热释电红外自动节能灯设计精品

热释电控制自动节能灯电路热释电传感器是一种能将人体发出的微弱的红外辐射信号转换为电信号的传感器，称为热释电红外传感器。

由人体发射出的热红外线是一种十分微弱的红外辐射，它的信号波长约9. 5μm.热释电红外传感器能够探测到距传感器10m 以外的人体运动信号并将其转化为电信号输出，因此这种传感器目前被广泛应用于防盗报警器，也被应用在自动控制节能灯的开关控制电路。

下面要介绍的是由热释电红外传感器制作的自动节能灯开关电路，它的组成如图3-73 所示。

热释电控制自动节能灯工作原理分析热释电传感器输出的探测信号十分微弱，要使这种信号控制一个电路，必须要将其放大60~70dB ，而且使用的放大器必须要限制在一定的带宽内，以防止噪声对它的干扰。

用来放大热释电传感器输出信号的放大电路，有采用晶体管和场效应管组成的放大电路，有采用运算放大器组成的放大电路和专用的热释电信号放大器，其中应用最多的是运算放大器，其次是专用热释电信号放大器和热释电传感器模块(如前面电路介绍过的HN911) 。

采用运算放大器的优点是取材方便，通过对电路的设计，可以针对不同的热释电传感器设计出不同增益和带宽的放大器，充分发挥传感器的效果。

本电路采用由运算放大器组成的放大电路对传感器输出的信号进行放大。

热释电控制自动节能灯电路中的信号放大器由两部分组成，第一部分是由lCla 、lClb 组成的两级低频带通高增益放大器，第二部分是由lClc 和lCld 组成的双限电压比较器。

本电路采用的信号电压比较器称为双限式电压比较器，也称为窗口比较器。

这个双限电压比较器由lClb~lCld 组成，其中lClc 用作上限比较，lCld 用作下限比较。

上限比较器的参考电压加于lClc 的同相输入端，下限比较器的参考电压加于lCld 的反相输入端。

上、下限比较器的两个参考电压是通过R5 ，R8 与VDl ，VD2 分压后取得的。

由于R5 = 儿，VDl 与VD2 的压降固定为O. 6~0. 7V。

实验题目：基于BISS0001的感应节能灯电路的设计学院：应用科技学院专业：09电子信息工程姓名：苏伟华、邹耿万学号：120352009006、1203520090152011 ~ 2012 第一学期一、实验目的1. 动手实践应用电路，提高实验技能。

2.学习感应节能灯的调试方法和感应节能灯的工作原理。

3. 了解热释电红外传感器以及biss0001芯片的功能。

二、设计原理图三、工作原理:1. 电路工作原理⑴电路通电后，当无人进人热释电传感器PIR监控范围时，热释电红外传感信号处理集成电路BISS0001处于复位状态，控制信号输出端（第2脚）Vo输出低电平，电子开关VT 处于截止状态，固态继电器SSR关断，照明灯具H不亮，控制器处于监控状态。

当有人进人热释电传感器PIR监控范围并移动时，PIR可将人体散发出的红外线变化转换为电信号输出，输出信号频率为0.1～10Hz。

RP2与RG组成光控电路，白天光敏电阻RG受自然光照射呈现低电阻，当BISS0001第9脚电平Vo＜02VDD时，触发禁止，BISSO00l等后级电路不工作，照明灯具H不亮。

晚上或环境光线较暗时，RG阻值增大，当BISSOOOI第9脚电平玩＞0．2Vpp 时，BISSOOOI处于监控状态，输出端％仍为低电平。

如果此时有人在PIR监控范围内移动，PIR便输出随人体移动而变化的电信号，通过RP1送人BISS00O1芯片内部独立高输人阻抗运算放大器OP1的输入端11N+（第14脚），经OP1前置放大后，由第16脚输出，经C4耦合到第13脚2IN-端，再经芯片内部第2级运算放大器OP2进行放大，然后经芯片内部双向鉴幅器处理，输出有效触发信号启动芯片内部的延时定时器TX，最后由状态控制器从BISSO001第2脚输出高电平控制信号，使电子开关VT导通驱动固态继电器SSR开通，照明灯具H点亮发光。

