围大 灵敏度强 安装时仍须尽量按以上要求 向感应范围大 灵敏度强 安装时仍须尽量按以上要求 应用范围应用范围 安防产品安防产品 人体感应玩具人体感应玩具 人体感应灯具人体感应灯具 工业自动化控制等工业自动化控制等 使用说明 使用说明 1 1 感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间 在此期间模块会间感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间 在此期间模块会间 隔地输出隔地输出 0 30 3 次 一分钟后进入待机状态 次 一分钟后进入待机状态 2 2 应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜 以免引应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜 以免引 进干扰信号产生误动作 使用环境尽量避免流动的风 风也会对感进干扰信号产生误动作 使用环境尽量避免流动的风 风也会对感 应器造成干扰 应器造成干扰 3 3 感应模块采用双元探头 探头的窗口为长方形 双元 感应模块采用双元探头 探头的窗口为长方形 双元 A A 元元 B B 元 位于较长方向的两端 当人体从左到右或从右到左走过时元 位于较长方向的两端 当人体从左到右或从右到左走过时 红红 外光谱到达双元的时间 距离有差值 差值越大 感应越灵敏 当外光谱到达双元的时间 距离有差值 差值越大 感应越灵敏 当 人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时 双元检测人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时 双元检测 不到红外光谱距离的变化 无差值 因此感应不灵敏或不工作 所不到红外光谱距离的变化 无差值 因此感应不灵敏或不工作 所 以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相 平行 保证人体经过时先后被探头双元所感应 为了增加感应角度平行 保证人体经过时先后被探头双元所感应 为了增加感应角度 范围 本模块采用圆形透镜 也使得探头四面都感应 但左右两侧范围 本模块采用圆形透镜 也使得探头四面都感应 但左右两侧 仍然比上下两个方向感应范围大 灵敏度强 安装时仍须尽量按以仍然比上下两个方向感应范围大 灵敏度强 安装时仍须尽量按以 上要求 上要求 热释电传感器基本知识和使用中的常见问题热释电传感器基本知识和使用中的常见问题 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 除了 在我们熟知的楼道自动开关 防盗报警上得到应 用外 在更多的领域应用前景看好 比如 在房 间无人时会自动停机的空调机 饮水机 电视机 能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的机 构 开启监视器或自动门铃上的应用 结合摄影 机或数码照相机自动记录动物或人的活动等 等 您可以根据自己的奇思妙想 结合其它电 路开发出更加优秀的新产品 或自动化控制装置 热释电传感器基本知识热释电传感器基本知识 热释电效应同压电效应类似 是指由于温度的变 化而引起晶体表面荷电的现象 热释电传感器是 对温度敏感的传感器 它由陶瓷氧化物或压电晶 体元件组成 在元件两个表面做成电极 在传感 器监测范围内温度有 T 的变化时 热释电效应会 在两个电极上会产生电荷 Q 即在两电极之间产 生一微弱的电压 V 由于它的输出阻抗极高 在 传感器中有一个场效应管进行阻抗变换 热释电 效应所产生的电荷 Q 会被空气中的离子所结合 而消失 即当环境温度稳定不变时 T 0 则传 感器无输出 当人体进入检测区 因人体温度与 环境温度有差别 产生 T 则有 T 输出 若人 体进入检测区后不动 则温度没有变化 传感器 也没有输出了 所以这种传感器检测人体或者动 物的活动传感 由实验证明 传感器不加光学透 镜 也称菲涅尔透镜 其检测距离小于 2m 而加 