红外控制灯的电路设计

红外控制灯的电路设计本文介绍了一种人体红外控制LED灯的电路设计，整个系统利用红外线热释电效应，将人体移动所发出的极微量红外线转换成相应的电信号，对LED楼道灯进行自动开关控制。1、原理介绍图整个电路如图1所示。该电路选用的是功耗极低的BISS0001专用集成电路，这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控制装置，用于安全区域的自动灯光照明和报警系统。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。红外“热释头”（即传感器）顶部有一块方形的的干涉滤光片，用以滤除包括太阳光、电灯等其他热源的近红外线辐射光（即波长小于7.5m和大于145m的红外杂光），只让人体所特有的714m波长的红外光谱透过方形滤光片顺利进入红外线热释电传感器。而且在传感器的前端还配有一个半球形的菲涅尔透镜，将收集到的红外线最大限度地聚焦于管子顶部的方形滤光片上，使接受距离大幅度提高。由于光控作用，白天光敏电阻RM受环境自然光线照射，电阻较小，它与R3、RP1所构成的分压电路在IC1的第9脚只分得很小的电压，即9脚电位比较低。当9脚电位低于1/5VDD（即小于1 V）时，IC1内部的控制电路被封锁（9脚电位可通过RP1来设定）。此时，即使在红外探头PIR作用距离内有人体移动，红外信号也无效，即由PIR的S端输出加到IC1第14脚的人体红外光电信号被拒绝接受，于是IC1的输出端2脚便无控制信号输出（呈低电平“0”状态），三极管9013截止，此时SSR的输入端2、3脚因无工作电流，其输出端6、8脚也截止，电源EC2因无交流220V输入，故输出为0，LED灯不亮，这就是“封锁”阶段。晚上，环境光线很暗，光敏电阻RM因失去光照，阻值变得很大（在12之间），它与R3、RP1所组成的新的分压关系使IC1第0脚获得较高电位（大于1/5 VDD，即大于1 V）时，封锁状态即转变为允许触发状态。若此时在PIR作用范围内再有人体移动信号被接受，则PER的S端所输出的极微弱的红外光电信号就会从IC1第14脚输入，通过IC1内部的第一级高增益运放放大后由16脚输出，经外电路C3耦合到芯片内第二级运放再放大，经内部比较器、双向鉴幅器后，检出有效触发信号去启动延时器（定时器），同时再由2脚输出高电平控制信号使三极管VT导通，由S、C两端向SSR的输入端2、3脚提供驱动工作电流，则输出端6、8脚内部的双向晶闸管由截止变为导通。此时，220 V电压即从L、N输入到由C17、VD5VD8、C18等组成的电容限流整流源中，通过C17限流（将电流限制到LED所需的工作电流值）、VD5VD8整流和C18滤波后供给负载LED灯板，LED1LED108即被点亮。在IC1的第2脚输出高电平控制信号的同时，其内部定时器也被启动，延时时间由IC1的第3、4脚间所接地RC元件决定。等到延时时间结束时，IC1的输出端2脚由高电平1变为低电平0，三极管VT截止，SSR的输入端2、3脚失电，SSR的第6、8脚截止断开，EC2无输出，LED灯熄灭，灯具又进入待机状态，等待下一次人体移动信号的到来。跨接在灯板电源EC2输出端的VD10为TVS瞬变电压抑止二极管，用以拦截可能出现的瞬时高电压，确保LED安全运行。2、主要元器件选择该系统中大部分元器件参数已在图中标明，下面仅对4种元器件的选择加以说明。光敏电阻RM的亮阻值为220k，暗电阻为13（可在较明亮环境下，用不透光的笔套罩住RM，用万用表电阻挡所测出的电阻值即为暗电阻，去掉笔套后测出的电阻值即为亮阻值）；红外传感器选用热释电处理芯片BISS0001模块。发光二极管要选用超高亮白光LED，工作电压为3.03.2 V，工作电流为1820 mA，亮度不小于1000mcd，光发散角不小于120（更适合照明）。在统一工作电压（即固定测试电压值，如3 V）情况下，各管电流误差应尽量控制在10之内。用万用表的R10 k挡一测试每只LED的正、反向电阻，尤其是反向电阻应越大越好，以电表指针不动为准；固态继电器SSR选用TLP3502，电路安装前，必须用万用表的R10k挡测SSR得的输入端和输出端电阻，尤其是测输出端6、8脚的正、反电阻时，一定要使万用表指针一点不动，否