人體紅外線智能控制

1、智能插板控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要:插板使用了一個(gè)集成電路LM324,重點(diǎn)闡述了該插板的硬件主要 構(gòu)成，各部分的主要作用及設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)方案的核心部件是繼電器， 通過硬件的合理設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)能滿足控制模型中不同階段的要求。而 電路控制模塊則通過控制繼電器的導(dǎo)通和斷開，從而控制電源的通與 斷，使控制具有靈敏、可靠、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)人不在時(shí)，經(jīng) 過TAA865A延時(shí)電路過一段時(shí)間自動(dòng)斷電，從而起到節(jié)約能源和防止 火災(zāi)發(fā)生的作用。關(guān)鍵詞：紅外線傳感器 集成電路 延時(shí)電路 繼電器 引言:集成電路以其高集成度、體積小、質(zhì)量輕、應(yīng)用靈活且具有良好 的性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，因而適用于各

2、種不同場(chǎng)合的集成運(yùn)算放大電路應(yīng)運(yùn)而生，并發(fā)揮著極其重要的作 用，應(yīng)用在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中。一般情況下，當(dāng)紅 外傳感器的輸出信號(hào)和三極管的放大倍數(shù)一定且運(yùn)算放大器的使用 確定時(shí)，系統(tǒng)的輸出電壓值大小等各項(xiàng)硬件就確定了。這時(shí)，影響系統(tǒng) 平衡的因素主要有:電壓的大幅度的波動(dòng)，系統(tǒng)周圍的環(huán)境溫度等。 目前紅外自動(dòng)控制的方法有很多種，其中有的方法達(dá)到的控制相當(dāng)?shù)?不精確，誤差非常大，容易引起誤操作。而本文給出的集成電路對(duì)紅 外自動(dòng)控制的精確度非常高。、概述1.1系統(tǒng)概述本設(shè)計(jì)基本思路是:在我們平時(shí)使用大部分用電器以及某些大功 率用電器的時(shí)候，由于各方面的原因外出忘記斷電或突然停電后外出 而

3、忘記關(guān)閉，而有很大可能發(fā)生意外事故且浪費(fèi)能源。此時(shí)對(duì)我們的 財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。為此我們采用紅外自動(dòng)斷電，因此我們的 生命財(cái)產(chǎn)安全又加上了一層保護(hù)傘。我們研制的智能型斷電功能 人不在時(shí)插板不能使用。并且設(shè)計(jì)的延時(shí)電路只有在人離開一 段時(shí)間之后才會(huì)制動(dòng)斷電避免了人本身造成的誤操作。1.2控制流程示意圖紅外傳感器初級(jí)放大集成運(yùn)放放大控制電路延時(shí)電路二、方案論證2.1、總體設(shè)計(jì)方案方案一：基本思想是利用紅外線傳感器來檢測(cè)信號(hào)，并將檢測(cè)結(jié)果傳送到 控制電路，控制電路根據(jù)接收的信號(hào)來決定電源的通與斷。由裝置直 接控制電源。由于利用集成電路去處理信號(hào)在一定程度上可以大大減 少誤差，在操作上也比較方便。

4、方案二：基本思想利用紅外線傳感器輸出的微弱電信號(hào)經(jīng)過三極管的初 級(jí)放大在經(jīng)過集成運(yùn)算放大電路將經(jīng)三極管放大的信號(hào)再次放大并 將信號(hào)送到控制電路，控制電路根據(jù)收到的信號(hào)控制繼電器的通與斷 從而控制電源的工作與否。并在輸出端加一個(gè)延時(shí)電路來避免人們的 一切誤操作。由于電壓范圍有所控制，并且同時(shí)由集成電路和繼電器 來決定控制電路工作與否，在一定程度上可以大大減少誤差，在操作 上也比較方便。本設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的控制型應(yīng)用設(shè)計(jì)，要求系統(tǒng)完成從紅外線檢 測(cè)、信號(hào)處理、輸入運(yùn)算到輸出控制以實(shí)現(xiàn)電源通與斷的控制及延時(shí) 的控制和智能型斷電的全過程。因此，以集成電路、繼電器、延時(shí)電 路以滿足控制應(yīng)用類型的功能需要。