BISS0001第2脚输出高电平控制信号时间等于电路的延时时间，它由延时元件R1与C2的时间常数决定，图所示时间为15s。

基于红外探测的LED智能照明系统设计作者：刘杨杜罡孟彦龙来源：《科学与财富》2016年第10期摘要：本设计主要研究一种基于红外探测的光控LED智能照明系统。

该设计包括硬件设计和软件设计两个部分。

本设计主要利用热释电红外线传感器探测人体辐射的微弱红外线信号；利用光敏电阻探测环境亮度；通过单片机实现对LED照明灯的智能控制。

LED照明灯白天一直处于关闭状态，晚上开启红外探测。

当探测到有人体移动时，LED照明灯能够智能开启，并且在延时一定时间后自动关闭。

整个设计结构简单，电路稳定，达到智能控制和节能减排的目的。

关键词：热释电传感器；智慧照明；LED驱动引言近年来，智能控制系统飞快发展，各种各样的控制产品层出不穷。

智能控制不仅方便了人们日常生活，而且对于资源紧缺的当今社会而言也起到很大作用。

如今，努力增加智能控制和节能光源的照明器具的研发，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用已经成为我国目前照明器材行业结构调整的重点[1-5]。

整个系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感及处理电路、单片机控制系统、LED恒流驱动电路和LED显示模块组成。

系统工作时，光敏电阻实时检测工作环境亮度的强弱，热释红外线传感器检测人体移动时辐射的微小红外线信号，两个传感器将检测到的信号由处理电路处理后，传送给单片机控制系统，单片机控制系统经过程序判断处理后控制LED驱动电路实现对LED 灯的自动开/关控制[6-8]。

1.系统方案1.1系统的总体设计整个系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感及处理电路、单片机控制系统、LED 恒流驱动电路和LED显示模块组成。

系统工作时，光敏电阻实时检测工作环境亮度的强弱，热释红外线传感器检测人体移动时辐射的微小红外线信号[9-12]，两个传感器将检测到的信号由处理电路处理后，传送给单片机控制系统，单片机控制系统经过程序判断处理后控制LED 驱动电路实现对LED 灯的自动开/关控制。

系统电路总框图如图1所示。

红外感应灯电路设计及原理1、电路主要光学元件（1）光敏电阻的应用光敏电阻又称光导管, 它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。

光敏电阻没有极性, 是一个电阻器件。

制作光敏电阻的材料一般是金属硫化物和金属硒化物，通常采用涂敷、喷涂等方法，在陶瓷基片上涂上半导体薄膜，经烧结而成。

光敏电阻的结构：在底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质，称为光导层。

半导体的两端装有金属电极与引出线端相连接，通过引出线端接入电路。

为了防止周围介质的影响，在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜，漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。

为了提高灵敏度，光敏电阻的电极一般采用梳状图案，光敏电阻结构，光敏电阻电极，光敏电阻接线图光敏电阻工作原理--内光电效应。

光照射到本征半导体上，材料中的价带电子吸收了光子能量跃迁到导带，激发出电子、空穴对，增强了导电性能，使阻值降低。

光照停止，电子空穴对又复合，阻值恢复。

亮电阻很小，暗电阻很大。

要使价带电电子跃迁到导带，入射光子的能量满足刚好发生内光电效应的临界波长。

常用的光敏电阻器是硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。

光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1-10MΩ；在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。

光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4-0.76um）的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。

本电路采用MG42型CdS光敏电阻，CdS光敏电阻属半导体光敏器件，产品经受强化老练实验，除具有灵敏度高，反应速度快，光谱特性好等特点外，在高温、多湿的恶劣环境下，仍能保持其高度的稳定性和可靠性，适合于将其用于各种环境，MG42型光敏电阻与其它型号相比具有：工作电压和额定功率比较低的特点，其亮、暗电阻也适合于本照明电路的需要，所以在设计时选择了这个型号。

（2）可控硅元件的工作原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图1所示图1可控硅等效图解图当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。

目录1引言 (2)2总体设计方案 (2)2.1 设计思路 (2)2.2 总体设计框图 (2)3设计原理分析 (2)3.1元件介绍 (2)3.2电路原理图 (4)3.3原理分析 (5)3.4电路原理 (5)4总结与体会 (7)参考文献 (8)附录电路原理图 (9)热释电红外自动节能灯摘要：本课程设计是制作一个热释电红外自动节能灯。

人在时灯亮，人走灯灭。

其电路主要有热释电红外传感器、运算放大器电路、双电压比较器、555时基电路、光电开关、可控硅等工作电路。

关键词：热释电红外感应器晶闸管1 引言此次课程设计我选择了热释电红外自动节能灯设计。

此电路控制的灯在白天光线强的时候不会照明，当暮色降临相对光线昏暗的时候，一旦有人进入其红外传感作用区域，电灯就会自动点亮为行人照明，行人远去后，电灯就会自动熄灭，其功能充分体现了节能的特点及应用于生活中的实用性。

