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红外/光控开关

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:1510

  目前,一些住宅小区中的楼道照明多使用声控或声光双控自动照明灯开关,由于声控开关易受环境噪声 (例如住户开门声、关门声、打雷声等)的影响而产生误动作,节能效果不够理想。同时,行人上楼时往往要人为地制造一些噪声 (例如拍手、跺脚等)才能使开关动作,将照明灯打开,由此也造成一些噪声污染。
  本例介绍的反射式红外/光控开关,可以弥补声控开关的不足之处。
  电路工作原理
  该红外/光控开关电路由电源电路、红外线发射电路、红外/接收电路与放大电路、触发延时开关电路和光控/继电器驱动电路组成,如图3-62所示。


  电源电路由降压电容器co、整流二极管vd5-vd8、稳压二极管vs、降压电阻器r3、滤波电容器c2和三端稳压集成电路lcl组成。
  红外/发射电路由红外线发射二极管vl、晶体管v4、v5、六非门集成电路ic3、电阻器rio-ri6、二极管vd9、vdlo和电容器c4、c5组成。
  红外/接收电路由红外线接收头ic2、晶体管v2、电阻器r4-r7、电容器c3和电感器l组成。
  光控/继电器驱动电路由光敏晶体管v6、晶体管v3、电阻器r7-r9和继电器k组成。
  触发延时开关电路由二极管vdl-vd4、晶闸管vt、晶体管vl、电阻器ri、r2、电容器cl和继电器k的常开触头组成。
  交流220v经照明灯el和电容器co降压、vd5-vd8整流、vs稳压、c2滤波及icl稳压后,产生+6v电压,供给红外/接收电路和红外/发射电路等。
  红外/发射电路的工作电源接通后,由ic3与外围阻容元件组成的两组环形振荡器振荡工作,分别产生4okhz和4khz振荡信号。两信号经vd9、vdlo和rl4组成的与门电路调制后,通过v4和v5驱动vl,使其发射出红外信号。
  该红外/光控开关安装在楼道的墙壁上,花无人经过楼道时,红外/接收电路无法接收到vl发射的红外线信号,v3不导通,k处于释放状态,vl处于导通状态,vt处于截止状态,照明灯el不亮。当有人经过楼道时,vl发射的4okhz红外线信号经过人体反射回来后被ic2接收,ic2对接收到的红外线信号进行放大、解调、整形滤波等处理后,输出4khz的调制信号。该信号经c3和l组成的陷波电路进一步陷波处理后,便v3饱和导通,k吸合,其常开触头接通,使vl截止,vt因门极 (控制极)变为高电平而触发导通,将el点亮。
  人体离开该红外/光控开关后,ic2又无法接收到vl发射的红外/信号,v3截止,k释放,其常开触头断开,cl开始充电,使vl的基极电位逐渐上升,延时一段时间 (延时时间取决于r2的阻值和cl的容量大小)后,vl导通,使vt截止,照明灯el熄灭。
  在白天或有灯光照射的情况下,光敏晶体管v6受光照射而导通,v3因基极为低电平而无法导通,k不吸合;夜晚或无灯光照射时,v6呈高阻状态,对v3无影响。
  为防止干扰,应在vl上安装黑色塑料隔离套,vl、ic2与v6之间要间隔一定的距离,在开关外壳上红外接收头的接收窗口上应贴上红外滤光片。
  调整r16的阻值,可改变红外/接收的灵敏度。调整后应将r16换成固定电阻器。
  元器件选择
  rl-rl5选用1/4w的碳膜电阻器或金属膜电阻器;r16选用膜式可变电阻器。
  co选用耐压值为400v的cbb电容器;cl和c2均选用耐压值为16v的铝电解电容器;c3-c5选用独石电容器或涤纶电容器。
  vdl-vd8均选用1n4007型硅整流二极管;vd9和vdlo均选用1n4148型硅开关二极管及。
  vs选用lw、9-llv的硅稳压二极管。
  vl选用hg301型红外发射二极管。
  vl、v2和v4、v5均选用s9013或s9014型硅npn晶体管;v3选用s805o或c8050型硅npn晶体管;v6选用3du32型光敏晶体管。
  vt选用3a、600v的晶闸管。
  ic1选用lm7806型三端集成稳压器;ic2选用彩色电视机用一体化红外线接收头;ic3选用cd4069或tc4069型六非门集成电路。
  k选用4098型6v直流继电器。



