一種紅外感應(yīng)與來電斷電節(jié)能開關(guān)的設(shè)計

1、一種紅外感應(yīng)與來電斷電節(jié)能開關(guān)的設(shè)計 功能型開關(guān)在人們的生產(chǎn)和生活中起著重要作用。在市面上各類自動斷電開關(guān)和聲控開關(guān)以及感應(yīng)開關(guān)比較廣泛。目前關(guān)于來電斷電開關(guān)的討論涉及主要兩個方面：一是挺直利用開關(guān)的串并聯(lián)關(guān)系再加上的作用實現(xiàn)停電后來電自動斷電功能，該計劃成本較低，但是開關(guān)體積較大;二是運用數(shù)字舉行編程實現(xiàn)自動斷電，開關(guān)性能穩(wěn)定，體積較小，但成本較高。國內(nèi)外對紅外感應(yīng)開關(guān)的討論比較成熟，普通采納biss0001、csc9803等芯片來處理接收的紅外感應(yīng)信號，這些芯片功能強大但芯片管腳較多、外圍電路接法比較復(fù)雜。雖然以上兩種開關(guān)在國內(nèi)都已經(jīng)有了一些相關(guān)的發(fā)明專利，但目前尚沒浮現(xiàn)將兩種功能結(jié)合的節(jié)

2、能開關(guān)。于是我們設(shè)計出了一種集上述兩種開關(guān)功能于一身的紅外線來電斷電自動節(jié)能開關(guān)，利用兩個串聯(lián)的繼電器實現(xiàn)來電斷電功能，并用lm324芯片處理紅外感應(yīng)信號，使得開關(guān)體積較小、成本較低;填補國內(nèi)在這一領(lǐng)域的空白，響應(yīng)節(jié)能號召。這種開關(guān)可以用在同學(xué)寢室、家庭等場所。2.電路原理圖及設(shè)計該開關(guān)功能實現(xiàn)的框圖1所示。該開關(guān)的整體設(shè)計思路是用低(5v)控制高壓(220v)部分，而低電壓是由高電壓經(jīng)變壓處理而得到。該開關(guān)主要由電源部分、紅外感應(yīng)控制部分和繼電器控制部分等部分組成。該開關(guān)的電路原理圖2所示。(1)電源部分的設(shè)計在圖2中220v溝通電經(jīng)變壓線圈輸出12v溝通電壓經(jīng)in4001組成的橋式整流電路

3、整流，之后經(jīng)過1000uf濾波，再經(jīng)7805穩(wěn)壓終于在電容c2兩端得到5v的穩(wěn)定電壓。而這個5v的穩(wěn)定電壓可以為紅外感應(yīng)信號控制部分提供工作電壓。(2)紅外感應(yīng)頭部分圖2中l(wèi)hi907為熱釋電(焦電)人體紅外感應(yīng)頭。人體放射的10um左右的紅外線到達(dá)熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變幻時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，.該本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價格低廉。紅外線熱釋電傳感器對人體的敏感程度還和人的運動方向關(guān)系很大。紅外線熱釋電傳感器對于徑向移動反應(yīng)最不敏感，而對于橫切方向移動則最為敏感，其只可以檢測移動的人體。(3)紅外感應(yīng)信號的處理lhi907的s端信

4、號輸入集成運算lm324中的3號管腳，其內(nèi)部的前兩個的負(fù)反饋放大作用把信號放大約100倍，再經(jīng)10號管腳輸入另一個運算放大器舉行電壓比較。當(dāng)沒有人時8腳輸出高電平，當(dāng)有人時8腳輸出低電平，之后接入13管腳經(jīng)運算放大器舉行rc延時。當(dāng)8腳為高電平常，13腳為高電平，經(jīng)運放4的電壓比較在14端輸出低電平，當(dāng)8腳輸出為低電平常，電容c7經(jīng)過in4001放電，此時13腳為低電平，14腳為高電平，之后8腳立即變回高電平，此時電源向c7充電，13腳依舊為低電平，充電結(jié)束后，13腳變成高電平，14腳變?yōu)榈碗娖?。此延時功能實驗測得約為30秒，在此期間若有人體活動和刷新延時時光。這個延時設(shè)計就解決了熱釋電傳感器

5、只能感測人體移動的問題，從而延伸了輸出信號的時光，可以按照不同的場合調(diào)節(jié)c7的大小達(dá)到不同的延時時光。(4)繼電器控制部分圖2中k1、k2為常開繼電器，因為電源部分為高壓溝通電，控制部分為低壓直流電，圖中采納9014,其作用是通過lm324的14管腳的輸入信號控制繼電器k2工作狀態(tài)，因為14管腳的信號無法挺直驅(qū)動k2工作所以9014設(shè)計還是很有須要的。(5)開關(guān)的外圍電路圖3中的節(jié)點p1、p2、p3、p4對應(yīng)接圖2中的p1、p2、p3、p4節(jié)點，這樣開關(guān)就可以控制燈泡的熄和滅狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。3.整體電路工作原理a狀態(tài)：當(dāng)電路連線正確時且正常工作時，開關(guān)銜接到lhi907的d端，繼電器

6、k1工作，使觸點接通，此時電源為人體紅外感應(yīng)電路供電，紅外感應(yīng)正常工作，可以通過檢測有無人來控制繼電器k2動作。此時手動開關(guān)sw動作一次可挺直切斷紅外感應(yīng)的電源部分，從而無條件終止繼電器k2工作，再次動作一次sw,可切換到紅外監(jiān)測狀態(tài)。b狀態(tài)：當(dāng)工作狀態(tài)下斷點，繼電器k1停止工作，再次來電，繼電器k1切斷了9014三極管集電極的供電，故繼電器k2不工作，當(dāng)sw動作一次，k1工作，實現(xiàn)繼電器的自保功能，再次動作sw,可回到a中的工作狀態(tài)。從而實現(xiàn)了人離燈滅、停電后來電自動斷電的功能，達(dá)到了節(jié)省電能的作用。4.結(jié)果分析做出實際電路并測得開關(guān)在各狀態(tài)下燈泡的工作狀況如表1所示：所以囫圇開關(guān)實現(xiàn)了“人離燈滅，人來燈亮”和在斷電后自動斷開的功能。5.結(jié)語本文設(shè)計出了一種新型開關(guān)-把頻繁的人體紅外感應(yīng)開關(guān)和來電斷電開關(guān)的功能結(jié)合的開關(guān)。目前國內(nèi)還沒有生產(chǎn)過有這種開關(guān)功能的開關(guān)，它的制作成本也較低，運用