热释电红外自动节能灯电路设计一·课程设计背景近几年，我国经济发展迅速，在各方面都取得了举世瞩目的成绩，人们过上了幸福快乐的日子，但是，在经济的发展却是以资源浪费为代价，所以，在物质文化初步满足的今天，人们越来越注重人与环境的和谐相处，节约资源，保护环境，成为这个时代人们的共同心声。电能是这个年代人类所依赖的能源，作为学生，从身边小事做起，在教室里，无论是人多人少，白天黑夜，灯在无人管理的情况下无时无刻不在亮着，造成了电能的极大浪费，故本文设计了一个很小的电路来实现节能功能。本次设计，通过对模拟和数字电子电路的学习和掌握，自己动手动脑来设计一个热释电红外自动节能灯，通过红外线传感器接收红外信号，并利用555延时器来满足人来灯亮，人走后延时灯灭的要求。1引言此次课程设计我选择了热释电红外自动节能灯设计。此电路控制的灯在白天光线强的时候不会照明，当暮色降临相对光线昏暗的时候，一旦有人进入其红外传感作用区域，电灯就会自动点亮为行人照明，行人远去后，电灯就会自动熄灭，其功能充分体现了节能的特点及应用于生活中的实用性。本延时节能灯可以应用于楼道、卫生间等公共场所。2总体设计方案2.1设计思路红外感应器件将人体发出的红外线感应出电信号，然后将其放大，用放大过后的信号去控制电灯电路的通断。运动的人体发出红外线，Q74能将运动的人体发出的红外线转换成0.3至3Hz的电信号。然后用三极管和集成运放电路将其放大。将放大后的信号输入到电压比较器的输入端，使用双向晶闸管控制电灯的亮灭，使用555组成的当稳态触发器控制晶闸管的通断。2.2总体设计框图总体设计框图如图1所示。图1总体设计框图3设计原理分析3.1元件介绍3.1.1热释电红外传感器热释电红外传感器是20世纪90年代出现的新型传感器。专门用于检测人体辐射的红外能，用它可以做成主动式（检测静止或移动极慢的人体）和被动式（检测运动人体）的人体传感器，与各种电路配合广泛应用于生活。热释电红外传感器在结构上引入场效应管，其目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用，因而需要用电阻将其转换为电压形式。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。本电路使用的热释电红外传感器是Q74，它由敏感元件、场效应管、阻抗变换器和滤光窗等组成，并在氨气环境下封装。其中敏感元件一般采用热释电材料，主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出20米范围内人的行动。这种材料在外加电场撤除后，仍然保持极化状态，也即存在自发极化，且自发极化强度PS随温度升高而下降。在制作敏感单元时，要先把热释电材料制成很小的薄片，再在薄片两面镀上电极，构成两个串联的有极性的小电容，因此由温度的变化而输出的热释电信号也是有极性的。该传感器的特点是，它只在由于外界的辐射而引起本身温度变化时，才给出一个相应的电信号，当温度的变化趋于稳定后，就不再有信号输出，所以热释电信号与它本身的温度变化率呈正比，即热释电传感器只对运动的人体敏感。它的探测元的热/电效应的工作波长为9～10微米，如果要增大探测距离，可在传感器前面配上相应的菲涅尔透镜。而且在实际应用中，传感器往往需要预热，这是由传感器本身决定的，一般被动红外探测器需要一分钟左右的预热时间。3.1.2高阻抗运算放大器IC1...
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