  目前,一些住宅小区中的楼道照明多使用声控或声光双控自动照明灯开关,由于声控开关易受环境噪声 (例如住户开门声、关门声、打雷声等)的影响而产生误动作,节能效果不够理想。同时,行人上楼时往往要人为地制造一些噪声 (例如拍手、跺脚等)才能使开关动作,将照明灯打开,由此也造成一些噪声污染。
  本例介绍的反射式红外/光控开关,可以弥补声控开关的不足之处。
  电路工作原理
  该红外/光控开关电路由电源电路、红外线发射电路、红外/接收电路与放大电路、触发延时开关电路和光控/继电器驱动电路组成,如图3-62所示。


  电源电路由降压电容器co、整流二极管vd5-vd8、稳压二极管vs、降压电阻器r3、滤波电容器c2和三端稳压集成电路lcl组成。
  红外/发射电路由红外线发射二极管vl、晶体管v4、v5、六非门集成电路ic3、电阻器rio-ri6、二极管vd9、vdlo和电容器c4、c5组成。
  红外/接收电路由红外线接收头ic2、晶体管v2、电阻器r4-r7、电容器c3和电感器l组成。
  光控/继电器驱动电路由光敏晶体管v6、晶体管v3、电阻器r7-r9和继电器k组成。
  触发延时开关电路由二极管vdl-vd4、晶闸管vt、晶体管vl、电阻器ri、r2、电容器cl和继电器k的常开触头组成。
  交流220v经照明灯el和电容器co降压、vd5-vd8整流、vs稳压、c2滤波及icl稳压后,产生+6v电压,供给红外/接收电路和红外/发射电路等。
  红外/发射电路的工作电源接通后,由ic3与外围阻容元件组成的两组环形振荡器振荡工作,分别产生4okhz和4khz振荡信号。两信号经vd9、vdlo和rl4组成的与门电路调制后,通过v4和v5驱动vl,使其发射出红外信号。
  该红外/光控开关安装在楼道的墙壁上,花无人经过楼道时,红外/接收电路无法接收到vl发射的红外线信号,v3不导通,k处于释放状态,vl处于导通状态,vt处于截止状态,照明灯el不亮。当有人经过楼道时,vl发射的4okhz红外线信号经过人体反射回来后被ic2接收,ic2对接收到的红外线信号进行放大、解调、整形滤波等处理后,输出4khz的调制信号。该信号经c3和l组成的陷波电路进一步陷波处理后,便v3饱和导通,k吸合,其常开触头接通,使vl截止,vt因门极 (控制极)变为高电平而触发导通,将el点亮。
  人体离开该红外/光控开关后,ic2又无法接收到vl发射的红外/信号,v3截止,k释放,其常开触头断开,cl开始充电,使vl的基极电位逐渐上升,延时一段时间 (延时时间取决于r2的阻值和cl的容量大小)后,vl导通,使vt截止,照明灯el熄灭。
  在白天或有灯光照射的情况下,光敏晶体管v6受光照射而导通,v3因基极为低电平而无法导通,k不吸合;夜晚或无灯光照射时,v6呈高阻状态,对v3无影响。
  为防止干扰,应在vl上安装黑色塑料隔离套,vl、ic2与v6之间要间隔一定的距离,在开关外壳上红外接收头的接收窗口上应贴上红外滤光片。
  调整r16的阻值,可改变红外/接收的灵敏度。调整后应将r16换成固定电阻器。
  元器件选择
  rl-rl5选用1/4w的碳膜电阻器或金属膜电阻器;r16选用膜式可变电阻器。
  co选用耐压值为400v的cbb电容器;cl和c2均选用耐压值为16v的铝电解电容器;c3-c5选用独石电容器或涤纶电容器。
  vdl-vd8均选用1n4007型硅整流二极管;vd9和vdlo均选用1n4148型硅开关二极管及。
  vs选用lw、9-llv的硅稳压二极管。
  vl选用hg301型红外发射二极管。
  vl、v2和v4、v5均选用s9013或s9014型硅npn晶体管;v3选用s805o或c8050型硅npn晶体管;v6选用3du32型光敏晶体管。
  vt选用3a、600v的晶闸管。
  ic1选用lm7806型三端集成稳压器;ic2选用彩色电视机用一体化红外线接收头;ic3选用cd4069或tc4069型六非门集成电路。
  k选用4098型6v直流继电器。



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