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#征文#免受太陽光干擾的紅外感應(yīng)電路設(shè)計(jì)
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#征文#免受太陽光干擾的紅外感應(yīng)電路設(shè)計(jì)

最近上海疫情嚴(yán)重,小區(qū)封閉,那索性就待在家里多寫寫文章吧,喜歡的朋友別忘了一鍵三連哦?。?!歡迎朋友們提出意見相互交流學(xué)習(xí)。

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):

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  • dy-LUUhVdsN 2022-04-04 18:30
    受益匪淺
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  • dy-zNZgQeWE 2022-04-04 14:29
    謝謝分享
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  • Porterer 2022-03-31 09:39
    保重啊,期待大神分享更多文章!
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