本延时节能灯可以应用于楼道、卫生间等公共场所。

2 总体设计方案2.1 设计思路红外感应器件将人体发出的红外线感应出电信号，然后将其放大，用放大过后的信号去控制电灯电路的通断。

运动的人体发出红外线，Q74能将运动的人体发出的红外线转换成0.3至3Hz的电信号。

然后用三极管和集成运放电路将其放大。

将放大后的信号输入到电压比较器的输入端，使用双向晶闸管控制电灯的亮灭，使用555组成的当稳态触发器控制晶闸管的通断。

2.2 总体设计框图总体设计框图如图1所示。

图1 总体设计框图3 设计原理分析3.1元件介绍3.1.1热释电红外传感器热释电红外传感器是20世纪90年代出现的新型传感器。

专门用于检测人体辐射的红外能，用它可以做成主动式（检测静止或移动极慢的人体）和被动式（检测运动人体）的人体传感器，与各种电路配合广泛应用于生活。

本电路使用的热释电红外传感器是Q74，它由敏感元件、场效应管、阻抗变换器和滤光窗等组成，并在氨气环境下封装。

其中敏感元件一般采用热释电材料锆钛酸铅（PZT）制成，这种材料在外加电场撤除后，仍然保持极化状态，也即存在自发极化，且自发极化强度PS随温度升高而下降。

热释电红外节能灯设计1.设计原理：热释电红外节能灯的设计原理基于热释电红外传感技术。

热释电传感器是一种能够感应人体红外辐射的传感器，当有人经过时，人体的红外辐射会被传感器感应到，从而触发灯的开关操作。

传感器一般由热释电材料和光电材料组成，当人体红外辐射被热释电材料吸收时，热释电材料会产生电荷变化，进而触发光电材料反应，并控制灯的开关。

2.设计优势：2.1高效节能：热释电红外节能灯的设计原理能够实现智能控制，只有当有人经过时灯才会开启，不需要长时间任何人停留时也能自动关闭。

这样能够避免了照明设备长时间未使用时的能源浪费，大大提高了能源的利用率。

2.2方便实用：热释电红外节能灯的安装和使用非常方便，只需要将传感器和灯具进行连接即可。

此外，该节能灯还具备灵敏度调节功能，用户可以根据具体环境的需要调整感应距离和感应角度。

2.3延长灯具寿命：热释电红外节能灯的自动开关功能可以减少灯具的使用时间，将灯具的使用寿命延长。

传统节能灯通常需要频繁地开关操作，而热释电红外节能灯则能够在无人时自动关闭，避免了频繁开关带来的灯丝烧毁的问题。

2.4提高安全性：热释电红外节能灯的特点是响应速度快。

当有人经过时，传感器能够迅速将信号传递给灯具，使灯具立即亮起，提供安全照明。

尤其是在夜间或暗处，热释电红外节能灯能够有效提高安全性。

3.应用范围：总之，热释电红外节能灯是一种利用热释电红外传感技术的新型节能灯。

它通过感应人体红外辐射来控制灯的开关，实现高效节能的效果。

该节能灯具有高效节能、方便实用、延长灯具寿命和提高安全性的优势，并且适用范围广泛。

它的应用将为节能环保做出积极贡献。

高频电子线路课程设计报告设计题目：热释电红外感应控制照明灯开关学院：信息工程学院专业：电子信息工程班级：姓名：学号：时间：2013.10.21至2013.10.24摘要随着科技的发展和人们对节能的越来越关注。

设计简单实用节能的照明灯开关电路就尤为重要，本课程设计采用常用的555电路，光敏电阻，热释电传感器，三极管和继电器组成。

能实现在晚上的时候，当人在开关一定范围内灯才会打开并且能延时一段时间的功能。

关键词：555电路；光敏电阻；热释电传感器；三极管；继电器。

目录1.设计任务与要求 (3)2.方案设计与原理 (4)3.单元电路设计与元器件介绍 (5)4.总原理图及元器件参数 (8)5.安装与调试 (9)6.实训总结 (10)7.教师评语 (11)1.设计任务与要求（1）设计目的通过设计与制作，将光敏电阻，，三极管，继电器及NE555芯片等知识点有机地，系统地联系起来，进一步加深学生对所学基本理论知识的理解与运用。

