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北邮红外感应照明灯自动控制电路实验报告

随着社会的进步，节能环保已经深入人心，成为当今社会重要

主题之一。通过红外感应

来实现自动控制的功能电器已经悄悄影响着人们的生活，生活

中处处可以看到红外感应自动

控制设备的影子。本实验设计利用热释电红外传感器PIR获得电

压，然后通过LM358来实

现两级电压放大，然后经过电压比较器，二极管D1导通，使555

构成的单稳态触发器反转

进入暂稳态，3脚输出高电平，将LED灯点亮，实现红外感应自

动控制。

第一章实验设计要求

1.1设计概述

本设计是在指导老师给定课题的基础上经过分析，采用热释电

红外传感器PIR,能根据生命

体从传感器旁经过的距离长短作为触发信号（实验中用手划过传

感器来模拟），使LED二极

管发光并延退10秒以上熄灭。

1.2设计任务要求

基本要求

用发光二极管模拟照明灯，在白天保持熄灭状态，在夜间有人

从附近10cm经过灯便点

亮，延退10秒后熄灭。

电源用5伏直流电源，传感器用RE200B红外热释电传感器。

电路工作稳定可靠。

提高要求

延长感应距离到20cm或30cm。

第二章电路设计

热释传感器PIR放大器2.1

热释传感器PIR

放大器

电压比较器单稳态触发器=照明灯

zxl

延时电路

2.2系统总体设计思路

PIR热释传感器能够因为红外线的变化在其S端输出微弱的超低

频交流信号，，经C2加

到三极管Q1输入端放大，再经运放U1A组成的放大器进一步

放大，使信号增益达到几十

dB,后进入电压比较器反向输入端。信号幅度高于比较电压时，比

较器输出低电平，二极

管D1导通，使555构成的单稳态触发器反转进入暂稳态，3脚

输出高电平，将LED灯点亮。

由于要求LED灯延时熄灭，还要加入RC延时电路，调节电位器

可以改变灯点亮的时间2.3模块电路设计思路

2.3.1第一级放大电路

设计原理简述：

由于PIR输出的是超低频交流信号，为了保障电路的稳定，采用

深度负反馈电路（电压并联负反馈），耦合电容C2的作用是阻直流，

通交流，一般采用容量较大的电解电容器，本实验采用C2=47uF,F

（反馈系数）=-1/R2,由于输入的信号十分微弱，不妨设Ii=10mA（实

际电流大于10mA），则Vo=If*R2+1,通过静态工作点的设置，Ib=-

If=（Vce-Vbe）/R2,得到R1取值为10千欧，R2的取值为1兆欧，

第一级放大倍数约为120:

2.3.2第二级放大电路设计原理简述：（此处忽略电容）R=0）。

反馈网第二级放大采用同相放大电路，输入信号输入到运放的同相输

入端（络为Rf

2.3.2第二级放大电路设计原理简述：

（此处忽略电容）

R=0）。反馈网

因为U+=U-=Ui（虚短““，但不是虚地虚地“，）I+=I-=0

所以

IiRi

Ii

IfUoRf

If

Uo

Rf

Ii

Uo

即闭环电压放大倍数为

(1

Rf

R)Uri

Auf%1

Rf

ufUi

Ri

Uo与Ui是比例关系，改变比例系数，即改变Rf/R1,即可改变Uo

的值。

实际参数:

在实际电路中取R4（原理中为Rf）=R3（原理中为R1）=47

千欧，C1=33uF,

C5=0.01uF,第二级放大倍数约为2倍。

U1A