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紅外光控路燈系統的設計

放大字體  縮小字體 發布日期:2017-11-16  來源:中國LED照明網  瀏覽次數:1506

  *1.江西地礦局贛南地質調查大隊,江西贛州341000;2.南方冶金學院現代教育技術及信息中心,江西贛州341000)燈的新思路,并對該系統的各電路原理做了詳細分析。

  關健詞:紅外線;光控;可控硅;路燈系統聲光控制電路的靈敏度整定非常重要,靈敏度過高,電路穩定性差達不到節能的目的。靈敏度過低,電路響應遲鈍起不到聲控的效果。且不同的場合對聲控靈敏度的要求差異很大,為解決這一問題,筆者設計了一種用紅外光控制的樓道路燈系統。

  1主要特點與常規的聲光控制不同,本系統采用紅外光控制技術,利用行人通過樓道時切斷紅外光,使路燈點亮,因此沒有噪音污染。

  穩定可靠,此電路的紅外接收器在常態下路燈熄滅時)始終接收由發射器送來的紅外光,即使有干擾光的瞬間存在也不會使電路誤動作。

  8)無暗區,一旦某層樓的路燈被點亮,與其相鄰的上下層路燈處于‘半亮“狀態,待行人經過一段時間后才自動熄滅。

  2系統組成原理框圖中只畫出了某一層樓及其相鄰兩層的原理圖,其它各層與此相同,路燈!,是裝在第"層天花板上的兩只白熾燈,與其上一層的+1并聯,"與其下一層的!1并聯,紅外線發射器與接收控制器分別裝在樓道兩側的墻面或墻內,由于它們的體積很小,可分別裝在開關盒里。

  當夜間有行人經過時,人體擋住紅外線發射器發出的光線。此時控制器無信號輸入,收稿曰期=可見光光敏電阻也無信號輸入天黑時)接收控制器使可控硅!導通并延時一定時間,此時An,"*,"*+1,*1;四只白熾燈被點亮,第+1層與-1層處于‘半亮“狀態,等待行人繼續上行或下行。

  當白天有行人經過時,由于可見光光敏電阻器受光照其阻值變小,不管接收控制器是否收到紅外光,都是截止的。

  3紅外接收控制器的原理分析是該接收器的電原理圖,交流電源經變壓器"變壓,%「%4整流,2,'r濾波,%*穩壓,得到5V的直流電壓作為接收器和發射器的工作電壓。

  是紅外接收二極管,當有紅外光照射時會有光電流產生,所形成的電流>50!A,只要3>(+-.3)/("/-)就可以使飽和導通,此時1C的1腳為低電平,腳為高電平,經IC2、IC-的傳輸處理最終在IC(11腳輸出低電平不導通,路燈不亮。

  當照射在上的紅外光被行人遮住時,流過它的電流非常小暗電流<的1腳高電平,此時如果可見光敏電阻5是低阻值白天),IC的2腳為低電平,與非門IC輸出端三腳為高電平,可控硅!、!2截止;但如果5是高阻值狀態夜間)IC1腳、2腳均為高電平,即3腳輸出低電平,經IC2JC3JC4傳輸處理后在11腳輸出高電平,此電壓一路通過7觸發!1,使白熾燈",1點亮,另一路通過1使。/2飽和導通,由光耦合器件。%1把觸發信號送到!2使白熾燈和"21點亮。

  圖中二極管%8-%11與可控硅組成和"+1的開關驅動電路,8的作用是為!2提供觸發電流。%12-%15與!1組成"和1的開關驅動電路,和組成延時電路,它的作用是使路燈延時關閉,改變C-或的值可調整延時時間。6,11,12,'4,'5,。%2,。%3與光敏電阻組成自然光檢測電路,當或有一組或全部亮時。%2或截止,1C的2腳為高電平,檢測電路不起作用。只有當。%2、。%3同時導通時檢測電路才起作用。1C的2腳的電壓=(/(6+5)X4.4)+0.6V,*的阻值從強光到無光的變化是從幾十歐!+,調整的阻值可改變檢測電路的靈敏度。

  4紅外光發射器的電路原理分析所示,電路的5V直流工作電壓由接收電路提供。IQJCi與!2、組成振蕩頻率為40kHz的矩形波振蕩器,此信號經IC-、IC4放大處理后經過推動0使%!發出載波頻率為40kHz的紅外光,由于通過%!的峰值電流為100mA,兩只紅外發射管串聯后的輸出光功紅外LED的發光效率為20左右)它的有效接收距離可達7m,而樓道寬度大多在3m左右,完全能使接收控制器可靠工作。

  5原器件的計算與選擇1)!4與Cl的估算。由于%!發出的紅外光為f=40kHz;脈沖寬度為2/3T的矩形波信號,所以1集電極的電位為2/3T時間呈高電平1/3T時間為低電平的脈沖。

  為了使電路在這一時間段=1/3丁=1/(3!40!103)=8!10,不出現誤動作,Ci兩端點的電壓從圖中可知,1飽和導通時'f0.3+0.7=1V.當1截止時,C2電壓隨時間變化:為保證電路不出現誤動作:為確保行人快速經過樓道時路燈也能可靠點亮。取電路響應時間<0.1<,則:2)!3的估算。為確保在有亮電流>50A)通過時,1能可靠地進入飽和區。必須使:為確保無亮電流通過時暗電流集電極電位保持在高電平3.6V以上。必須IM=5nA;!取30)。代入上式得:其它元器件的選擇:紅外遙控發射與接收電路的核心元件是發射二極管與接收二極管,本電路的發射管選用5IR880B,它的峰值波長為880nm,發射功率為12.25mW,接收管選用2CU33IR,它的響應光譜為700-1100nm與發射管相對應,亮電流>50A,暗電流<5nA.發射器與接收器各使用一塊74HC00四雙輸入與非門CMOS集成電路,其它元器件的數據按圖中所標。

  系統安裝及調試:為確保樓道無行人經過時路燈能可靠熄滅,安裝時必須使發射器發出的紅外光對準接收器的接收二極管。由于此系統的紅外接收器在常態下路燈熄滅時)始終接收由發射器送來的紅外光,此時,即使有干擾光的存在也不會使電路誤動作,所以該系統具有較高的穩定性和抗干擾能力。

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