红外感应延时照明灯的设计

课程设计说明书 第3页PAGEPAGE3红外感应延时照明灯的设计摘要当今社会人们更加注重节能环保，照明这一领域也发生了很大的不变化，从传统的白炽灯具向LED智能化照明灯发展。红外感应延时照明灯适宜于门厅、楼梯和楼道等地方，是公共照明基本实现了“人来灯亮，人离灯媳”的自动控制，明显改善了楼房的公共照明效果，还能大幅度节省公共照明用电，照明灯的实际使用寿命也明显延长。此次的课程设计采用红外线反射式电路结构，红外发射器与接收器需安装在同一方向的同一平面内，使发射器与接收器成为一体化结构，并使用同一个电源供电。然后用555时基电路结合电阻、电容等控制延时的时间长短。可以使用KA2148对反馈信号实现放大。最后根据设计原理图焊接、调试。红外感应延时照明灯的设计是由红外感光透镜和热释电红外传感器、放大比较电路、工作延时电路和可控硅导通量控制电路组成慢亮慢暗人体感应自动控制灯，可以做到识别白天和黑夜。给人类的生活带来了很多便利……关键字：红外感应555定时器KA2184集成电路照明灯红外感应延时照明灯的设计摘要当今社会人们更加注重节能环保，照明这一领域也发生了很大的不变化，从传统的白炽灯具向LED智能化照明灯发展。红外感应延时照明灯适宜于门厅、楼梯和楼道等地方，是公共照明基本实现了“人来灯亮，人离灯媳”的自动控制，明显改善了楼房的公共照明效果，还能大幅度节省公共照明用电，照明灯的实际使用寿命也明显延长。此次的课程设计采用红外线反射式电路结构，红外发射器与接收器需安装在同一方向的同一平面内，使发射器与接收器成为一体化结构，并使用同一个电源供电。然后用555时基电路结合电阻、电容等控制延时的时间长短。可以使用KA2148对反馈信号实现放大。最后根据设计原理图焊接、调试。红外感应延时照明灯的设计是由红外感光透镜和热释电红外传感器、放大比较电路、工作延时电路和可控硅导通量控制电路组成慢亮慢暗人体感应自动控制灯，可以做到识别白天和黑夜。给人类的生活带来了很多便利……关键字：红外感应555定时器KA2184集成电路照明灯目录TOC\o"1-2"\h\z\u1绪论 11.1红外感应灯课题介绍 11.2红外线感应灯的概况 11.3555定时器和KA2184的应用 22相关元器件选用及硬件电路设计 22.1元器件的介绍 22.2电路原理图 62.3电路的控制过程 73制作与调试 93.1电路板的焊接 93.2红外线发射管与接受管的安装 93.3电路的调整 9总结 10致谢 11参考文献 121绪论1.1红外感应灯课题介绍随着时代的进步，科技的不断创新，现在各领域都向智能化方面发展，红外线线感应灯可以在楼道、宿舍、教室、办公室、实验室，宾馆、卫生间、储藏室等地方安装，不仅仅为我们提供了方便，而且其智能化、环保节约受到人们的热烈的欢迎。本课题研究的内容就是采用红外线反射式结构，红外发射器与接收器需安装在同一方向的同一平面内，使发射器与接收器成为一体化结构，并使用同一个电源供电。然后用555时基电路结合电阻、电容等控制延时的时间长短。可以使用KA2148对反馈信号实现放大。1.2红外线感应灯的概况（1）红外线感应灯的开关红外线感应灯的开关是一种利用红外线、热释电原理感应人体活动信息的新技术研发而成的，专门用来检测和感应人体活动信息的产品。当人或有温度的物体进入模块感应范围内时，感应模块就会输出一个高电平脉冲信号、或高电平延时信号，输出的感应脉冲或延时信号可以直接驱动LED灯指示灯、LED照明灯；继电器等负载，感应模块可以用直流稳压电源供电。红外线感应灯的作用=1\*GB3①脉冲输出：在感应模块监测范围内检测到人体活动信息时，仅仅以脉冲的形式输出。=2\*GB3②延时输出：在感应模块监测范围内检测到的人体活动信息时，以延时的方式输出，延时时间从0秒到数小时任意时间均可设置；如果在延时时间内，人体一直有活动信息被检测到，延时时间就一直延续下去，直到检测不到人体活动信息为止。=3\*GB3③光控作用：感应模块还具有光控作用，如果加上光控功能，白天不工作，始终处于静态；只有处于黑暗中，模块才有检测功能。（3）红外线感应灯的功能特点红外线感应灯采用红外智能化控制技术，自动控制开关，轻松方便，节约电能，当人进入感应区时灯光自动开启，人不离开感应灯一直保持开启状态，人离开后（25秒左右）灯光自动熄灭，白天触发电路自动锁定，晚上触发电路自动解锁，若有人走动自动开灯。（延时时间可以自行设置）（4）红外线感应灯的适用范围红外线感应灯安装方便，适用范围广，适用于高级宾馆，通道，饭店，机关单位，学校，高级住宅通道走廊，楼梯，门厅，卫生间，储物室等需短时照明的场所。1.3555定时器和KA2184的应用555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件，外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等，应用十分广泛。KA2184是红外接收集成电路，广泛应用于各种由红外线控制的各种产品。2相关元器件选用及硬件电路设计2.1元器件的介绍NE555内部电路方框图：内部含有两个电压比较器，一个分压器，一个RS触发器，一个放电晶体管和一个功率输出级。见下图一

