楼道人体感应开关照明电路设计

福州职业技术学院毕业设计设计题目楼道式感应照明电路设计系别技术工程系年级专业09应用电子学号200902013220姓名陈贵福指导教师薛曼芳职称2012年1月30日目录内容摘要..................................................................1关键词....................................................................1引言............................................................................................................................................1一、设计基础介绍....................................................................................................................2（一）热释电红外感应开关简述............................................................................................2（二）人体热释电红外线传感器的基本结构和原理……………………………………….3（三）继电器............................................................................................................................5二、总体设计方案....................................................................................................................7（一）设计思路........................................................................................................................7（二）设计方案........................................................................................................................8（三）电路图设计....................................................................................................................8（四）系统工作原理................................................................................................................8（五）电路工作原理................................................................................................................9三、楼道人体感应开关照明电路设计制作..........................................................................10（一）制作说明......................................................................................................................10（二）系统的调试.............................................................................................................….10四、电路的制作……………………………………………………………………………………………11结语..........................................................................................................................................13参考文献..................................................................................................................................131楼道人体感应开关照明电路设计【内容摘要】本设计是一个智能照明电路，可以自动判断楼道是否有人经过，并点亮楼道灯，能够给人们的生活带来许多便利，并且电路可以检测白天和黑夜，白天有人经过也不会触发，只有在夜晚的时候电路才工作，大大的降低了电能的损耗，我在电路中使用的是人体红外感应开关，这样的传感器就可以针对性的检测这种红外线的存在与否，当人体红外线照射到传感器上后，因热释电效应将向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生控制信号。这一检测技术较之超声、哑声、微波方式更为灵敏与准确。它要求PIR热释电人体红外传感器的信号放大处理电路有很高的灵敏度并要能准确鉴别生物体与非生物体的运动，使误动作率降到最低。且体积小，自耗电微少。本电路设计简单，性能稳定，适合小区使用。【关键词】热释电红外探头放大自动开关热敏电阻引言人体感应灯是一款利用红外线、热释电原理感应人体活动信息的新技术设计、研发而成的，专门用来检测和感应人体活动信息。当人或有温度的物体进入模块感应范围内时，感应模块就会输出一个高电平脉冲信号、或高电平延时信号，输出的感应脉冲或延时信号可以直接驱动LED灯指示灯、LED照明灯，本课题从实际出发，准备对红外线楼道自动照明系统进行探索随着现代化的发展,可以实现以下几个功能：（一）在生活智能化的现在，给人们的生活提供更舒适和便利的环境。(二）在电力日益紧张的现在节能已经放在人们生活的首位，本设计从实际出发，当行人从楼道经过，自动点亮照明灯并延时一段时间后自动关闭，大大解决了，照明灯平时浪费电的问题。（三）现在建筑中的照明不仅要求能为人民的工作，学习，能为生活提供良好的视觉条件，人们对生活质量的追求越来越高。（四）能在分辨白天和夜晚，只要在夜晚的时候电路才动作，大大降低了电能的损耗。作为一个当代大学生设计一款楼道人体感应灯解决了在活动中的这一弊端。2因此在这毕业之际设计楼道人体感应灯，不仅让我巩固了所学知识并应用于实践，同时也让我觉得所学知识能贡献于社会，所读的这几年书是没有白念的。让我有了一个质地的飞跃。一、设计基础介绍（一）热释电红外感应开关简述热释电红外感应开关的功能特点如下：1.全自动感应：人进入其感应范围则输出高电平（可制作集电极输出），人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。2.光敏控制（可选择，出厂时未安装）：可设置光敏控制，白天或光线强时不产生感应现象。3.触发方式：为重复触发方式，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）。4.具有感应封锁时间（默认设置：无封锁时间）：感应模块在延时时间一结束（即停止输出），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“感应输出时间”和“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—几十秒钟）。5.工作电压范围宽：默认工作电压DC3.3V-20V。（二）、人体热释电红外线传感器的基本结构和原理人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。比紫光光波长更短的光叫紫外线，比红光波长更长的光叫红外线。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。一般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靠探测人体发射的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尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源3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，后续电路经检验处理后即可产生报警信号。人体热释电红外线传感器（以下简称：传感器）由敏感单元、阻抗变换器和滤光窗等三大部分组成。热释电传感器是对温度变化敏感的传感器。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ΔT的变化时，热释电效应会在两个电极上产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。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ΔQ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，ΔT=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ΔT，则有ΔT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。（1)热释电效应当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化产生的电极化现象，被称为热释电效应。通常，晶体自发极化所产生的束缚电荷被来自空气中附着在晶体表面的自由电子所中和，其自发极化电矩不能表现出来。当温度变化时，晶体结构中的正负电荷重心相对移位，自发极化发生变化，晶体表面就会产生电荷耗尽，电荷耗尽的状况正比于极化程度，图9表示了热释电效应形成的原理。能产生热释电效应的晶体称之为热释电体或热释电元件，其常用的材料有单晶(LiTaO3等)、压电陶瓷（PZT等）及高分子薄膜（PVFZ等）4图9热释电效应的形成原理热释电传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极，当传感器监测范围内温度有ΔT的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱电压ΔV。由于它的输出阻抗极高，所以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ΔQ会跟空气中的离子所结合而消失，当环境温度稳定不变时，ΔT=0，传感器无输出。当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，则有信号输出；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，所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET等组成。其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线通过的窗口。滤光片为6mm多层膜干涉滤光片，对太阳光和荧光灯光的短波长（约5mm以下）可很好滤除。热释电元件PZT将波长在8mm-12mm之间的红外信号的微弱变化转变为电信号，为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅耳滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用。（2)滤光窗它是由一块薄玻璃片镀上多层滤光层薄膜而成的，滤光窗能