上光学透镜后 其检测距离可大于 7m 使用中应注意以下几点 使用中应注意以下几点 第一 直流工作电压必须符合我们要求的数值 过高和过低都会影响模块性能 而且要求电源必 须经过良好的稳压滤波 例如电脑 USB 电源 手 机充电器电源 比较旧的 9V 的层叠电池都无法满 足模块工作要求 建议客户用变压器的电源并经 过三端稳压芯片稳压后再通过 220UF 和 0 1UF 的 电容滤波后供电 第二 调试时人体尽量远离感应区域 有时虽然 人体不在模块的正前方 但是人体离模块太近时 模块也能感应到造成一直有输出 还有调试时人 体不要触摸电路部分也会影响模块工作 比较科 学的办法是将输出端接一个 LED 或者是万用表 把模块用报纸盖住 人离开这个房间 等 2 分钟 后看看模块是否还是一直有输出 第三 模块不接负载时能正常工作 接上负载后 工作紊乱 一种原因是因为电源容量很小负载比 较耗电 负载工作时引起的电压波动导致模块误 动作 另一种原因是负载得电工作时会产生干扰 例如继电器或者电磁铁等感性负载会产生反向电 动势 315M 发射板工作时会有电磁辐射等都会影 响模块 解决办法如下 A 电源部分加电感滤波 B 采用负载和模块使用不同的电压的方法 例如 负载使用 24V 工作电压 模块使用 12V 工作电压 其间用三端稳压器隔离 C 使用更大容量的电源 第四 人体感应模块只能工作在室内并且工作环 境应该避免阳光 强烈灯光直接照射 如果工作 环境有强大的射频干扰 可以采用屏蔽措施 若 遇有强烈气流干扰 关闭门窗或阻止对流 感应 区尽量避免正对着发热电器和物体以及容易被风 吹动的杂物和衣物 第五 人体感应模块建议安装在密封的盒里 否 则可能一直会有输出信号 第六 如果要求人体感应模块的探测角度小于 90 度时 可以用不透明胶纸遮挡镜片或裁剪缩小镜 片来实现 第七 人体感应模块采用双元探头 人体的手脚 和头部运动方向与感应灵敏度有着密切的联系 而且红外模块的特性决定了无法精确控制感应距 离 第八 模块中的探头 PIR 可以装焊在电路板的 另一面 也可将探头用双芯屏蔽线延长 长度应 在 20 厘米以内为好 工科大楼 中央空调 采用三菱电机 控制器型号 PAR 21MAA 室内机室外机供电均为 三相四线制 380v 红外感应为限柜机使用 三菱电机的空调控制系统可以通过网络浏览器 Internet Explorer 或者综合管理软件 TG 2000A 进行远程控制和管理 同时三菱电机的空调控制系统可以采用 BACnet 和 LONWORKS 这两种开放式的通讯协议 简单的兼容 于 BMS 楼宇管理系统 这样 空调的控制系统有了良好的兼容性 1 单极性设计 同普通墙壁开关 二线接驳 可接各类阻性负载 无需任何配件 2 全自动感应 人来开关立即接通 人离开后延时自动关闭 3 无触点电子开关 接通负载的瞬间无大的冲击电流 延长负载使用寿命 4 自动测光 光线强时不感应 出厂设置 带感光调节 也可调节在任意光线 下感应或全天侯感应 5 自动随机延时 可连续延时方式 人在感应范围活动 开关始终接通 直到 人离开后才自动关闭 可选不连续延时方式 6 延时时间可调 16 秒 350 秒 也可根据客户要求订做 订做范围零点几秒 至 30 分钟 技术参数 工作电压 AC180V 250V 50 60Hz 负载特性 阻性负载 白炽灯 排气扇等 负载功率 25W 200W 接线方式 单极性供电 二线接驳 自身功耗 0 5W 感应范围 140 度圆锥角 5 8 米以内 延时时间 16 秒 350 秒 可调 感 光 度 5LUX 500LUX 可调 工作温度 20 50 应用范围 走廊 楼道 卫生间 地下室 仓库 车库等场所的自动照明 排气 扇的自动抽风以及其它电器的自动控制等功能 同时可用于防盗等用途 BISS0001 是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路 它配以热释电红外传感器和少量 外接元器件构成被动式的热释电红外开关 它能自动快速开启各类白炽灯 荧光灯 蜂鸣 器 自动门 电风扇 烘干机和自动洗手池等装置 特别适用于企业 宾馆 商场 库房 及家庭的过道 走廊等敏感区域 