培养学生理论联系实际，动手制作，安装，焊接，调试电子产品及分析解决实际问题的综合技能。

（2）设计要求从节约用电的角度出发，照明灯在晚上有人的时候，照明灯自动打开，延时一段时间后自动熄灭。

要求采用所给元器件设计一个简单，易于操作且节约材料的电路图，并在万能板上手工焊出该电路。

2.方案设计与原理（1）方案设计框图（2）方案原理本方案通过光敏电阻的电阻变化来控制三极管的通断，从而控制NE555的电源通断。

通过电阻，电解电容和NE555实现延时功能。

通过红外线传感器来触发NE555。

通过继电器来实现低电压控制高电压，实现照明灯的亮灭。

光控，红外控电路 NE555 延时电路 继电器 灯3.单元电路设计与元器件介绍1.光控电路图中的光敏电阻在晚上的时候电阻变大，分得的电压变大，滑动变阻器分得的电压变小，三极管不导通，从而使NE555芯片4脚直接接电源，而当白天的时候则相反，三极管导通，4脚电压拉低。

红外自控LED节能灯具系统方案设计思路红外自控LED 节能灯具系统方案设计思路具体的红外自控LED 节能灯具产品方案设计思路，应依据信号采集和处理的路径，设计各功能部分，整体上满足产品设计的目标。

红外传感器输出的信号很小，必须加以放大才能使用，因此红外自控LED 节能灯具系统方案设计思路如图6 所示，将红外传感器的微弱信号通过一个四运放(LP2902M)的仪表放大器放大和比较，经CD4538 多谐振荡器组成的计时器电路，再经一大功率三极管驱动继电器实现LED 电源的开闭，由LED 驱动电源去点亮灯具中的LED 光源或LED 光源阵列。

电原理图如图7 所示。

图6 红外自控LED 节能灯具产品方案设计思路图7 红外自控LED 节能灯具系统方案电原理图红外传感器与菲涅尔透镜红外传感器是一种热释电红外传感器，它是用具有热电性能材料做成的热探测器，可能是产业界用得比较多的红外传感器之一。

红外热释电传感器信号产生原理示意如图8，传感器表层温度无变化时敏感元电荷保持平衡T [K]，当接收外界红外辐射，表层温度即发生变化，敏感元随之变化，T+T [K]。

也即由于外界的红外辐射而引起传感器敏感元表层温度变化时，红外传感器才释放出电荷(电流);当温度变化趋于稳定，内部电荷就趋于平衡，敏感元就没有电荷(电流)产生，对静止的热源体没有电流输出。

利用红外传感器这一特性，可以及时检测运动的红外热源，如人类的走动。

红外传感器是一种被动型温度敏感器件，对应用环境温度不苛求，灵敏度高，光谱响应宽。

可广泛用于各种红外入侵探测器、照明灯具的自动感应开关。

红外热释电传感器的外形如图9-1 所示，图9-2 是传感器的电原理图，图9-3 是传感器的典型应用图。

上海尼赛拉传感器有限公司在上海、昆山大批量生产。

热释电红外节能灯设计随着科技的不断进步和环保理念的普及，绿色节能逐渐成为人们关注的热点。

在室内照明领域中，使用高效节能的灯具可以保证节省能源的同时，也能减少对环境的污染。

因此，设计一种新型灯具，成为人们关注的焦点。

设计要点针对现有的照明系统，设计一种基于热释电和红外传感器控制的室内节能灯具。

主要通过检测周围环境的热源或人体红外信号，实现灯具自动开启与关闭，提高灯具的节能效率和使用便捷程度。

•传感器选用：将热释电传感器和红外传感器相结合，提高灵敏度和稳定性。

热释电传感器可以检测周围环境的热源，如人体、动物、家具等，而红外传感器能检测到人体发出的较强红外光。

•灯具设计：采用LED光源，配合光控、时控、智能调光控制器，实现对灯具开启、亮度调节、自动关灯的控制。

•电路设计：电路采用高精度电阻分压控制，对电路进行精细调节，以实现对灯具亮度和电源电压的自适应调节。

实现步骤1.热释电传感器模块的设计热释电传感器可以检测周围环境的热源，如人体、家具等。

在本设计中，可选用ZP3145、AM312、SR501等型号的热释电传感器模块，接线如下图所示：热释电传感器模块--MCUVcc--VccOUT--IO口GND--GND2.红外传感器模块的设计红外传感器可以检测到人体发出的较强红外光。