5、另外，集成電路的使用也為實(shí)現(xiàn) 電壓的智能化控制以及提供完善的控制功能，繼電器控制電路的通與 斷。而這些功能也在常規(guī)插板中往往是難以實(shí)現(xiàn)或無法完成的。所以 我們?cè)诖诉x擇方案二。2.2、主要技術(shù)指標(biāo)：溫度設(shè)定范圍為：-20 C80 C溫度控制靜態(tài)誤差：1C；控制輸入電壓：180V250V三、單元設(shè)計(jì)電路3.1、紅外傳感器部分人體輻射的紅外線中心波長為910-um，而熱釋電紅外傳感器的 探測(cè)元件的波長靈敏度在0.220-um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感 器頂端開設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過光的波長 范圍為710-um,正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長 的紅外線由濾光片予以吸收

6、，可以測(cè)出1020米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。所 以我們選擇熱釋電紅外傳感器。【注：摘自中國電子網(wǎng) HYPERLINK 3.2、初級(jí)放大部分三極管最基本的作用就是放大，它可以把微弱的電信號(hào)變成一定強(qiáng) 度的信號(hào)。我們利用三極管將紅外線傳感器輸出的微弱信號(hào)先進(jìn)行放 大然后再把放大后的信號(hào)傳送給下一級(jí)集成運(yùn)放大電路。因此初級(jí)的 放大我們選用三極管基本放大電路。3.3、集成運(yùn)放放大部分3.3.1、集成電路的選擇集成運(yùn)算放器的選擇:集成電路的種類較多。電壓的控制難度大， 靈敏度較低。LM324系列器件是帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器并且 價(jià)格便宜。與其它標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們具有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該 放大器可以工作在

7、低到3.0V到32V的電源下，靜態(tài)電流僅為MC1741 的靜態(tài)電流的五分之一。并且體積小、重量輕、性價(jià)比較高。另外， LM324對(duì)于提高系統(tǒng)抗干擾能力也有很大的幫助，因此本設(shè)計(jì)選用 LM334作為集成運(yùn)算放大電路。在使用LM324時(shí)，為了避免器件與水的的直接接觸，將集成電路 裝入保護(hù)套管中，或?qū)⑵骷镁鬯姆蚁?、硬質(zhì)乙烯樹脂等材料密 封，以避免水對(duì)電路造成危害對(duì)集成電路腐蝕和對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影 響。3.4、延時(shí)電路3.4.1、延時(shí)電路3.5、控制電路元件參數(shù):R = 300QR = 15 KR = 3KR = 3KR = 7 KR = 2 KR = 5.1KR = 2.2 KR = 4.7 KT

8、 = 9018集成運(yùn)算放大器：LM324集成運(yùn)算放大器：TAA865J繼電器四、繼電器4.1、繼電器工作的外界環(huán)境孔、溫度：外界溫度一般為-5C40C。晝夜平均溫度一般不會(huì) 超過35攝氏度。b、濕度：是指繼電器周圍環(huán)境的濕度。一般不會(huì)超出繼電器的 正常工作范圍。a、吸合時(shí)間=25msb、釋放時(shí)間=25ms五、制作與調(diào)試5.1制作為了操作和維修方便，本設(shè)計(jì)將電源及主控制部分分開單獨(dú)安 裝，分為三個(gè)部分，三個(gè)電路：紅外傳感及集成放大電路、延時(shí)電路、 控制電路。此外還增加了若干插口，以便各部件的連接。硬件電路制作包括印刷線路板制作、焊接接等幾個(gè)方面，印刷線 路板的設(shè)計(jì)是在計(jì)算機(jī)上利用protel軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。5.2調(diào)試依次對(duì)紅外傳感器、基本放大電路、集成放大電路、智能斷電分 別進(jìn)行調(diào)試。對(duì)于動(dòng)態(tài)過程可以簡短的調(diào)試配合硬件電路的調(diào)試。六、結(jié)束語本設(shè)計(jì)是一個(gè)集成電路控制系統(tǒng)靈敏的利用人體輻射的紅外線 控制電源的通與斷的系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中都有較廣的使用價(jià)值。智能斷電技術(shù)使在沒有