班级：10电子信息1班
组员：张沛、谢会赟
学号：20100210110118
20100210110119 学校：华东交通大学
指导老师：陈忠斌
桥梁建设红外热释电传感器感应灯设计
超顺磁性
摘要：本次设计主要是设计一个可由人体红外线控制的感应开关，可以直接加上220V的生活用交流电。所以应用技术除了红外热释电感应原理，还加上了电力电子技术中的交流整流高压技术。将220V的电压转为5V直流电。 关键词：红外热释电晶闸管TM2291
概述：
90gan
电力作为一种洁净方便的能源广泛的应用与我们的生活与生产方面，因此电能的节能尤为重要，要节能首先就要做到节约能源，其次再通过科学研究发明更加人性化和节能的用电器。 热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。
应用背景
（1）红外线感应灯控制系统的现状及发展趋势
我国照明缺乏独创产品，模仿产品居多，基础加工落后，只顾外表，轻视功能，产品的品种比较单一，性能差。尤其是在“智能”照明方面，缺乏创新，与国外智能灯具在技术研究方面有着不小的差距。我国现阶段的照明系统一般采用主电源经配电箱分成多路配电输出线，提供照明灯回路用电，由串接在照明灯回路中的开关面板直接接通或断开供电线来实现对灯的控制，灯只有开和关两种状态，无逻辑时序及亮、暗调光控制，因而无法形成各种灯光亮度组合的场景及系统控制。全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展所 急需解决的问题。每年照明电能消耗约占全部电能消耗的12%～15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻可以替代传统光源的节能环保光源。LED以其较之于传统照明光源所没有的优势，诸如较低的功率需求、较快的响应速度、绿环保以及不断快速提高的发光效率等，成为目前我国今后照明系统发展的方向。基于目前国内国际形势，尤其是能源紧缺，智能照明必是以后照明系统的发展方向。智能照明将会使人们利用起来更加便利，改善家庭环境，不仅为建筑照明提供多种的艺术效果，而且使灯具控制和维护变得更为简单，而且具有可靠性高、安装布线容易。
（2）红外线感应灯控制系统的优点
智能化已经成为当今建筑发展的主流技术，涵盖从空调系统、消防系统到安全防范系统以及完善的计算机网络和通信系统。但是长期以来，智能照明在国内一直被忽视，大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式，部分智能大厦采用楼宇自控（BA）系统来监控照明，但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下，智能照明系统体现出强大的优越性，它在智能建筑中的应用越来越广泛。智能照明系统在智能建筑中的应用效果如下：
(1)改善工作环境，提高工作效率。
verticalsync(2) 可观的节能效果。智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术，能对大多数灯具（包括白炽灯、日光灯，配以特殊镇流器的钠灯、水银灯、霓虹灯等）进行智能调光。当室外光较强时，室内照度自
动调暗，室外光较弱时，室内照度则自动调亮，使室内的照度始终保持在恒定值附近，从而能够充分利用自然光实现节能的目的。除此之外，智能照明的管理系统采用设置照明工作状态等方式，通过智能化管理实现节能。
(3)提高管理水平，减少维护费用。智能照明控制系统将普通照明人为的开与关转换成了智能化管理，不仅使大楼的管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去，而且将大大减少大楼的运行维护费用，并带来较大的投资回报。
荧光球
220V的交流电通过整流降压电路给红外热释电感应电路供电，红外热释电信号通过控制双向晶闸管的开关来控制灯泡的点亮与熄灭。
整流降压模块
这是用万用表测买来的模块得出的可控硅斩波降压电路。由于都是贴片元件，有的电容和稳压管没有
型号，所以也不知道具体容值大小和稳压管稳压的大小。不过，从电路上看，也大概可以猜出它的大小。
电路原理分析：220V的正弦电压，通过整流桥整流，输出的是220V的半波。首先，输出的电流首先给220pF的电容充电，然后再放电，此时，由于双向晶闸管和单向晶闸管都没有导通，所以，电压加在一个2.4M和一个1.2M的电阻上，同时给0.01uF和47uF的电容充电。当47uF的电容充电充到5V的时候，双向晶闸管导通，其两端电压迅速下降为0。此时那个5V转3.3V的电源芯片7133的输入电压为5V，等到正弦半波降到5V以下的时候，它开始放电，由于输入交流电频率较高，电容的放电又较慢，所以，还没放到多少，这个电容又开始充电，这样周而复始，达到了稳压的效果。
红外线感应模块：
这个也是经过实际测量的电路图。将它简化后就成了这个典型应用电路图：
如图所示为TM2291应用于热释电红外开关的电路原理图。其中电阻R9、R10，电容C6、C7都是可调的。（值得说明一下的是，上图的芯片BIS0001可以完全用TM2291替代，实物中用的是TM2291芯片）
热释电红外开关是TM2291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、烘干机和自动洗手池等装置，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。
热释电红外传感器是一种新型敏感元件，它是由高热电系数材料，配以滤光镜片和阻抗匹配用场效应管组成。它能以非接触方式检测出来人体发出的红外辐射，将其转化成电信号输出，并可有效抑制人体辐射波长以外的干扰辐射，如阳光、灯光及其反射光。
大规模定制此例中TM2291的运算放大器OP1作为热释电红外传感器的前置放大。由C3耦合给运算放大器OP2进行放大，再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号取启动延迟时间定时器。输出信号经晶体管T1、驱动继电器取接通负载。R3为光敏电阻，用来检测环境照度。
当作为照明控制时，若环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚输入为低电平而封锁触发信号，节省照明用电。若应用于其他方面。则可用遮光物将其罩住而不受环境影响。SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，红外开关处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，红外开关则处于不可重复触发工作方式。