在本设计中，可选用HC-SR501、RCWL-0516等型号的红外传感器模块，接线如下图所示：红外传感器模块--MCUVcc--VccOUT--IO口GND--GND3.LED灯具的设计LED灯具的设计与普通灯具有所区别。

在本设计中，采用了有源热管理技术（Active Thermal Management，ATM）和特殊散热结构，保障LED灯的寿命和稳定性。

采用了LED光源，通过光控、时控、智能调光控制器，可实现对灯具开启、亮度调节、自动关灯的控制。

4.电路设计本设计的电路采用高精度电阻分压控制，对电路进行精细调节，以实现对灯具亮度和电源电压的自适应调节。

红外感应灯电路设计及原理1、电路主要光学元件（1）光敏电阻的应用光敏电阻又称光导管, 它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。

光敏电阻没有极性, 是一个电阻器件。

制作光敏电阻的材料一般是金属硫化物和金属硒化物，通常采用涂敷、喷涂等方法，在陶瓷基片上涂上半导体薄膜，经烧结而成。

光敏电阻的结构：在底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质，称为光导层。

半导体的两端装有金属电极与引出线端相连接，通过引出线端接入电路。

为了防止周围介质的影响，在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜，漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。

为了提高灵敏度，光敏电阻的电极一般采用梳状图案，光敏电阻结构，光敏电阻电极，光敏电阻接线图光敏电阻工作原理--内光电效应。

光照射到本征半导体上，材料中的价带电子吸收了光子能量跃迁到导带，激发出电子、空穴对，增强了导电性能，使阻值降低。

光照停止，电子空穴对又复合，阻值恢复。

亮电阻很小，暗电阻很大。

要使价带电电子跃迁到导带，入射光子的能量满足刚好发生内光电效应的临界波长。

常用的光敏电阻器是硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。

光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1-10MΩ；在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。

光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4-0.76um）的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。

本电路采用MG42型CdS光敏电阻，CdS光敏电阻属半导体光敏器件，产品经受强化老练实验，除具有灵敏度高，反应速度快，光谱特性好等特点外，在高温、多湿的恶劣环境下，仍能保持其高度的稳定性和可靠性，适合于将其用于各种环境，MG42型光敏电阻与其它型号相比具有：工作电压和额定功率比较低的特点，其亮、暗电阻也适合于本照明电路的需要，所以在设计时选择了这个型号。

（2）可控硅元件的工作原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图1所示图1可控硅等效图解图当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。

热释电红外报器警南冰B13040724 齐文胜B13040725 闰文强B13040726第一章课题的任务及要求 (3)1.1课题的任务 (3)1.2设计技术要求 (3)1.3设计的作用、目的 (3)第二章总体方案设计 (4)2.1设计方案 (4)2.2 设计的具体实现 (4)2.2.1 系统概述 (4)2.2.2 实际原理框图 (4)第三章硬件电路设计3.1.热释电红外传感器 (5)3.1.1传感器简介 (5)3.1.2传感器结构图 (5)3.2热释电红外传感信号器BISS0001 (6)3.2.1BISS0001管脚图 (6)3.2.2管脚说明 (7)3.2.3系统电路图及说明 (7)3.2.4热释电红外传感器的主要工作参数 (8)第四章制作与调试 (11)4.1制作 (11)4.2调试 (11)第五章总结 (12)第六章心得 (13)附录一元件清单 (14)附录二实物图 (15)一、课题的任务及要求1.1课题的任务：热释电红外报警器是一种通过热释电红外传感器探测人体发射的10微米左右特定波长的红外线而释放报警信号的报警装置。

利用红外热释传感器探测人体目标，在检测到可疑目标时，控制音乐片发出响亮的报警声。

1.2设计技术要求为：1. 报警器可探测的距离大于3米；2. 静态功耗小于10mA;3. 供电电压为6，可以通过电池串联作为供电源。

4. 制作产品并调试。

5. 其他创新、或特色；1.3设计的作用、目的:1.学会选择及分析原理图2.认识并了解常用的电子器件。

3.掌握常用电子器件的应用，并进行设计和综合分析应用。

4.培养自我学习能力及逻辑思维能力。

5.提高自己的动手能力及培养自己的耐心及细心。

二、总体方案设计2.1设计方案的选择：设计方案一：此报警系统是由释电红传感器接收红外线转换为电信号，经过整流电路再将信号放大，经过延时、比较驱动报警器以及发光二极管发光此系统主要用到BISS0001集成芯片完成放大延时以及比较的功能。