基于熱釋電傳感器的人體輻射檢測電路設(shè)計

當工作電壓VCC設(shè)定為6V時，由R3、R5和R7、R8將高、低通放大器的輸入端均設(shè)置為1／2 VCC，即3V。靜態(tài)時，LM324的輸出端8、14引腳均為低電平，開關(guān)管截止，2引腳仍為高電平，延時電路不工作。當熱釋電紅外傳感器的探頭檢測到人體產(chǎn)生的熱輻射時，產(chǎn)生一個微弱的電壓信號，經(jīng)過放大后傳送到LM324的10、13腳，表現(xiàn)為一個峰值約為5V的正弦波。由于分別送入兩個電壓比較器的同相和反相輸入端，無論在信號的正半周，還是在負半周，這兩個比較器總有一個輸出低電平，使得2引腳的高電平躍變?yōu)榈碗娖?，使延時電路不工作。當人體進入紅外傳感器的測量范圍而被檢測到熱輻射時，在輸入信號的正半周期，13引腳的電平高于12引腳所加的2．6V比較電壓，下面的一個比較器的14引腳輸出為低電平，二極管D2截止；此時10腳電平高于9腳，上面的比較器輸出為高電平，二極管D1導(dǎo)通，其高電平使得開關(guān)管飽和導(dǎo)通，將2腳拉成低電平，致使延時電路工作。在信號負半周時，上、下比較器輸出電平剛好相反，即8腳輸出低電平，14腳輸出高電平，D2導(dǎo)通?？梢?，只要傳感器檢測到人體活動，無論是信號的正半周還是負半周，兩個比較器中必有一個輸出為高電平，通過開關(guān)三極管從而控制延時電路工作。
2．3 延時電路
圖3中的R6和C6組成報警延時電路，其時間約為60s。人體離開傳感器的探測范圍后，其輻射的紅外線信號消失，IC3的輸出端又恢復(fù)高電平，此時D2截止。由于C6兩端的電壓不能突變，故通過R6向C6緩慢充電，當C6兩端的電壓高于其基準電壓時，1腳才變?yōu)榈碗娖?，時間約為60s，即控制燈光亮60s。
2．4 電源電路
熱釋電紅外檢測系統(tǒng)的電源取為6V，采用交流220V供電，經(jīng)交直流變換后形成6V的直流電壓，電源電路如圖4所示。

2．5 熱輻射檢測電路工作原理
當人體進入房間，熱釋電紅外線傳感器探測到人體發(fā)出的熱輻射信號時，圖2中IC1的2腳輸出一個微弱的電壓信號。三極管VT1是一級電壓放大電路，微弱電信號經(jīng)過放大后經(jīng)過耦合電容C2送入運算放大器IC2中進行高增益、低噪聲放大。IC3作電壓比較器，R10和VD1為其反相輸入端提供一個基準電壓。IC2的輸出電壓信號接到了IC3的同相輸入端，與基準電壓進行比較，使得IC3的輸出端由原來的高電平躍變?yōu)榈碗娖?。R6、C6和IC4組成延時電路，當人體離開傳感器的測量范圍后，熱輻射信號消失，IC3的輸出端恢復(fù)高電平，使得二極管D2截止。由于電容C6兩端的電壓不能突變，電源通過R6向C6緩慢充電，當C6兩端的電壓高于R7、R8和R11產(chǎn)生的上基準電壓時，IC4的輸出端才變?yōu)榈碗娖?，時間約為1min，即持續(xù)1min控制燈亮。

3 熱釋電紅外檢測電路的安裝
由于熱釋電紅外傳感器易受光照、溫度和熱源的影響，所設(shè)計的熱釋電人體輻射檢測電路只能安裝在室內(nèi)，誤報率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系。正確的安裝應(yīng)滿足下列條件：
(1)傳感器應(yīng)離地面2．0～2．2m，以避開寵物。
(2)傳感器易受溫度的影響，應(yīng)遠離空調(diào)、冰箱、火爐等熱源物體。
(3)在傳感器與被探測的人體之間不要有家具、大型盆景或其他高的隔離物。
(4)傳感器不要直對窗口或門口，避免外部的熱氣流擾動或人員走動引起的誤報，也不要安裝在有強氣流活動的地方。

4 結(jié)論
本文所設(shè)計的人體熱輻射檢測電路，能夠根據(jù)人體進入檢測區(qū)域后的熱輻射產(chǎn)生輸出信號，控制照明裝置的開關(guān)，延時60s，一般情況下有足夠的時間幫助人們手動開啟照明，從而給人們的生活帶來了方便。由于具有性能可靠、成本低、易于安裝等優(yōu)點，適用于居民家庭、賓館、學(xué)生宿舍、教學(xué)樓等受熱源影響較小的場合，也可用于樓道、走廊等需要短時延時照明的地方，具有較大的使用和推廣價值。