基于热释电传感器的人体辐射检测电路设计

当工作电压VCC设定为6V时，由R3、R5和R7、R8将高、低通放大器的输入端均设置为1／2 VCC，即3V。静态时，LM324的输出端8、14引脚均为低电平，开关管截止，2引脚仍为高电平，延时电路不工作。当热释电红外传感器的探头检测到人体产生的热辐射时，产生一个微弱的电压信号，经过放大后传送到LM324的10、13脚，表现为一个峰值约为5V的正弦波。由于分别送入两个电压比较器的同相和反相输入端，无论在信号的正半周，还是在负半周，这两个比较器总有一个输出低电平，使得2引脚的高电平跃变为低电平，使延时电路不工作。当人体进入红外传感器的测量范围而被检测到热辐射时，在输入信号的正半周期，13引脚的电平高于12引脚所加的2．6V比较电压，下面的一个比较器的14引脚输出为低电平，二极管D2截止；此时10脚电平高于9脚，上面的比较器输出为高电平，二极管D1导通，其高电平使得开关管饱和导通，将2脚拉成低电平，致使延时电路工作。在信号负半周时，上、下比较器输出电平刚好相反，即8脚输出低电平，14脚输出高电平，D2导通。可见，只要传感器检测到人体活动，无论是信号的正半周还是负半周，两个比较器中必有一个输出为高电平，通过开关三极管从而控制延时电路工作。
2．3 延时电路
图3中的R6和C6组成报警延时电路，其时间约为60s。人体离开传感器的探测范围后，其辐射的红外线信号消失，IC3的输出端又恢复高电平，此时D2截止。由于C6两端的电压不能突变，故通过R6向C6缓慢充电，当C6两端的电压高于其基准电压时，1脚才变为低电平，时间约为60s，即控制灯光亮60s。
2．4 电源电路
热释电红外检测系统的电源取为6V，采用交流220V供电，经交直流变换后形成6V的直流电压，电源电路如图4所示。

2．5 热辐射检测电路工作原理
当人体进入房间，热释电红外线传感器探测到人体发出的热辐射信号时，图2中IC1的2脚输出一个微弱的电压信号。三极管VT1是一级电压放大电路，微弱电信号经过放大后经过耦合电容C2送入运算放大器IC2中进行高增益、低噪声放大。IC3作电压比较器，R10和VD1为其反相输入端提供一个基准电压。IC2的输出电压信号接到了IC3的同相输入端，与基准电压进行比较，使得IC3的输出端由原来的高电平跃变为低电平。R6、C6和IC4组成延时电路，当人体离开传感器的测量范围后，热辐射信号消失，IC3的输出端恢复高电平，使得二极管D2截止。由于电容C6两端的电压不能突变，电源通过R6向C6缓慢充电，当C6两端的电压高于R7、R8和R11产生的上基准电压时，IC4的输出端才变为低电平，时间约为1min，即持续1min控制灯亮。

3 热释电红外检测电路的安装
由于热释电红外传感器易受光照、温度和热源的影响，所设计的热释电人体辐射检测电路只能安装在室内，误报率与安装的位置和方式有极大的关系。正确的安装应满足下列条件：
(1)传感器应离地面2．0～2．2m，以避开宠物。
(2)传感器易受温度的影响，应远离空调、冰箱、火炉等热源物体。
(3)在传感器与被探测的人体之间不要有家具、大型盆景或其他高的隔离物。
(4)传感器不要直对窗口或门口，避免外部的热气流扰动或人员走动引起的误报，也不要安装在有强气流活动的地方。

4 结论
本文所设计的人体热辐射检测电路，能够根据人体进入检测区域后的热辐射产生输出信号，控制照明装置的开关，延时60s，一般情况下有足够的时间帮助人们手动开启照明，从而给人们的生活带来了方便。由于具有性能可靠、成本低、易于安装等优点，适用于居民家庭、宾馆、学生宿舍、教学楼等受热源影响较小的场合，也可用于楼道、走廊等需要短时延时照明的地方，具有较大的使用和推广价值。