微波控制开关的电路原理.doc

微波控制开关的电路原理
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　出处：东哥单片机学习网　　2009-06-11　　责编：阿佘
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1．电路原理
    附图中的Q1、L1、C1组成微波振荡电路，L1既是发射线圈又是接收线圈。当有人在微波场内活动时，R4两端产生微小电压变化，再通过C2耦合到 U1A、U2B组成的选频放大器，增益由R9与R5，R10与R6的比值决定，本电路设计为80dB。U2B输出信号送至U 3C组成的电压比较器。适当调整R11可使U3C在无信号时输出低电平，有信号时输出高电平脉冲信号，该脉冲信号送至U5进行计数。当有人体在微波场内活动时，会在2秒内使U3C连续输出多于4个的脉冲，此时U5的Q4脚输出高电平，使U4所组成的双稳态电路翻转，Q3导通，继电器吸合，控制负载工作。 LED1兼作电源指示与接收指示，当收到信号后会熄灭，2秒后再亮。
    如果在2秒内送入的脉冲少于4个。而干扰脉冲又很少会在2秒内达到4个，则经R15、C3延时2秒后U5自动复位，重新进入守候状态。自动复位电路的引入大大提高了本电路的抗干扰能力。

图片1（点击小图看大图）

    2．元件选择
    Q1可以用9018、C3355等高频管，L1用Φ1mm漆包线绕成直径1Ocm的线圈，运放选用LM324，U5选用CD4017，U4用 CD4013，Q2、Q3用9013、9014等小功率NPN管，其他阻容器件按图选择即可。电源可用三端稳压7812制作。   
    3．安装调试
    电路可在万能板上布好器件后自己动手焊制，焊好后先不接C2．用万用表测U3C输出电压．同时调节R11使U3C刚好由高电平转为低电平即可，此时触发灵敏度最高。要降低灵敏度可适当提高U3C的⑩脚电压。接通C2．用手在L1前晃动。看到LED1熄灭后听到继电器吸合声即可。
至此调试完毕。将电路板装入合适外壳中即可投入使用。电路中的微波检测部分用红外接收头代替。将输出信号送至U5的（14）脚即可制成通用红外遥控开关。此时，只要在2 秒内连续按动4次遥控器按键即可实现电器的开闭。在正常情况下，遥控器正常使用时很少在2秒内按动4次。误动作几率很低。还可以用其他探头代替微波部分。实现本信号检测部分的广泛应用。

微波控制开关 (一)

　　本例介绍的微波控制开关是根据多普勒效应进行工作的:由本机振荡电路产生一个固定的高频信号 (一般为400-800MHz)，经天线辐射到周围空间，当天线附近一定距离内有物体运动时，高频信号就会被运动物体发射回来再被天线接收，便原振荡电路的振荡频率和信号幅度产生变化，此变化信号经积分、放大、比较等处理后形成控制信号，使控制执行电路动作，达到自动控制的目的。该控制开关可用于对防盗报警器或照明灯的控制。
　　电路工作原理
　　该微波控制开关电路由本机振荡器、放大器、双限电压比较器和控制执行电路组成，如图3-70所示。

　　本机振荡电路由晶体管Vl、电感器L、电容器Cl、C2、电阻器Rl-R3、电位器RPl和天线组成。
　　放大器由晶体管V2和电容器C3-C5、电阻器R4、R5组成。
　　双限电压比较器电路由运算放大器集成电路IC、电阻器R6-@R8、二极管VDl、VD2和电位器R臣组成。
　　控制执行电路由晶体管V3、电阻器R9、电容器C6、二极管VD3和继电器K组成。
　　Vl在Cl的正反馈作用下产生自激振荡，振荡产生的高频电磁波由天线辐射到周围空间，在天线四周产生一个立体的微波场。当有物体在此微波场运动时，物体运动所反射的电磁波就被天线接收，使Vl自激振荡的幅度和频率发生变化，此变化经过由R2、C3组成的积分电路变成随物体移动而波动的电压信号，该电压信号经V2放大后，在V2的集电极上产生2.5-6.7V的变化电压 (电压的变化与物体移动的速度及距天线的距离成正比)。此变化的电压经IC比较处理后，产生控制高电平，使V3导通，K吸合，受控电路 (报警器或照明灯等)通电工作。
　　调整Cl的容量，可以改变自激振荡器的工作频率。
　　调整RPl和RP2的阻值，可以改变微波控制开关动作的灵敏度。
　　元器件选择
　　Rl-R9选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。
　　RPl和RP2选用有机实心可变电阻器或微型电位器。
　　Cl选用云母微调电容器或瓷介微调电容器、薄膜微调电容器;C2和C4均选用独石电容器;C3、C5和C6均选用耐压值为16V的铝电解电容器。
　　VD1和VD2均选用1N4148型硅开关二极管;VD3选用1N4007型硅整流二极管。
　　Vl选用Sg018或3DGgO愧型高频硅NPN晶体管;V2选用S9014或3DG9014型硅NPN晶体管;V3选用59013或58050、C8050型硅NPN晶体管。
　　IC选用LM358型集成运算放大器。
　　L用φO.51mm的高强度漆包线在φ5mm的圆柱体上绕5匝后脱胎制成空心线圈 (安装时应与Cl垂直)。
　　K选用4098或4099型12V直流继电器。
　　天线选用短波收音机用的金属拉杆天线。

