热释电红外传感器装置 - 人体感应节能插座的研究与设计

　　由于热释电元件本身的检测能力有限，而且需要辅助电路，所以实用性差。因此，通常厂家大都提供完整的传感器装置，而不是简单的传感器元件。多功能传感器内部有定时器;通用型的体积小、价格低，检测人的传感器内部设有滤波电路，可避免误报警。这些装置用户可通过电阻电容的调节任意设定灵敏度和定时时间。这些传感器装置都很容易安装到照明装置上，使它只在晚间工作，或用于灯具控制。检测人的传感器检测距离为5 m。只要人体温度大于环境温度4 ℃即可。

　　2.3 传感信号处理电路

　　传感信号处理电路采用具有独立的高输入阻抗运算放大器的BISS0001芯片进行设计，BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。BISS0001芯片工作电压是3～6 V，推荐使用5 V;当工作电压为5 V时，输出的驱动电流对应为10 mA;工作温度为-20℃～70℃;贮存温度-40℃～125℃。

　　2.4 电源部分

　　220 V市电经过变压器输出5 V交流电压，经桥堆整流，再经电容滤波后送入三端稳压器7805，由7805脚输出的5 V直流电压再经电容滤波得到稳定的电压，只要开关S闭合，电源就可以为下级电路供电。

　　2.5 电磁继电器的工作原理和选用

　　电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯而吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下吸合。

　　控制电路的电源电压为5 V，被控制电路为家用电路220 V，考虑到插座上可能连接多种功率较大用电器，必须选用最大电流至少达10 A的继电器。此继电器需要安装在体积较小的插座盒内，需要选用超小型继电器产品。综上考虑，我们选择了体积超小，性能稳定的泰明牌焊脚型PCB式继电器，型号为JQC-3F(T73)DC5V10A。

　　2.6 插座电路综合设计

　　通过热释电传感器感应人体辐射的红外线来判断是否有人在，然后放大输出一个控制信号来控制继电器，再通过继电器来控制用电器的通断，从而达到节能的目的。图1是本设计的电路组成框图。

　　本人采用热释电传感器RE200B，传感信号处理电路采用具有独立的高输入阻抗运算放大器的BISS0001芯片进行设计，内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰，内设延迟时间定时器和封锁时间定时器。继电器采用常用的泰明牌JQC-3FDC5V10A继电器。

　　经测试，本电路在传感器配合菲涅尔透的情况下可以很好地探测到10 m以内的人体，并做出开关动作，但要注意将传感器的视角摆放在向外的一侧。此电路还可以对延迟时间进行设置，控制用电器在人或离开后的某一时间开关。

　　3 总结

　　感应式节能插座设计能感应半径10米以内的人体并对用电器进行控制，具有节约能源，人性化，易用性等特点，符合时代的要求。本设计，省心又节能，但是其负载能力不是很大，抗干扰能力不够强，还需进一步研究和设计，欢迎朋友们交流与指导。