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紅外感應(yīng)（Infrared induction，簡(jiǎn)稱IR）是當(dāng)前市面上櫥柜燈具常用的感應(yīng)方式，相較于熱釋電紅外感應(yīng)（Pyroelectric infrared induction，簡(jiǎn)稱PIR）與雷達(dá)感應(yīng)（Radar induction），紅外感應(yīng)具有體積小，成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，是極具性價(jià)比的輕智能方案，搭配MCU使用可以實(shí)現(xiàn)門擋開關(guān)，手掃開關(guān)，手掃調(diào)光等功能，本篇文章將介紹IR感應(yīng)原理及其控制方式以及提出一中免受太陽光干擾的紅外感應(yīng)電路設(shè)計(jì)。

首先介紹IR感應(yīng)探頭的工作原理：探頭由兩個(gè)管子組成，發(fā)光二極管（發(fā)射管）和光敏三極管（接收管），發(fā)射管通電時(shí)發(fā)出峰值波長(zhǎng)為940nm的紅外光，由于兩個(gè)管子中間存在擋墻，所以在前方未被遮擋時(shí)接收管不導(dǎo)通，當(dāng)被障礙物（門板或人手）遮擋時(shí)，紅外光被反射到接收管上使之導(dǎo)通，且障礙物距離探頭越近（但不為0），接收光強(qiáng)越強(qiáng)，接收管導(dǎo)通程度越大。

常用感應(yīng)信號(hào)處理電路：IR探頭Pin3和Pin4之間電壓隨接收紅外光強(qiáng)度變化而變化，變化范圍為0-VDD，一般來講幅值很小，而且隨障礙物距離變化的幅值更小，一般為毫伏級(jí)，所以需要運(yùn)算放大器把前級(jí)電壓放大，放大倍數(shù)為（R9+R10）/R9，有時(shí)還需要再加一級(jí)比較器來實(shí)現(xiàn)觸發(fā)時(shí)保持高電平，不觸發(fā)時(shí)保持低電平的效果。最終處理后的信號(hào)輸出到MCU端口或者直接驅(qū)動(dòng)繼電器或MOSFET來實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。

然而，我們?cè)谑褂眠@個(gè)電路的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)遇到太陽光干擾的問題，我們知道，太陽光為全光譜，當(dāng)然其中也包含紅外光，因此如果將IR探頭暴露在太陽光下，信號(hào)輸出端也會(huì)有動(dòng)作，這就是誤觸發(fā)。我在做產(chǎn)品的時(shí)候也遇到了這樣的問題，折騰了很久，最終采用了如下方案，可以很好的規(guī)避探頭誤觸發(fā)問題。

以上電路中設(shè)計(jì)思路是使用隔直電容把太陽光導(dǎo)致的直流分量過濾掉，前端信號(hào)源為頻率1KHZ的方波，因此發(fā)射管以1KHZ的頻率發(fā)光，當(dāng)障礙物遮擋時(shí)，接收管Pin3與Pin4兩端的電壓波形為方波信號(hào)，下面來分析一個(gè)方波周期：當(dāng)Pin3-4由高電平切換到低電平的瞬間電容C1左端為低，右端為高，電流流向從右向左，由基爾霍夫定律可知，流經(jīng)R4電流將減小，R4兩端電壓減小，Ve-Vb增大，Q1導(dǎo)通，信號(hào)輸出端輸出高電平；當(dāng)Pin3-4由低電平切換到高電平電容C1上電流從左向右，導(dǎo)致Ve-Vb減小，Q1關(guān)斷，由此實(shí)現(xiàn)I/O-MCU端輸出方波信號(hào)的效果。這個(gè)波形輸出到后級(jí)MCU作判斷就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

下面對(duì)此電路進(jìn)行仿真（注意看C1電流）：