红外传感器电路图 红外线人体感应器的工作原理及电路设计

红外线人体感应器的工作原理及电路设计

随着物联网的发展，检测是否有人经过，或者检测人的动作，红外线人体感应器的应用原来越普及。

红外线人体感应器是指当有人进入产品的感应范围之后用探测仪探测人体的变化。而本文将着重介绍红外线人体感应器的工作原理。

红外线人体感应器的外形图

红外智能节电开关是基于红外线技术的自动控制产品，当有人进入感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，自动接通负载，人不离开感应范围，将持续接通；人离开后，延时自动关闭负载。人到灯亮，人离灯熄，亲切方便，安全节能，更显示出人性化关怀。

所谓的人体红外感应开关是指一种当有人从红外感应探测区域经过而自动启动的开关。人体红外感应开关的主要器件为人体热释电红外传感器。人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，被动式红外探头就是探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。

人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能触发开关动作。人不离开感应范围，开关将持续接通；人离开后或在感应区域内长时间无动作，开关将自动延时关闭负载。

基于红外线技术的自动控制产品。过零检测功能：无触点电子开关，延长负载使用寿命。应用光敏控制，开关自动测光，光线强时不感应。以上是人体红外感应开关的特点的一些相关介绍，希望可以提供参考。

一些公共厕所里面的自动水龙头，是通过红外线反射原理，当人体的手或身体的某一部分在红外线人体感应器的红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制头出水；当人体的手或身体离开红外线感应范围，电磁阀没有接受信号，电磁阀阀芯则通过内部的弹簧进行复位来控制的关水。

红外线人体感应器性能稳定，真正做到了既节能又环保，可以说是声光控产品的完美替代产品。它是通过人体辐射、能自动快速开启各种灯具、防盗报警器、自动门等各种设备。特别适用于中、高级宾馆、公寓、企事业单位、商场、过道、走廊等。触发方式为一次触发及连续触发。

电路设计

BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。　

特 点

1、CMOS工艺2、数模混合3、具有独立的高输入阻抗运算放大器4、内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰5、内设延迟时间定时器和封锁时间定时器6、采用16脚DIP封装

管脚图

管脚说明

引脚

名称

I/O

功能说明

1

A

I

可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时

，允许重复触发；反之，不可重复触发

2

VO

O

控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo

输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在

输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保

持低电平状态。

3

RR1

--

输出延迟时间Tx的调节端

4

RC1

--

输出延迟时间Tx的调节端

5

RC2

--

触发封锁时间Ti的调节端

6

RR2

--

触发封锁时间Ti的调节端

7

VSS

--

工作电源负端

8

VRF

I

参考电压及复位输入端。通常接VDD，当接“0”时

可使定时器复位

9

VC

I

触发禁止端。当Vc<VR时禁止触发；当Vc>VR时

允许触发(VR≈0.2VDD)

10

IB

--

运算放大器偏置电流设置端

11

VDD

--

工作电源正端

12

2OUT

O

第二级运算放大器的输出端

13

2IN-

I

第二级运算放大器的反相输入端

14

1IN+

I

第一级运算放大器的同相输入端

15

1IN-

I

第一级运算放大器的反相输入端

16

1OUT

O

第一级运算放大器的输出端

工作原理BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。

以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。 不可重复触发工作方式下的波形1、利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。

2、然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD)后，将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。

3、由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，当VDD=5V时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。

4、COP3是一个条件比较器。当输入电压Vc<VR(≈0.2VDD)时，COP3输出为低电平封住了与门U2,禁止触发信号Vs向下级传递；而当Vc>VR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。

5、当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时，Vo下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti时间内，任何V2的变化都不能使Vo跳变为有效状态（高电平）,可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

以下图所示的可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。 可重复触发工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期间，信号Vs不能触发Vo为有效状态。在Vc=“1”、A=“1”时，Vs可重复触发Vo为有效状态，并可促使Vo在Tx周期内一直保持有效状态。 在Tx时间内，只要Vs发生上跳变，则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为“1”状态，则Vo一直保持有效状态；若Vs保持为“0”状态，则在Tx周期结束后Vo恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti时间内，任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态。