微波控制开关(二)

　　本例介绍一种根据多普勒效应制作的微波控制开关，用该装置来控制照明灯 (或排气扇等)，可实现人来灯亮、人走灯灭，既方便实用，又节能省电。
　　电路工作原理
　　该微波控制开关电路由自激振荡电路、比较放大电路、光控电路、关断脉冲产生电路和电源电路等组成，如图3-71所示。

　　自激振荡电路由环形天线W(φl2cm)、晶体管Vl、电阻器Rl、R2、R4、R5和电容器Cl等组成，其工作频率为700-1000MHz(微波段)。改变Cl的电容量，可改变振动频率的高低。
　　比较放大电路由集成运算放大电路IC2(LM324)和有关外围元件组成。
　　光控电路由光敏电阻器RG、二极管VD4和电阻器R17等组成。
　　关断脉冲产生电路由晶体管V2、电阻器R18和电容器C9等组成，该电路起延迟作用(使蝉问晶闸管VT在关断后，需延迟3-4s才能再次导通)。
　　电源电路由降压电容器ClO、电阻器R14、整流二极管VDl、VD2、稳压二极管VS、三端集成稳压器ICl(LM7812)和滤波电容器C8等组成。
　　接通电源后，交流220V电压经ClO降压、VDl和VD2整流及VS稳压后，产生+2OV电压。该电压经ICl进一步稳压成+I2V电压后，作为IC2、Vl和V2的工作电压。
　　自激振荡电路通电工作后，产生频率为700-1000MHz的振荡电磁波，通过天线W向空间发射。
　　当有人在天线W附近移动时，人体的反射波将被天线W接收，使电容器C2正极的电压发生波动。该波动电压经IC2内各运算放大器比较放大处理后，从其7脚输出高电平，使晶闸管VT受触发而导通，照明灯EL点亮。当人体离开控制范围时，IC2的7脚在延时lOs后输出低电平，使VT截止，EL熄灭。
　　在白天，光敏电阻器RG受光照射而阻值下降 (低于3kΩ)，使lcz的7脚为底电平,该微波节能开关不工作，VT始终处于截止状态。夜幕降笛后，RG的阻值增大至200KΩ以上,微波节能开关正常工作。
　　改变电阻器R10的阻值，可以调节微波检测控制范围 (其可调范围5-60㎡)。
　　若用该装置控制卫生司的排风扇，则可省去关断脉冲产生电路和光控电路这个中各元器件。
　　元器件选择
　　Rl-R4、R6-R9、Rll-R16和R18均选用1/4W碳膜电阻器;R5、RlO和R17均选用小型密封式可变电阻器。
　　Cl选用高频瓷介电容器;C2、C3、C5、C7-C9均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C4选用涤纶电容器;C6选用压值为4oov的涤丝电容器或CBB电容器。
　　VDl和VD2均选用1N407型硅整流二极管，VD3和VD4选用1N4148型硅开关二极管。
　　VS选用lW、2OV的IN4747型稳压二极管。
　　Vl选用Sg018型硅NPN型高频晶体管;V2选用Sg012或Sg015型硅PNP型晶体管。
　　VT选用电流容量为lA、耐压值高于400V的晶刊管，例如MCRl00-6等型号。

