红外开关原理

1、红外感应开关的主要器件为人体热释电红外传感器。 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10UM左右的红外线，被动式红外探头就是探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥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。当有人进入开关感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，开关自动接通负载，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无动作，开关延时（时间可调TIME 5-

2、120秒）自动关闭负载。 红外感应开关 感应角度120度，距离7-10米，延时时间可调。红外感应技术现已经相当成熟，并运用与各个领域，未来的发展更不可估量！郑州兴邦说起开关，谁都不会陌生，但说起人体红外智能感应开关，可能就有很多人不太熟悉了。下面，就让我们一起来认识下人体红外感应开关： 红外感应开关的主要器件为人体热释电红外传感器。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10UM左右的红外线，被动式红外探头就是探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥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

3、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。当有人进入开关感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，开关自动接通负载，人不离开感应范围，开关将持续接通；红外感应开关的感应角度为120度，距离7-10米，延时时间可调。人离开后或在感应区域内无动作，开关延时（时间可调TIME 5-120秒）自动关闭负载。一般来说，一个完整的人体红外感应开关主要包含以下部分：1.单极性设计:同普通墙壁开关(二线接驳),可接各类阻性负载(无需任何配件). 2.全自动感应元件:人来开关立即接通,人离开后延时自动关闭. 3.无触点电子开关:接通负载的

4、瞬间无大的冲击电流,延长负载使用寿命. 4.自动测光:光线强时不感应(出厂设置),带感光调节(也可调节在任意光线下感应或全天侯感应). 5.自动随机延时(可连续延时方式):人在感应范围活动,开关始终接通,直到人离开后才自动关闭，(可选不连续延时方式). 6.延时时间可调:16秒-350秒(也可根据客户要求订做,订做范围零点几秒至30分钟).本控制器采用热释远红外技术、专用温控电路，针对使用空调的办公室、公共场所专业设计。本控制器可控制室内温度低于26（可调）时空调自动停止工作。室内温度高于26时，室内有人时自动接通空调电源以备开启，室内无人时自动切断空调电源以达到节电的效果。具有灵敏度高、工作

5、可靠的优良品质。主要技术指标1、测控距离：810m2、可控视角：120°3、启动时间：0.5s4、无人断电延时：15 min5、安装方法：直接法适用范围：大学、中学、学校、政府机关、企业、公司、写字楼、医院、宾馆等的办公室、教室、图书馆等各种场所。· 人体红外感应模块 (热释电红外传感器 提供原理图) 人体红外模块一、特点采用PIR热释电传感器、菲涅尔低功耗、静态功耗50uA宽电压范围、DC 4.5-20V电路板小体积38*28mm(32*24*mm)可重复/不可重复触发方式选择使用简单、电源+ -信号输出感应距离7米感应角度110°二、电气参数工作电压范围 直流

6、电压4.5-20V静态电流 50uA输出电平 高3.3 V /低0V触发方式 L不可重复触发/H重复触发电路板外形尺寸 38*28mm(32*24*mm)感应角度 110°感应距离 7米三、应用范围 安防产品 人体感应玩具人体感应灯具 工业自动化控制等热释电红外开关是BISS0001配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成的被动式红外开关。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、烘干机和自动洗衣机等装置，是一种高技术产品。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、照明和报警系统品牌电应普型号DYP-ME003种类光学材

7、料混合物材料物理性质半导体材料晶体结构单晶制作工艺集成输出信号开关型防护等级IP67线性度0.1（%F.S.）迟滞0.1（%F.S.）重复性0.1（%F.S.）灵敏度高漂移无分辨率高基于红外线技术的自动控制产品,灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式,广泛应用于各类自动感应电器设备,尤其是干电池供电的自动控制产品。· 电气参数： 电气参数 DYP-ME003人体感应模块 工作电压范围 DC 4.5-20V静态电流 <50uA电平输出高3.3 V /低0V触发方式L不可重复触发/H重复触发 延时时间5-200S(可调)可制作范围零点几秒-几十分钟封锁时间2.5S(默认)可制作范围零