应用线路图

BISS0001的热释电红外开关应用电路图

上图中，运算放大器OP1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C3耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号Vo经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。

R3为光敏电阻，用来检测环境照度。当作为照明控制时，若环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，芯片则处于不可重复触发工作方式。图中R6可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选10K，实际使用时可以用3K，可以提高电路增益改善电路性能。输出延迟时间Tx由外部的R9和C7的大小调整，触发封锁时间Ti由外部的R10和C6的大小调整，R9/R10可以用470欧姆，C6/C7可以选0.1U。

红外二极管发射电路图大全

红外二极管发射电路图（一） 传感器检测及声光报警电路

传感器模块由热释电传感器、烟雾传感器MQ211和红外传感器组成。

烟雾传感器的内部电阻是随着烟雾的浓度的变化而变化，因此要将其转化为变化的电压信号，在此通过电压比较器LM339和几个相应的分压电阻构成，具体电路设计如图2所示。在通电状态下测得传感器的内阻是130kΩ左右，在烟雾较浓时内阻为6kΩ左右，在无烟时比较器的负端输入为2.5V左右，正端为1.2V左右，有烟雾时负端为2.5V，正端为3～5V，此电路能很好地实现电平的转换。热释电红外传感器采用RE200B和信号处理元件BISS0001及少量外接元件组成，电路如图3所示。

红外传感器电路由红外发射二极管及1838B组成，用单片机来检测两个传感器低电平的先后顺序来判断人的进出情况。其原理如图4所示。声光报警模块由蜂鸣器、（红，绿）发光二极管和NPN型三极管驱动电路组成，具体电路图如图5所示。

红外二极管发射电路图（二）

如图所示，图是红外线遥控接收装置实例。红外线传感器有多种，这里选用光电二极管TPS604。

工作原理简介如下：

光电二极管TPS604接收到被调制的红外线的微弱信号，先经场效应晶体管VT1的前级放大，再经晶体管VT2进行适当的放大，由UT2的集电极输出相应信号控制有关电路。

VDZ稳压管为+5V、VT1为3DJ6VT2为C8550。

红外二极管发射电路图（三）

该红外线无线耳机由发射机和接收机两部分电路组成。发射机电路如图1所示。声音信号从电视机音频输出插座引出。电视机输出的音频信号经过C1耦合至VT1进行一级放大后驱动红外线发光二极管VD1、VD2发光，声音信号的变化引起VD1、VD2发光强度的变化，即VD1、VD2的发光强度受声音的调制。

接收部分电路如图2所示。该电路接收部分采用一块音频放大集成电路LM386进行功率放大。VD3为红外线接收管。

当被音频信号调制的红外光照到VD3表面时，VD3将接收的经声音调制的红外线光信号转换成电信号，即在VD3两端产生一个与音频信号变化规律相同的电信号，该信号经C9耦合至LM386进行功率放大后驱动扬声器发声。由于LM386可以输出约0.5W的功率，所以该接收器可以同时供多副（1～4副）耳机收听。

三极管VT1选用中功率管2SC8050，PCM＝3mW，ICM＝500mA，R2的功率要在l/4W以上。VD3为红外线接收管（不要选用光电二极管，以免受干扰，影响接收效果），VD1、VD2宜选用外壳透明的品种，那些从外部不能看到内部电极的品种其通信距离将会很小。

安装时调节发射部分三极管VT1的静态电流在30mA左右。接收部分只要安装无误，不需调试即可工作。发射部分可以安装在电视机内部，由机内12V电源供电。信号输入端接到音量电位器两端即可。对于伴音功放采用直流音量控制的电视机，可以在C1前面串联一个5.1kΩ的电阻后将输入端接到扬声器的两端。调节音量电位器，使其转发距离最远（3～4m）且不失真即可。两只红外线发射管（VD1。VD2）在安装时，要考虑其辐射区范围，由于红外发射管的辐射角一般在60°左右，所以安装时要使它们的辐射空间范围有一部分重叠。