图1

NE555

内部结构555电路的内部电路方框图如图1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管VT，比较器的参考电压由三只5千欧的电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3Vcc时，触发器复位，555的输入端3脚输出低电平，同是放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3Vcc时，触发器位置，555的3脚输出高电平，同时放电开关截止。电阻Rd非是复位端（4脚），当电阻Rd非=0555输出低电平、平时电阻Rd非端开路或接Vcc。Vc是控制电压端（5脚），平时输入2/3Vcc作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和饭店开关的通断。这就很方便地构成从微妙到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。图2NE555电路引脚引脚图介绍：1地GND2触发3输出4复位5控制电6门限(阈值)7放电8电源电压 表1 555定时器的功能THOUTDISⅹⅹ00导通>2UDD/3>UDD/310导通<2UDD/3>UDD/31不变不变<2UDD/3<UDD/310截止IC1、IC3可选用NE555或LM555、uA555型等时基集成电路。红外发射管可选用SE303A，红外接收管选用PH302B，光敏电阻可选用亮阻与暗阻的比值较大的任何一种。继电器选用工作电压力8—12V的小型继电器。电源整流管VD2—VD5可用IN4004或IN4007。降压电容C11用CBB／3—400v型聚丙烯电容器，泄放电阻R13是不可省去的。IC2选用KA2184红外接收集成电路，它的性能、参数和引脚功能与索尼公闻的CX20106完全相同，可直接互换使用。图3CX20106的应用电路图下图是CX20106的内部电路及引脚的功能图图4CX20106的内部结构和引脚功能图CX20106是由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器及整形电路构成。其中的电平自动控制电路ＡＢＬＣ可以保证在输入弱信号时前置放大器有较高增益，在输入强信号时前置放大器不会过载，可以保证在一定遥控距离（约10m2.2电路原理图 图5采用KA2184的红外线感应式延时照明灯电路图电路采用红外线反射式电路结构，红外发射器与接收器需安装在同一方向的同一平面内，这就需使发射器与接收器成为一体化结构，并使用同一个电源供电。这种工作方式也正好适应该电路的长期待机、短时工作的工作状态。电路中，电灯开启后需要保持多长时间，可以通过电路中电容器C8的容量和电阻器RI1的阻值来确定。—般情况下，这种单稳态电路的最大延时时间可达2—3min。在IC3的4脚与地之间接有光敏电阻RL，它的作用是：使电路不能在白天被触发，只有在夜间才能被触发。它是利用光敏电阻在白天的亮阻远小于夜间的暗阻这一原理，将555时基集成电路的强复位端(4脚)在白天置于低电平，使电路保持复位状态而不能能被触发翻转。而在夜间，由于RL阻值变大、使4脚恢复高电平，将电路的复位解除，电路进入正常控制工作状态。2.3电路的控制过程图6555构成多谐振荡器

图7

多谐振荡器的波形图电路中，ICl(NE555)时基集成电路组成的多谐振荡器作为红外发射管的驱动电路。多谐振荡器的振荡频率由(Rl+R2)、R3与Cl的值决定。通常用于红外发射的驱动频率为38—40KHz,电路中采用可调电阻R1将其频率调整在这一范围内．并与接收电路的中心频率相一致，使接收电路呈最佳接收状态。多谐振荡器的振荡频率可由公式f＝1.443／(R1+R2+2R3)C1来计算，波形如图7所示。当红外接收管PH302接收到红外反射信号后输入KA2184，通过电路内对输入信号的放大与解调后，由7脚输出低电平。这一低电平通过R3驱动PNP型三极管，使其导通，发射极输出低电平，这一低电平又作为下一级单稳态触发器的触发信号。下图是555定时器单稳态触发器的电路图