8、点几秒-几十秒电路板外形尺寸 32mm*24mm感应角度 <100度锥角感应距离7米以内工作温度-15-+70度感应透镜尺寸直径:23mm(默认)功能特点:1. 全自动感应:人进入其感应范围则输出高电平， 人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。 2. 光敏控制（可选择，出厂时未设）：可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。 3. 温度补偿(可选择，出厂时未设)：在夏天当环境温度升高至3032，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。 4. 两种触发方式：（可跳线选择）a.不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变为低电平；b.可重复触发方式：

9、即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。 5. 具有感应封锁时间(默认设置:2.5S封锁时间)：感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(此时间可设置在零点几秒几十秒钟)。 6. 工作电压范围宽：默认工

10、作电压DC4.5V-20V。 7. 微功耗:静态电流<50微安，特别适合干电池供电的自动控制产品。8.输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。使用说明:1.感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔地输出0-3次，一分钟后进入待机状态。2.应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜，以免引进干扰信号产生误动作；使用环境尽量避免流动的风，风也会对感应器造成干扰。3.感应模块采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元（A元B元）位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到

11、上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的变化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探头双元所感应。为了增加感应角度范围，本模块采用圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍然比上下两个方向感应范围大、灵敏度强，安装时仍须尽量按以上要求。应用范围 安防产品 人体感应玩具 人体感应灯具 工业自动化控制等使用说明：1.感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔地输出0-3 次，一分钟后进入待机状态。2. 应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜，以免引进干扰信号产生误动作；使用环境尽量避免流动的

12、风，风也会对感应器造成干扰。3. 感应模块采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元（A元B元）位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的变化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探头双元所感应。为了增加感应角度范围，本模块采用圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍然比上下两个方向感应范围大、灵敏度强，安装时仍须尽量按以上要求。热释电传感器基本知识和使用中的常见问题热

13、释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器，它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。它目标正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。除了在我们熟知的楼道自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域应用前景看好。比如：在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机。电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的机构。开启监视器或自动门铃上的应用。结合摄影机或数码照

14、相机自动记录动物或人的活动等等。您可以根据自己的奇思妙想，结合其它电路开发出更加优秀的新产品。或自动化控制装置。热释电传感器基本知识热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面荷电的现象。热释电传感器是对温度敏感的传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极，在传感器监测范围内温度有T的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷Q，即在两电极之间产生一微弱的电压V。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷Q会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，T=0，则传感器无输出。当人体进入检测区，因人体温度与环境温

15、度有差别，产生T，则有T输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出了。所以这种传感器检测人体或者动物的活动传感。 由实验证明，传感器不加光学透镜(也称菲涅尔透镜)，其检测距离小于2m，而加上光学透镜后，其检测距离可大于7m。使用中应注意以下几点：第一、直流工作电压必须符合我们要求的数值，过高和过低都会影响模块性能，而且要求电源必须经过良好的稳压滤波，例如电脑USB电源、手机充电器电源、比较旧的9V的层叠电池都无法满足模块工作要求，建议客户用变压器的电源并经过三端稳压芯片稳压后再通过220UF和0.1UF的电容滤波后供电。第二、调试时人体尽量远离感应区域，有时虽然人体不在模块

16、的正前方，但是人体离模块太近时模块也能感应到造成一直有输出，还有调试时人体不要触摸电路部分也会影响模块工作，比较科学的办法是将输出端接一个LED或者是万用表，把模块用报纸盖住，人离开这个房间，等2分钟后看看模块是否还是一直有输出？第三、模块不接负载时能正常工作，接上负载后工作紊乱，一种原因是因为电源容量很小负载比较耗电，负载工作时引起的电压波动导致模块误动作，另一种原因是负载得电工作时会产生干扰，例如继电器或者电磁铁等感性负载会产生反向电动势，315M发射板工作时会有电磁辐射等都会影响模块。解决办法如下：A、电源部分加电感滤波。B、采用负载和模块使用不同的电压的方法，例如：负载使用24V工作电