红外二极管发射电路图（四）

由于感应式无线耳机的发射电路必须固定安装在房间的墙壁或天花板上，故无法在室外使用，这是感应式无线耳机的主要缺点。而红外无线耳机则不然，由于它的信号发射采用小巧的红外发射电路，既可在室内用于电化教学、家庭电视和音响设备的音频信号无线接收，也能在户外使用便携式录音机、CD、VCD及MP3时，方便地去掉耳机线，实现名副其实的无线“随身听”。

红外无线耳机的发射电路如图（a）所示。使用时将插头XP插入电视机、收录机的耳机插座内，音频信号通过XP经电容Cl耦合、三极管VTl放大，再由红外发射二极管VDl和VD2向外发射载有音频电波的红外线。电路装成后适当调节偏置电阻R2，使流过VDl和VD2的静态电流为l0mA即可。

图（b）为红外无线耳机的接收电路。红外接收管VD3～VD5接收到发射电路发出的红外线信号后，将其转换为音频信号，再由三极管VT2放大送入集成运放ICl作功率放大，最后由耳机BE输出。电路中使用3只红外接收管是为了能全方位接收信号。调试时，先用手触摸红外接收管的正极，调节电阻R4、R5使耳机BE输出的交流声最响，然后再接通发射电路，适当调节电视机或收录机的音量大小，直到耳机传出的声音大且清晰为止。

红外二极管发射电路图（五）

一个光电二极管DL饲料高增益红外遥控前置放大器1C，CA3237E。U2是一种调频锁相环探测器调整到100千赫左右。U3和检测器的输出被放大，它可以驱动一个扬声器或耳机。

红外二极管发射电路图（六）

介绍的这款无线耳机借助红外线来实现音频信号的近距离传递，其发射与接收部分均由数字电路构成，制作成本低廉，调试起来也比较容易，适合广大电子爱好者自行仿制。

发射电路如图1所示，它包含脉冲调制、电流放大及红外线发射等部分电路。由锁相环CD4O46构成的压控振荡器（VCO）是发射器的核心；当伴音信号加在图1中的A点时，VCO的输出端会产生一组振荡频率随音频信号的幅度大小同步改变的调频信号，经红外发光管转变为红外调频信号发送出去。

图1中的三极管VT1与VT2用来驱动红外发光管，如果没有相同型号，也可用常见的C1815或9014代替，但管子的β值最好取得偏大一点。

接收器由光电转换、脉冲放大、频率解调及音频放大四部分组成，接收器电路如图2所示。经调制的红外信号首先被红外光敏管接收并转换为调频电信号，经过场效应管2SK117预放大，μPC1373H选频、放大后再由CD4046构成的鉴相电路解调并还原为音频信号。

接收与发射电路中两只CD4046的中心频率均为45kHz，故R7与R17、R8与R18、C4与C24的参数必须严格对应相等。驱动红外发光管的三极管VT1与VT2均工作在放大状态，其Vbe约0.6V；VT1与VT2也可用9013替换，但管子的β应大于100。发射电路的电源在图中没有标出，制作时可用LM7806稳压后获得。

每只红外发光管的正向压降均为1.15V，发射功率都小于100mW，将三只红外管进行串联的目的在于提高红外线的发射功率。此外，由于红外发光管的辐射角度有限，因此在设计电路板时需将三只管子错开45°排列。

红外光敏管只有被加上合适的反向电压才能正常工作，因此在电路安装时必须注意检查红外光敏管在电路中是否反接。接收电路采用电池供电，对功放TDA2822M进行桥接正是为了降低整机功耗。电感L10可在工字形中周骨架上用φ0.06的漆包线密绕150匝后装上磁帽及屏蔽罩制得。

红外无线耳机的发射器不需要调整即可正常工作。在对接收器进行调节时，我们可先把彩电遥控板对准接收器并随意按下任一键，监聴耳机中是否有响亮的“嘟嘟”声；然后再把接收器对准发射器，用无感螺丝刀反复调节电感L10中磁帽的位置，直到伴音信号清晰宏亮而噪声最小时用高频蜡将磁帽固定，调试即告完成。如果感觉耳机中的伴音干涩、音质不佳时，可适当调整阻尼电阻R16的阻值；如果接收器的频带过窄，可以将R7与R17分别开路试试。

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