高性能微波控制开关的制作,Microwave control switch
    微波控制开关在自动控制、报警等各方面有着广泛的用途。很多刊物介绍的高性能微波探头，需用专用控制芯片。成本高且不易购买到。用运放LM324制作的简易探头在很多电子刊物介绍过，但都存在一个最大的缺点：抗干扰能力差、误动作，实用价值不大。笔者结合多方面资料设计制作了本文介绍的微波控制开关，它的最大特点是采用通用器件制作，巧妙地利用CD4017的记数及自动复位功能，大大提高了本探头的抗干扰能力，其性能可与市售成品媲美。若采用拆机件制作，成本只有几元钱，可谓物美价廉，非常适合电子爱好者制作．如附图所示。
    1．电路原理
    附图中的Q1、L1、C1组成微波振荡电路，L1既是发射线圈又是接收线圈。当有人在微波场内活动时，R4两端产生微小电压变化，再通过C2耦合到U1A、U2B组成的选频放大器，增益由R9与R5，R10与R6的比值决定，本电路设计为80dB。U2B输出信号送至U 3C组成的电压比较器。适当调整R11可使U3C在无信号时输出低电平，有信号时输出高电平脉冲信号，该脉冲信号送至U5进行计数。
       当有人体在微波场内活动时，会在2秒内使U3C连续输出多于4个的脉冲，此时U5的Q4脚输出高电平，使U4所组成的双稳态电路翻转，Q3导通，继电器吸合，控制负载工作。LED1兼作电源指示与接收指示，当收到信号后会熄灭，2秒后再亮。
    如果在2秒内送入的脉冲少于4个。而干扰脉冲又很少会在2秒内达到4个，则经R15、C3延时2秒后U5自动复位，重新进入守候状态。自动复位电路的引入大大提高了本电路的抗干扰能力。

2010-10-20 16:00:13 上传
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    2．元件选择
    Q1可以用9018、C3355等高频管，L1用Φ1mm漆包线绕成直径1Ocm的线圈，运放选用LM324，U5选用CD4017，U4用CD4013，Q2、Q3用9013、9014等小功率NPN管，其他阻容器件按图选择即可。电源可用三端稳压7812制作。   
    3．安装调试
    电路可在万能板上布好器件后自己动手焊制，焊好后先不接C2．用万用表测U3C输出电压．同时调节R11使U3C刚好由高电平转为低电平即可，此时触发灵敏度最高。要降低灵敏度可适当提高U3C的⑩脚电压。接通C2．用手在L1前晃动。看到LED1熄灭后听到继电器吸合声即可。
至此调试完毕。将电路板装入合适外壳中即可投入使用。
电路中的微波检测部分用红外接收头代替。将输出信号送至U5的（14）脚即可制成通用红外遥控开关。此时，只要在2秒内连续按动4次遥控器按键即可实现电器的开闭。在正常情况下，遥控器正常使用时很少在2秒内按动4次。误动作几率很低。还可以用其他探头代替微波部分。实现本信号检测部分的广泛应用。  
微波控制自动开关灯电路

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7 天前 16:23

窗体顶端

窗体底端

宝贝详情
这里介绍的微波感应控制器和市场上常见的简易型微波感应控制器相比较，因为采用专用的微处理集成电路HT7610A，不但检测灵敏度度高，探测范围宽，而且工作非常可靠，误报率极低，能在－25～＋45度的温度范围内稳定工作，最适和在中、高档防盗报警系统中作人体移动检测传感头使用。   

1。工作原理
    微波感应控制器使用直径9厘米的微型环形天线作微波探测，其天线在轴线方向产生一个椭圆形半径为0～5米（可调）空间微波戒备区，当人体活动时其反射的回波和微波感应控制器发出的原微波场（或频率）相干涉而发生变化，这一变化量经HT7610A进行检测、放大、整形、多重比较以及延时处理后由白色导线输出电压控制信号。
    高可靠微波感应控制器内部由环形天线和微波三极管组成一个工作频率为2.4GHz的微波振荡器，环形天线既做发射天线也可接收由人体移动而反射的回波。内部微波三极管的半导体PN结混频后差拍检出微弱的频移信号（即检测到人体的移动信号) ,微波专用微处理器HT7610A首先去除幅度太小的干扰信号只将一定强度的探测频移信号转化成宽度不同的等幅脉冲，电路只识别脉冲足够宽的单体信号，如人体、车辆其鉴别电路才被触发，或者两秒内有2～3个窄脉冲，如防范边沿区人走动2～3步，鉴宽电路也被触发，启动延时控制电路工作。如果是较弱的干扰信号，如小体积的动物，远距离的树木晃动、高频通讯信号、远距离的闪电和家用电器开关时产生的干扰予以排除。最后输HT7610A鉴别出真正大物体移动信号时，控制电路被触发，输出2秒左右的高电平，并有LED2同步显示，输出方式为电压方式，有输出时为高电平（8伏以上），没有输出时为低电平。
    微波专用的微处理器HT7610A的时钟频率为16KH，当初次加电时，系统将闭锁60秒，期间完成微处理器的初始化并建立电场，这时LED闪亮60秒后熄灭，系统自动进入检测状态，当检测到有效信号时，将有2秒信号输出，并由指示灯LED同步点亮。
高可靠微波感应人体传感器TX982模块每个65元