或用于安全区域的自动灯光 照明和报警系统 菲涅尔镜片的原理和应用菲涅尔镜片的原理和应用 菲涅尔镜片是红外线探头的 眼镜 它就象人的眼镜一样 配用得 当与否直接影响到使用的功效 配用不当产生误动作和漏动作 致使 用户或者开发者对其失去信心 配用得当充分发挥人体感应的作用 使其应用领域不断扩大 菲涅尔镜片是根据法国光物理学家 FRESNEL 发明的原理采用电镀模具 工艺和 PE 聚乙烯 材料压制而成 镜片 0 5mm 厚 表面刻录了一 圈圈由小到大 向外由浅至深的同心圆 从剖面看似锯齿 圆环线多 而密感应角度大 焦距远 圆环线刻录的深感应距离远 焦距近 红 外光线越是靠进同心环光线越集中而且越强 同一行的数个同心环组 成一个垂直感应区 同心环之间组成一个水平感应段 垂直感应区越 多垂直感应角度越大 镜片越长感应段越多水平感应角度就越大 区 段数量多被感应人体移动幅度就小 区段数量少被感应人体移动幅度 就要大 不同区的同心圆之间相互交错 减少区段之间的盲区 区与 区之间 段与段之间 区段之间形成盲区 由于镜片受到红外探头视 场角度的制约 垂直和水平感应角度有限 镜片面积也有限 镜片从 外观分类为 长形 方形 圆形 从功能分类为 单区多段 双区多 段 多区多段 下图是常用镜片外观示意图 下图是常用三区多段镜片区段划分 垂直和平面感应图 当人进入感应范围 人体释放的红外光透过镜片被聚集在远距离 A 区 或中距离 B 区或近距离 C 区的某个段的同心环上 同心环与红外线探 头有一个适当的焦距 红外光正好被探头接收 探头将光信号变成电 信号送入电子电路驱动负载工作 整个接收人体红外光的方式也被称 为被动式红外活动目标探测器 镜片主要有三种颜色 一 聚乙烯材料原色 略透明 透光率好 不 易变形 二 白色主要用于适配外壳颜色 三 黑色用于防强光干扰 镜片还可以结合产品外观注色 使产品整体更美观 每一种镜片有一型号 以年号 系列号命名 镜片主要参数 一 外观描述 外观形状 长 方 圆 尺寸 直径 以毫米 为单位 二 探测范围 指镜片能探测的有效距离 米 和角度 三 焦距 指镜片与探头窗口的距离 精确度以毫米的小数点为单 位 长形和方形镜片要呈弧形以焦距为单位对准探头窗口 镜片与探头的配合应用 我们常用的是双源式探头 揭开滤光玻璃 片 其内部有两点对 7 14um 的红外波长特别敏感的 TO 5 材料连接 着场效管 静态情况下空间存在红外光线 由于双源式探头采用互补技术 不会 产生电信号输出 动态情况下 人体经过探头先后被 A 源或被 B 源感 应 SaSb 产生差值 双源失去互补平衡作用而很敏感地产生 信号输出 见图 3C 当人对着探头呈垂直状态运动 Sa Sb 不产生 差值 双源很难产生信号输出 因此 探测器安装的位置与人行走方 向呈平行为宜 根据以上原理探头与镜片结合可以做成以下感应方式 的人体探测器 A 单区多段水平式和单区多段垂直式 图 4 单区多段水平式感应角度大 这是探头水平视场角度大的缘故 形成一个长方形扇面感应区 单区多段水平式亦称水平幕帘式感应 此感应方式能避开上下红外线干扰 图 5 单区多段垂直式感应角度 小 这是探头垂直视场角度小的缘故 形成一个垂直形扇面感应区 单区多段垂直式亦称垂直幕帘式感应 此感应方式能避开左右红外线 干扰 图 6 探头与镜片配合不符合 SaSb 产生差值的要求 因此感应不灵敏 采用双区同心圆相近的镜片也能达到幕帘式感应效 果 单区多段和双区多段多用于局部区域感应 B 多区多段感应式和多区多段圆锥体式 图 7 是多区多段感应式探头与镜片对应位置和探测效果图 多区多 段感应式多用于挂墙式安装 倾斜向下探测三个不同的区域 图 8 是多区多段圆锥体感应式 多用于吸顶式安装 直接向下探测 采用 双源探头配用圆形镜片感应方向图不似圆锥体 因为探头水平视角大 于垂直视角而且出现 Sa Sb 的现象 圆锥体效果图会中间凹陷 如果 圆形镜片配用四源探头 感应方向图更趋似圆锥体 见图 8 探测效 果图 多区多段感应式和多区多段圆锥体式感应区域宽广 多用于大 面积探测 探头与镜片配合不符合要求 上图左中镜片上下放反 上图右中探头 设置在镜片中间 均无远距离感应效果 下盲区加大 出