传感器大作业.doc

传感技术及应用大作业

传感器技术及应用大作业
红外感应灯的设计

学院： 通信与电子工程学院
班级： 电子
学号： 2007131010
姓名： 欧洪材
指导老师： 齐怀琴
日期： 2010年05月27日

摘 要
当地球进入了21世纪，由于石油和煤炭资源的不可再生性，人类使用能源的需求也越来越大，能源问题逐渐凸显出来了。节能问题也被早早地提出了，而各种节能措施也在制定和实施。对电能的节约使用也被人们提上了日程。各种节能灯也就应运而生。红外感应灯就是其中一种节能灯。它的产生就受到了广大人民的推广。
关键词：能源 红外感应灯

目录
摘 要 2
第一章 绪论 3
1.1 背景 3
1.2 设计目的 3
1.2.1节约能源。 3
1.2.2学会使用multisim仿真软件。 3
1.2.3学会运用传感器来帮助人们的生活。 3
第二章 原理 4
2.1原理分析 4
2.2供电电路 4
2.3红外光发射接收电路 4
2.3.1前方无物体阻挡 5
2.3.2前方有物体阻挡 5
2.3.3前方人祸物体离开 5
2.4器件要求 5
2.4.1传感器 5
2.4.2可控硅 6
2.4.3电源变压器 6
2.5调试说明 6
心得 6

第一章 绪论
1.1 背景
当地球进入了21世纪，由于石油和煤炭资源的不可再生性，人类使用能源的需求也越来越大，能源问题逐渐凸显出来了。节能问题也被早早地提出了，而各种节能措施也在制定和实施。对电能的节约使用也被人们提上了日程。各种节能灯也就应运而生。红外感应灯就是其中一种节能灯。它的产生就受到了广大人民的推广。
1.2 设计目的
1.2.1节约能源。
1.2.2学会使用multisim仿真软件。
1.2.3学会运用传感器来帮助人们的生活。
第二章 原理分析
2.1原理分析
热释电红外线传感器一是由高热电系数材料配合滤光镜片窗口组成的，它能以飞接触形式检测出人体中辐射出的红外线变化量，并将其转变成电压信号输出。
热释电红外线传感器除了要装菲涅尔透镜提高灵敏度外，还需要配备必需的电路，才能组成完整的检测电路。这些电路包括高、低通放大器、电压比较器、延时电路及执行电路或电器等。
由于热释电红外线传感器监控的范围是一个立体空间而不是一条线或一个平面，而且耗电极微，故利用热释电红外线传感器可以制成各种防入侵报警系统、安全装置、自动技能装置、非接触温度测量及火灾报警器等。而本实验就是用其来制成自动节能灯的。
本实验由时基集成电路NE555构成的红外感应式延迟电路。使用于家庭卫生间照明或者卫生间镜前开关，只要人走近等时灯就点亮，离开后灯就会自动熄灭。
实验电路

电路主要有红外反射模块IC1、时基集成电路IC2、可控硅VS1及电源电路等几部分组成。
2.2供电电路
220V交流电源一路加到灯泡HL上端与单向可控硅VS1的下端，当VS1导通时HL即课点亮；另一路加到电源变压器T初级，经变压后从其次级输出9V交流低压，该电压又经VD1-VD4桥式整流、C5滤波，得到的直流电压提供给控制电路作工作电源。
2.3红外光发射接收电路
该电路主要由IC1(TX05D)为主构成。IC1集成块内部设置有并排安装的红外发光管与红外接收管，通电后红外发光管即向外发射频率为40KHZ的调制红外线。
2.3.1前方无物体阻挡
当红外发光管向外发射红外线前方无物体阻挡时，红外接收管由于收不到红外管发出的红外光线，IC1的OUT输出端无信号输出，三极管VT1处于截止状态，由于C3电容充满电荷，IC2的阀值端6脚位高电平，时基电路处于复位状态，IC2输出端3脚为低电平，可控硅VS1因无触发电流而处于关断状态，故HL灯泡不会点亮。
2.3.2前方有物体阻挡
当前方一定范围内有人或物体出现时，使红外线部分被反射回来并被红外线接收管接收以后，该信号经IC1模块内部电路放大、解调、整形、比较处理以后，输出端突变为高电平。该信号经R1 、C1、C2平滑滤波以后使VT1管导通，其集电极为低电平。
VT1导通使IC2的触发端2脚为低电平，IC2立即置位，其输出端3脚突变为高电平，该信号经R3为VS1提供正向触发电流，VS1立即导通，等效于220V交流电源加到灯泡HL两端，使其点亮发光。
VT1导通使得C3所充电荷得以迅速泄放。
2.3.3前方人祸物体离开
一旦前方的人祸物体离开红外发光管发射红外线的区域，无发射管发射给接收管时，IC1的输出端OUT恢复为低电平，VT1截止，此时正电源又通过RP1、R2对定时电容C3进行充电，当充至电源电压2/3时，时基电路IC2翻转为复位状态，其3脚输出端又变为低电平，VS1失去触发电流，当交流电过零时即关断，HL灯泡熄灭。
2.4器件要求
2.4.1传感器
IC1可选用天津特新电子厂生产的红外反射探测模块TX05D。该模块安装在尺寸为46.5mm*32mm*17mm小塑料盒内，盒上还有安装支架。小盒前侧并排安装有红外接收管与红外发光管，旁侧面有一发光二极管指示灯与一个灵敏度调节孔，指示灯用来指示模块的工作状态。平时该灯熄灭，一旦有反射阻挡物时，指示灯发光。调节孔用来调节发射探测距离，顺时针调节可加大探测距离，逆时针调节则缩小探测距离。模块的探测距离还与工作电压高低有关，电压高探测距离大，反之则距离小。模块标称工作电压范围为5~12V，对应最大探测距离为30~120mm。模块外引线是一根长约2m的双芯屏蔽线，屏蔽层为电源负极，红色芯线为电源正极，白色芯线为信号输出线OUT。
2.4.2可控硅
VS1可用MCR100-8小型塑料单向可控硅；也可以改用MAC94A4型等小型塑料双向可控硅来控制，但应将R3的电阻值相应减小一些。
2.4.3电源变压器
电源变压器T可选哟就个220V/9V、5VA小型变压器。
2.5调试说明
安装好电路以后，即可进行调整，只要适当调整一下RP1的值，使延迟点亮的时间合适即可。
心得体会
在做测试技术的实验前,我以为不会难做,就像以前做物理实验一样,做完实验,然后两下子就将实验报告做完.直到做完实验测试时,我才知道其实并不容易做,但学到的知识与难度成正比,使我受益匪浅。