红外报警应用实例.doc

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红外二极管感应报警电路设计与制作
实例一：
一、红外二极管感应报警电路设计功能介绍
　　本电路设计可以实现用手靠近红外发射管和红外接收管时，蜂鸣器发声，LED灯点亮，手移开后立即停止发声、LED灯熄灭，灵敏度非常高。
　　该电路设计思路来源于银行自动开门关门的生活场景，人走进银行，门自动打开，离开后门自动关闭。
　　该电路应用的生活场景非常多，是电路设计人员必须掌握的一种电路。
　　红外感应电路的制作主要是为了学习红外发射管和红外接收管的工作原理及使用方法，同时掌握通用运算放大器LM358作为运算比较器的实际应用。
　　 本电路制作成功后，必须调试后才能达到相应的效果，只有弄懂了红外感应电路的工作原理后才能调试相关的参数。
　　二、红外二极管感应报警电路原理图

三、红外二极管感应报警电路工作原理
　　 红外二极管感应报警电路的设计采用模拟电路中的电阻分压取样电路、二极管电路、三极管电路；数字电路的运算比较器等相关知识点设计而成，请制作者务必复习相关知识，看懂原理图。
　　 红外二极管感应报警电路由以红外发射管D1、红外接收管D2为核心构成红外感应电路，以可调电阻R3、通用运算放大器LM358为核心构成取样比较电路，以三极管9012 V1、V2、蜂鸣器Y1、发光二极管D3为核心元件构成声音输出、显示电路构成。
　　 通上5V电源，红外发射管D1导通，发出红外光（眼睛是看不见的），如果此时没有用手挡住光，则红外接收管D2没有接受到红外光，红外接收管D2仍然处于反向截止状态。红外接收管D2负极的电压仍然为高电平，并送到LM358的3脚。
　　LM358的2脚的电压取决于可调电阻R3，只要调节可调电阻R3到合适的时候（用万用表测量LM358的2脚的电压大概为2.5V左右），就能保证LM358的3脚的电压大于LM358的2脚的电压,根据比较器的工作原理,当V+ > V-的时候, LM358的1脚就会输出高电平，并通过限流电阻R4送到PNP型三极管V1、V2的基极，致使三极管V1、V2截止，蜂鸣器Y1不发声，发光二极管D3熄灭。
　　当用手靠近红外发射管D1时，将红外光档住并反射到红外接收管D2上，红外接收管D2接受到红外光，立刻导通，使得红外接收管D2负极的电压急速下降，该电压送到LM358的3脚上。
　　LM358的3脚电压下降到低于2脚的电压，根据比较器的工作原理,V+ < V-的时候, LM358的1脚就会输出低电平，并通过限流电阻R4送到PNP型三极管V1、V2的基极，致使三极管V1、V2导通蜂鸣器Y1发声，发光二极管D3点亮。
　　 通过以上调试，就可以实现当手移动到红外发射管D1和红外接收管D2的上面时，蜂鸣器发声，发光二极管点亮。当手离开红外发射管D1和红外接收管D2的上面时，蜂鸣器停止发声，发光二极管熄灭，产生了感应手的效果。
　　特别说明：红外接收管（黑色的）是反向接法，负极接正电压，正极接地，和稳压二极管的接法一样，不要接错。另外因为太阳光中含有大量的红外光，因此如果红外接收二极管对到太阳光，也会会误认为接收到了红外线。因此在阴暗处或者晚上调试效果最明显。
四、红外二极管感应报警电路的调试
首先用黑电胶布把红外发射管和红外接收管包好，只留下顶端，请参考实物图。
　　 然后通上5V直流电压，用万用表测LM358的3脚电压，并用手放到红外发射管和红外接收管上面，造成红外接收管能接收反射的红外光，记下此时的电压值（我们制作的产品的电压值大概是1V左右）。然后拿开手后，再记下此时的电压值（我们制作的产品的电压值大概是3V左右）。
　　 上面的调试步骤就是为了得到LM358的3脚电压值的变化范围，然后用万用表测LM358的2脚电压，调节可调电阻R3，使得LM358的2脚电压在2V左右（目的是处于LM358的3脚电压变化范围内）。
实例二：
典型应用：会展入场人数计数器：
会展入场人数计数器是一种由红外线发射和接收的计数电路．其发射和接收的最大距离可达8米，并可在室内自然光下，进行准确的计数，无需对光采用聚焦措施。该计数器可用于城市会展人场人数的统计。 1．红外线发射电路发射电路见图1，由+9V电池供电。555时基电路和外围元件R1、R2、RP、C1-C3组成多谐振荡器，其振荡频率为38kHz(由RP调节)。 555的③脚输出的38kHz方波．通过限流电阻R3，直接驱动两只红外发射管IR1和IR2，向红外接收端发射红外光束IR。 2．红外接收和计数器电路图2的电路由红外线接收模块(TSOPl738)、电子开关V、光电耦合器IC3以及普通的8位计算器组成，其中计算器等号键的两个极板与光电耦合器IC3的④、⑤脚相连。电路电源由交流(市电)供电，变压器T降压、D1-D4、C4整流滤波和稳压器IC2输出+5V电压供电路工作。图2电路的电源开关S2接通后，应对计算器进行设置，方法如下：打开计算器(加电工作)，按一次数字“1”键之后再按“+”键，此时计算器显示屏出现“1”的数字即处于待机状态。红外线一直发射和接收电路待机(静态时)时，图1电路一直发射红外线，而图2的接收模块TSOP1738就处于红外线的接收状态，所以TSOP1738的③脚输出“0”电平，此时V处于截止关断，光电耦合器④、⑤两脚处于开路状态，计算器也不工作。若图1发射的红外线被人为遮断一次，则图2接收模块的③脚输出高电平，光电耦合器IC3被激励，其输出管导通，④、⑤脚短路一次，结果计算器显示为1，即计数一次的显示。若图1发射的红外线又遮断一次，上述过程重复，计算器显示为2……，形成有条件的累加计数功能。 3。安装和使用图1、图2电路分别用两块印制板安装，其中图1电路安装好后，应使用带有测频率的数字三用表，对IC1的③脚方波信号进行校准(38kHz)，以保证红外线可靠有效的接收距离。图2电路只要安装无误即可正常工作。
将图1和图2电路板分别安装在会展人口处的门上相对的两边约一米高处，红外发射二极管直接指向红外接收模块。开启电源，按上述方法对计算器进行预置，此时在会展的入口处，即可对进入会展的人数，因断续遮断红外线而进行计数自动统计了。

发射部分：(上)

接收部分：（上）

补充说明：

TSOP1738原理图：

该TSOP17..c系列的微型接收器红外遥控器控制系统。PIN二极管和前置放大器是组装引线框架，环氧包被设计成过滤器。该解调输出信号可直接解码由微处理器。TSOP1738是标准的红外遥控接收系列，支持所有主要输出代码。

MCT2E原理图：

上述的两个实例给出的红外对射管结合了具体的控制芯片，如lm358的高低电平所起的判断作用。当然，我们也可以不使用上述芯片，从而仅仅搭建一个最简单的报警电路。所以，方法并不是统一的，大家可以根据自己的想法自行设计电路。

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