17、压，模块使用12V工作电压，其间用三端稳压器隔离。C: 使用更大容量的电源。第四、人体感应模块只能工作在室内并且工作环境应该避免阳光、强烈灯光直接照射，如果工作环境有强大的射频干扰，可以采用屏蔽措施。若遇有强烈气流干扰，关闭门窗或阻止对流。感应区尽量避免正对着发热电器和物体以及容易被风吹动的杂物和衣物。第五、人体感应模块建议安装在密封的盒里，否则可能一直会有输出信号。第六、如果要求人体感应模块的探测角度小于90度时，可以用不透明胶纸遮挡镜片或裁剪缩小镜片来实现。第七、人体感应模块采用双元探头，人体的手脚和头部运动方向与感应灵敏度有着密切的联系，而且红外模块的特性决定了无法精确控制感应距离。第八

18、、模块中的探头（PIR）可以装焊在电路板的另一面。也可将探头用双芯屏蔽线延长，长度应在20厘米以内为好。工科大楼，中央空调，采用三菱电机，控制器型号：PAR-21MAA，室内机室外机供电均为三相四线制，380v，红外感应为限柜机使用，三菱电机的空调控制系统可以通过网络浏览器（Internet Explorer）或者综合管理软件（TG-2000A）进行远程控制和管理。同时三菱电机的空调控制系统可以采用BACnet和LONWORKS这两种开放式的通讯协议，简单的兼容于BMS楼宇管理系统。这样，空调的控制系统有了良好的兼容性。1.单极性设计:同普通墙壁开关(二线接驳),可接各类阻性负载(无需任何配件

19、). 2.全自动感应:人来开关立即接通,人离开后延时自动关闭. 3.无触点电子开关:接通负载的瞬间无大的冲击电流,延长负载使用寿命. 4.自动测光:光线强时不感应(出厂设置),带感光调节(也可调节在任意光线下感应或全天侯感应). 5.自动随机延时(可连续延时方式):人在感应范围活动,开关始终接通,直到人离开后才自动关闭，(可选不连续延时方式). 6.延时时间可调:16秒-350秒(也可根据客户要求订做,订做范围零点几秒至30分钟). 技术参数 工作电压:AC180V-250V(50/60Hz) 负载特性：阻性负载（白炽灯、排气扇等） 负载功率：25W-200W 接线方式：单极性供电(二线接驳)

20、 自身功耗:<0.5W 感应范围:140度圆锥角,5-8米以内 延时时间:16秒-350秒(可调) 感 光 度:5LUX-500LUX(可调) 工作温度：-20-+50 应用范围 走廊、楼道、卫生间、地下室、仓库、车库等场所的自动照明、排气扇的自动抽风以及其它电器的自动控制等功能，同时可用于防盗等用途。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

21、动灯光、照明和报警系统。菲涅尔镜片的原理和应用 菲涅尔镜片是红外线探头的“眼镜”，它就象人的眼镜一样，配用得当与否直接影响到使用的功效，配用不当产生误动作和漏动作，致使用户或者开发者对其失去信心。配用得当充分发挥人体感应的作用，使其应用领域不断扩大。菲涅尔镜片是根据法国光物理学家FRESNEL发明的原理采用电镀模具工艺和PE（聚乙烯）材料压制而成。镜片（0.5mm厚）表面刻录了一圈圈由小到大，向外由浅至深的同心圆，从剖面看似锯齿。圆环线多而密感应角度大，焦距远；圆环线刻录的深感应距离远，焦距近。红外光线越是靠进同心环光线越集中而且越强。同一行的数个同心环组成一个垂直感应区，同心环之间组成一个水