    控制器的外形上图所示，侧面蓝色的是灵敏度调整孔，可以使监控距离在1～7米范围内可调，顺时针转动距离变远，逆时针转动距离变近，红色的是LED指示灯用于指示TX982的工作状态，1.2米长的双芯屏蔽线用于连接电源和负载，其中红色线用来接正电源，蓝色线输出，铜网屏蔽层黑线接电源负极，必要时可以用类似电缆加长至50米以内使用。
    高可靠微波感应控制器电源电压为12～16V的整流变换器供电，静态耗电量在5MA左右。 输出形式为电压方式，有输出时为高电平（8V以上），静态时为低电平，使用请参考下图：

这是微波人体传感器驱动继电器的电路图：
    高可靠微波感应控制器工作非常可靠，一般没有误报，是以往红外线、超声波、热释电元件组成的报警电路以及常规微波电路所无法比拟的，是目前用于安全防范和自动监控的最佳产品。所以非常适合在仓库、商场、博物馆或者金融部门使用，具有安装隐蔽、监控范围大、系统成本低的优点。

    2。典型应用
    注意：早期的高可靠微波感应人体传感器采用的是三极管开漏下拉输出，应用可以参考下面的图纸，最新的高可靠微波感应人体传感器采用的是电平输出，使用稍做变化！
    下面介绍运用高可靠微波感应控制器制作的两例实用电子装置，它们的共同特点是线路新颖简单，实用性强，制作容易，性价比高。
一、自动感应灯

     该自动灯可以自动识别周围环境光的亮度，能够实现人来灯亮，人走灯灭，不会误动作，可靠性高，而且电路的工作状态不会受自身灯光的干扰，可以广泛地运用在走廊、卫生间、庭院等场合实现自动照明。 自动感应灯的电路如图1所示：由C1、C2、R1、DW、D1组成典型的电容降压电路，向高可靠微波感应控制器和CD4011提供11V直流工作电压，CD4011BP是COMS四与非门集成电路，当高可靠微波感应控制器检测到有人活动时，白线输出下拉电平10秒，A点变成低电平经F1反相后变成高电平，R3和光敏电阻GM组成光控电路，白天GM阻值较小，B点经分压后低于1/2电源电压为低电平，与非门F2封锁输出高电平通过R4使C3上的电压充至电源电压，夜晚GM的阻值较大，B点为高电平，此时如果有人在监控范围内活动，F1输出高电平，共同使F2开通输出低电平，经F3、F4反相后变成高电平，通过R5使双向可控硅BCR导通，灯泡点亮。如果人员离开监控范围，TX982停止输出A点重新变成高电平，经F1反相后变成低电平，F2封锁，输出高电平通过R4向C3缓慢充电，约30秒后C3上的电压大于1/2电源电压实F3、F4翻转，BCR截至灯泡熄灭。该电路的可靠性较高，站长用该电路制作的走廊灯已经可靠工作了近一年。
二、遥控型入侵报警器
    遥控型入侵报警器如图2所示：电源部分由12V/1.2Ah的铅酸蓄电池和LM317组成恒压、限流浮充电不间断电源，可以确保蓄电池随时处于充足电状态，能够使报警器在市电停电的情况下正常工作。铅酸蓄电池的浮充电压为14.2V。LM317接成恒压源，通过调整W可以使输出端A点输出稳定的14.9V直流电压。电阻R4可以限制充电电流过大，D2可以防止市电停电后蓄电池反向放电。TWH9236/9238是遥控发射、接收组件。当按下发射机TWH9236的A、B、C、D中的任意一个键时，接收机TWH9238的A、B、C、D输出端也会对应输出高电平，并且锁住保存输出时的状态。这里将A键设定为入侵报警器工作按钮，其它的三个键设定为入侵报警器解除按钮。所以只要按下发射机A键，接收机的A输出端就会输出4伏左右的高电平并保持，再按发射机B、C、D按键的任意一个时接收机的A输出端又会变成低电平并保持。当A输出端输出高电平时，通过电阻R1使三极管T1导通，继电器J吸合，12V正电源通过继电器触点加至高可靠微波感应控制器的电源端，此时发光二极管LED点亮，指示入侵报警器已经工作，经过60秒高可靠微波感应控制器初始化结束后，入侵报警器正式工作，这时只要有人员进入监控区域，高可靠微波感应控制器的白线输出端就会输出10秒左右的下拉信号，使T2导通，高响度报警器TWH11C就会发出120dB刺耳的公安警报警声。当A输出端输出低电平时，继电器J断开，高可靠微波感应控制器得不到工作电压所以不工作。
    3。使用注意事项
    高可靠微波感应控制器产生的微波信号在传输、反射接收以及放大处理过程中可能引起微量噪波，过分提高灵敏度将引起噪波误触发，在7米处人体移动3～4步被触发的灵敏度已达到使用极限，应调至在5米处移动3～4步被触发最佳。
    高可靠微波感应控制器尽量安装在室内靠墙角上方，轴向对准门窗部位安装，室外应注意抗风防水并降低灵敏度使用。高可靠微波感应控制器应采用12V 100mA直流电源供电，并保证任何时候供电电压不低于10伏，以使电路稳定工作，如果高响度报警器和高可靠微波感应控制器公用电源时电源容量不应小于500mA。
    高可靠微波感应控制器的输出端属于一种“下拉”控制方式，正电源通过继电器由白色线进入微波感应控制器内部，使继电器流入电流而工作，因此用电压测量法无法测出是否有输出。
200米遥控模块性能的详细介绍网页

