一种红外感应与来电断电的节能型开关设计方案

下文从开关设计思路和核心电路，分析了该电路的基本工作原理，利用两个串联的继电器实现来电断电功能，并用LM324芯片对LHI907红外感应头接收的红外感应信号作了放大、比较等处理。

1.引言

功能型开关在人们的生产和生活中起着重要作用。在市面上各类自动断电开关和声控开关以及红外感应开关比较广泛。

目前关于来电断电开关的研究涉及主要两个方面：一是直接利用开关的串并联关系再加上继电器的作用实现停电后来电自动断电功能，该方案成本较低，但是开关体积较大;二是运用数字电路进行编程实现自动断电，开关性能稳定，体积较小，但成本较高。国内外对红外感应开关的研究比较成熟，一般采用BISS0001、CSC9803等芯片来处理接收的红外感应信号，这些芯片功能强大但芯片管脚较多、外围电路接法比较复杂。虽然以上两种开关在国内都已经有了一些相关的发明专利，但目前尚没出现将两种功能结合的节能开关。于是我们设计出了一种集上述两种开关功能于一身的红外线来电断电自动节能开关，利用两个串联的继电器实现来电断电功能，并用LM324芯片处理红外感应信号，使得开关体积较小、成本较低;填补国内在这一领域的空白，响应节能号召。这种开关可以用在学生寝室、家庭等场所。

2.电路原理图及设计

该开关功能实现的框图如图1所示。

该开关的整体设计思路是用低电压(5v)控制高压(220v)部分，而低电压是由高电压经变压处理而得到。该开关主要由电源部分、红外感应控制部分和继电器控制部分等部分组成。该开关电路原理图如图2所示。

(1)电源部分的设计

在图2中220V交流电经变压线圈输出12V交流电压经IN4001组成的桥式整流电路整流，之后经过1000uf电容滤波，再经7805稳压最终在电容C2两端得到5V的稳定电压。

而这个5V的稳定电压可以为红外感应信号控制部分提供工作电压。

(2)红外感应头部分

图2中LHI907为热释电(焦电)人体红外感应头。人体发射的10um左右的红外线到达热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，.该传感器本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。红外线热释电传感器对于径向移动反应最不敏感，而对于横切方向移动则最为敏感，其只可以检测移动的人体。

(3)红外感应信号的处理