22、平感应段。垂直感应区越多垂直感应角度越大；镜片越长感应段越多水平感应角度就越大。区段数量多被感应人体移动幅度就小，区段数量少被感应人体移动幅度就要大。不同区的同心圆之间相互交错，减少区段之间的盲区。区与区之间，段与段之间，区段之间形成盲区。由于镜片受到红外探头视场角度的制约，垂直和水平感应角度有限，镜片面积也有限。镜片从外观分类为：长形、方形、圆形，从功能分类为：单区多段、双区多段、多区多段。下图是常用镜片外观示意图： 下图是常用三区多段镜片区段划分、垂直和平面感应图。当人进入感应范围，人体释放的红外光透过镜片被聚集在远距离A区或中距离B区或近距离C区的某个段的同心环上，同心环与红外线探头有一

23、个适当的焦距，红外光正好被探头接收，探头将光信号变成电信号送入电子电路驱动负载工作。整个接收人体红外光的方式也被称为被动式红外活动目标探测器。镜片主要有三种颜色，一、聚乙烯材料原色，略透明，透光率好，不易变形。二、白色主要用于适配外壳颜色。三、黑色用于防强光干扰。镜片还可以结合产品外观注色，使产品整体更美观。每一种镜片有一型号（以年号+系列号命名），镜片主要参数：一、外观描述外观形状（长、方、圆）、尺寸（直径）。以毫米为单位。二、探测范围指镜片能探测的有效距离（米）和角度。三、焦距指镜片与探头窗口的距离，精确度以毫米的小数点为单位。长形和方形镜片要呈弧形以焦距为单位对准探头窗口。镜片与探头的配

24、合应用我们常用的是双源式探头，揭开滤光玻璃片，其内部有两点对714um的红外波长特别敏感的TO5材料连接着场效管。静态情况下空间存在红外光线，由于双源式探头采用互补技术，不会产生电信号输出。动态情况下，人体经过探头先后被A源或被B源感应，Sa<Sb或Sa>Sb产生差值，双源失去互补平衡作用而很敏感地产生信号输出，见图（3C）。当人对着探头呈垂直状态运动，Sa=Sb不产生差值，双源很难产生信号输出。因此，探测器安装的位置与人行走方向呈平行为宜。根据以上原理探头与镜片结合可以做成以下感应方式的人体探测器。A、单区多段水平式和单区多段垂直式。图（4）单区多段水平式感应角度大，这是探头水平

25、视场角度大的缘故，形成一个长方形扇面感应区，单区多段水平式亦称水平幕帘式感应，此感应方式能避开上下红外线干扰。图（5）单区多段垂直式感应角度小，这是探头垂直视场角度小的缘故，形成一个垂直形扇面感应区，单区多段垂直式亦称垂直幕帘式感应，此感应方式能避开左右红外线干扰。图（6）探头与镜片配合不符合Sa<Sb或Sa>Sb产生差值的要求，因此感应不灵敏。采用双区同心圆相近的镜片也能达到幕帘式感应效果。单区多段和双区多段多用于局部区域感应。B、多区多段感应式和多区多段圆锥体式。图（7）是多区多段感应式探头与镜片对应位置和探测效果图，多区多段感应式多用于挂墙式安装，倾斜向下探测三个不同的区域。

26、图（8）是多区多段圆锥体感应式，多用于吸顶式安装，直接向下探测。采用双源探头配用圆形镜片感应方向图不似圆锥体，因为探头水平视角大于垂直视角而且出现Sa=Sb的现象，圆锥体效果图会中间凹陷。如果圆形镜片配用四源探头，感应方向图更趋似圆锥体，见图（8）探测效果图。多区多段感应式和多区多段圆锥体式感应区域宽广，多用于大面积探测。探头与镜片配合不符合要求，上图左中镜片上下放反，上图右中探头设置在镜片中间，均无远距离感应效果，下盲区加大，出现不感应现象。C、另类探测效果的方法。探头与镜片偏离，产生不同的探测方向和效果。探头偏上，探测方向向下，见下图左。同理，探头偏下，探测方向向上。探头偏左，探测方向向右，见下图中。同理，探头偏右，探测方向向左。探头偏45度，降低人体活动受方向的限制，见下