灯光控制电路图：基于TX982构成的微波传感自动照明控制器电路图

　　TX982是采用微波多普勒技术、塑料封装的微波检测专用集成电路。芯片内部集成了微波发射、接收及信号放大、识别等电路。利用TX982构成的微波传感自动照明控制器典型电路如图所示。该控制器能使照明灯具白天不工作，在夜晚有人经过监控区域时自动点亮，人走后又能自动熄灭。它具有探测灵敏度高、作用范围大、可靠性能好、安装使用简便等特点，常用于楼道、浴室和库房等场合照明。

利用TX982构成的微波传感自动照明控制器电路
　　电路结构及主要元器件选择:
　　由图可知，该微波传感自动照明控制器由电源电路、检测电路、光控电路、单稳态触发器和控制执行电路组成。其中，电源电路由降压元件R1、C1、稳压二极管VD1、整流二极管VD2和滤波电容C2组成。实际应用时，VD1常选用1W、12V稳压二极管，如IN4742型等。220V交流电通过降压、稳压、整流和滤波后形成稳定的12V直流电压给检测电路等后级电路供电。
　　检测电路由环形天线W和微波检测专用集成电路IC1（TX982）组成，其中W为TX982自带圆环状发射接收天线。
　　光控电路由光敏电阻RG、分压电阻R4及IC2相关内电路组成。实际应用时，RG选用普通光敏电阻器；IC2选用NE555型时基集成电路。
　　单稳态触发器由晶体管VT1、VT2、时基集成电路IC2及其外围元件组成。实际应用时，VT1和VT2均选用S9018型硅NPN晶体管。
　　控制执行电路由双向晶闸管VS、照明灯具EL等元件组成。实际应用时，VS常选用BCR97A6型双向晶闸管。
　　工作原理:
　　电路通电后，当无人进入楼道或门厅的微波传感监控范围内时，环形天线W向外发射微波信号，此时晶体管VT1处于导通状态，使NE555第4脚转变为低电平，NE555内部的单稳态电路为稳态，其3脚输出低电平，使晶体管VT2和双向晶闸管VS均截止，照明灯具EL不亮。控制器处于监控状态。
　　在夜晚或环境光线较暗时，若有人进入微波传感监控范围内时，则环形天线W将接收到微波反射信号，该信号经TX982处理后，使VT1处于截止状态，NE555第4脚变换为高电平，其内部的单稳态电路受触发而翻转，由稳态变换为暂稳态，NE555第3脚输出高电平，使VS导通，照明灯具HL点亮。同时VT2也导通，使NE555第2脚变换为低电平。
　　当控制器工作于白天时，光敏电阻RG受自然光照射呈低阻状态，使NE555第2脚为高电平，NE555处于恒稳态。此时不管VT1是否导通，NE555第3脚均输出恒定低电平，VT2和VS均处于截止状态，照明灯具EL熄灭。