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人體感應開關靠熱釋電紅外感測器進行感應來控制通和斷
人體感應開關的核心是感應人的出現,至於何時斷電何時通電並不是問題。只要改變電路的控制方法就可以了,感應人體的關鍵器件是熱釋電紅外感測器。
人體感應原理人是恆溫的動物,會透過輻射向外界發出的9~10um的波長的紅外線。熱釋電紅外感測器是專門用於感應人體的感測器,它由紅外感測探測單元、干涉濾光片和場效電晶體匹配器三部分組成,它的感應探測單元可以感應到0.2~20um的波長紅外線,我們在感應探測單元前面加入干涉濾光片,只允許人體發出的7~10um波長的紅外線進入,以達到感應人體的效果。
因為人體發出的紅外線是非常微弱的,在實現應用中,我們還會加入菲涅爾透鏡來收集和增強人體發出的紅外線。
人體感應開關工作原理人體感應開關由熱釋電紅外感測器,菲涅爾透鏡和訊號處理控制電路組成。訊號處理控制電路一般用專門的紅外熱釋電專用晶片來設計,比如EG4001或者BISS0001。
熱釋電紅外感測器檢測到的訊號提供給紅外熱釋電專用晶片,經過晶片的放大處理後,它的輸出引腳可以透過三極體驅動繼電器,實現斷電和通電的控制。當檢測到人體出現時,紅外熱釋電專用晶片的輸出引腳(OUT)為高電平,如果用NPN驅動繼電器,可以實現平時斷電,觸發時通電,如果用PNP三極體來驅動繼電器就可以實現平時通電,觸發時斷電了。
人體感應開關分為可控矽控制負載和繼電器控制負載兩種,只要對電路略做改動,它們都可以做到平時通電,被觸發時斷電。下面我們以繼電器作為控制開關的人體感應開關為例,來介紹一下如何改動電路。▲ 人體感應開關電路原理圖。
現在的人體感應開關一般都採用專用的微功耗CMOS控制器件SC0001設計,人體發出的紅外訊號被熱釋電感測器接收並轉為電訊號後,送至SC0001的輸入端14腳,經該IC放大、整形等一系列處理後,由2腳輸出一個高電平訊號使NPN型三極體導通,繼電器得電控制負載工作。平時,SC0001的輸出端2腳輸出為低電平,NPN型三極體截止,負載不會工作。▲ PNP型三極體驅動繼電器的電路圖。
若想讓感應開關的繼電器平時接通負載工作,當感應開關受觸發後負載斷電不工作,可以將負載改接在繼電器的常閉觸點上,這樣感應開關受觸發後負載即被斷電。▲ 人體感應開關。
另外,亦可以將圖1電路中的NPN型三極體換成PNP型三極體(見上圖),這樣平時SC0001的2腳輸出為低電平,PNP型三極體導通,繼電器控制負載工作,當受觸發時,繼電器斷電。
對於可控矽控制負載的感應開關,可以在SC0001的2腳加一個三極體倒相,這樣即可實現所要求的功能。