图8555构成单稳态触发器IC3是一个由555时基集成电路组成的脉冲启动型单稳态触发器，平时电路处于稳态，2脚为为电，3脚输出低电平。当有负向脉冲或低电平加至它的2脚后，电路立即翻转，3脚变为高电平，这一高电平使继电器K通电吸合，将电灯的电源电路接通，电灯EL亮。当IC3脚输出向电平时，电路进入暂稳恋，同时由电源通过电阻器R1I向电容器C8充电。电容器C8的充电过程便是该暂稳态的暂稳时间，当C8充电电压达到电源电压V/DD的2／3(6脚的翻转电压)时，电路翻转，单稳态电路的暂稳过程结束，3脚变为低电平。继电器K失电后释放，断开电灯的电源，电灯EL灭。本电路采用发射、接收一体化固定安装，电路处于长期待机、短期工作的状态，因此采用交流供电方式。交流电源经降压电容c11降压、VD2—VD5桥式整流、C10滤波以及VD6稳压后向工作电路供电。由于KA2184的工作电压为5V，因此由VD7将9V电压再次稳压为5V以供电路使用。电路中K9为9V电源与5V电源之间的隔离电阻。3制作与调试3.1电路板的焊接电路板焊接方法先将准备好的元件插入印刷电路板规定好的位置上，在元件与印刷电路板铜箔的连接点上，涂上少许焊剂，待电烙铁加热后用烙铁头的刃口上些适量的焊锡，上的焊锡多少要根据焊点的大小来决定。焊接时，要将烙铁头的刃口接触焊点与元件引线，根据焊点的形状作一定的移动，使流动的焊锡布满焊点并渗入被焊物的缝隙，接触时间大约在3-5秒左右，然后拿开电烙铁。拿开电烙铁的时间，方向和速度，决定了焊接的质量与外观的正确的方法是，在将要离开焊点时，快速的将电烙铁往回带一下，后迅速离开焊点，这样焊出的焊点既光亮，圆滑，又不出毛刺。

在焊接时，焊接时间不要太长，免得把元件烫坏，但亦不要太短，造成假焊或虚焊。焊接结束后，用列子夹住被焊元件适当用力拉拨一下，检查元件是否被焊牢。如果发现有松动现象，必须重新进行焊接。焊接好的电路板可装入体积合适的绝缘小盒内注意在盒面板为R12开出感光孔。改变R12阻值，可调整光控灵敏度。3.2红外线发射管与接受管的安装红外发射管与接收管两管之间可间隔8-10cm安装。安装时，应使两管中心线呈一定的夹脚且应在50cm左右处相交，以保障发射光能被反射到接收管。3.3电路的调整电路的调整较为简单。接通电源后，发射管与接收管的前面放置一块反射挡板，适当地移动挡板并调节发射器的可调电阻R1，测量接收器IC2的7脚的输出电压，使输出电压的负值达到最大即可。总结以前从未接触过课程设计，所以一听到老师说这个名称的时候心里很慌，不知从何做起。等到开始动手的时候心里有点乱，有点急。但慢慢的调整了心态，此次数字电子技术课程设计，让我懂得实践的重要性，即使课本知识掌握的很好，如果不会综合运用，也是一些支离破碎的无用的知识。此次设计是将课本知识的巩固与综合运用结合起来，再加上实际动手操作能力的培养三者结合起来，培养了我们对专业知识学习了兴趣。到目前为止我学习了《电路分析基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《EDA》，本次的课程设计是所学知识的综合运用，从理论到实践，学会了如何运用知识。同时增强了自己自主学习的能力，快速高效的检索资料文献。在做的过程中遇到很多问题，积极向老师同学请教，共同探讨，不怕失败，敢于探索，使自己的能力得到迅速的提升。而不足之处是用软件画电路图，有很大的欠缺总的来说这次课程设计我觉得很有价值，我们不仅仅从理论知识层面对所学的东西有个回顾，更重要的是体会到了实践操作的乐趣和艰辛，确实是一项很锻炼我们动手能力的实践课程，通