人体感应触摸开关设计及其应用
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设计原理
人体感应触摸开关主要是通过红外线对人体感应来控制开关动作,其核心部分为一个红外线接收管和一个光敏三极管,以及一些必要的电路,当有人进入开关感应范围时,红外线接收管接收到反射的红外光线,再传给光敏三极管进行控制,光敏三极管根据光线强弱变化,输出电平信号控制开关动作。
设计方案
人体感应触摸开关主要由开关本体、驱动器、人体红外线传感器等组成,当环境亮度增加时,通过R2、C2组成的滤波电路来削弱感应信号;环境亮度减小时,利用V2的作用控制整个电路,采用动合触点(K-ON)作为负载电源,设定其临界断开电压为Vo(例如2V),因此V1输出的感应信号只要高于Vo就会被驱动器接受,使其导通驱动负载,其输入与输出关系为:开关触发(即接通负载)状态V1输出的电平信号控制整个驱动器,具体结构设计如下所示:
+Vdc~地端 (图中未画出)~输出
R1 R4~ (起保护作用) V2 A8 IC5 (mA等级)(uA)可变电阻R6 (LED等耗散功率需通过调整阻值功率选择适当功率的二极管整流,必要时还需加入滤波电容C6,使得DC5V左右的电压为驱动电路及触发传感器供电) 电源~传感器C3、R5人体红外线传感器
C4 延时
V1 V2 V3~C9 输出开关(ON/OFF) V4 C8 指示灯驱动器IC6~IC9 C7
驱动电路选用DIP双列直插式双通道双极性触发器芯片74LS54(IC4),采用单通道输出方式控制单组发光二极管的亮灭,因为开关的触发动作是在天黑时进行的,为防止日光照射引起误动作,所以选用带有消光延时功能的芯片74HC595(IC7),它还具有锁存及直接驱动LED的能力,当触发信号为低电平时LED被点亮;当触发信号翻转为高电平时LED熄灭,同时IC7还具有对输入触发信号进行消光延时功能,IC6选用双通道单极性触发器芯片74LS373(IC6),它具有锁存功能,当输入触发信号为低电平时被锁存的电平信号被输出到下一级驱动电路。
电路调试
1、调试步骤
(1)将电源正极接驱动器供电电源负极(VD),调试器电源正极接光敏三极管V2正极并接地(为简化电路没有加电阻),V2负极接驱动器地端;开关触点正极接IC7⑤⑥脚并接地;C3正极接驱动器地端并接V2③脚;C3负极接驱动器地端;C4负极接驱动器地端;R5负极接驱动器地端;LED负极接VD负极并接地;LED正极接VD正极经R6限流后与VD正极相连。
(2)调整可变电阻R6使LED亮度适中;调整R5大小以延迟光控延时时间;调整R4使在白天环境亮度较强时IC7③脚电平翻转并保持一定时间以保证感应灵敏度。
(3)给可调电源加电,观察IC5指示灯是否正常工作(正向导通),调节V2基极偏置电阻R3使IC5指示灯亮度适中。
(4)给整个系统加电,观察LED是否在黑暗中点亮并延时熄灭,调节可变电阻R1使LED在环境亮度较强时不亮或延时点亮。
(5)调节V2基极偏置电阻R3使IC7③脚电平在环境亮度变化时保持稳定一段时间以保证感应灵敏度。
(6)调节V3基极偏置电阻使指示灯亮度适中。
注意事项
1、调试过程中应避免带电操作,以免损坏器件。
2、调试过程中应避免用金属物体接触裸露的电路板,以免短路损坏器件。
3、调试过程中应避免调整元器件阻值的大小以改变电路性能,以免影响感应灵敏度及触发器的触发效果。
4、调试过程中应保证电源电压的稳定及可靠接地,以免影响电路性能。
实际应用效果
本设计在实际应用中取得了良好的效果:在晚上或光线较暗的环境下,人体触摸开关
触摸开关改人体感应的汇总
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触摸开关改造为人体感应开关,正逐渐受到广泛关注,这一改造不仅能够提升使用的便捷性与智能化水平,还能在节能方面发挥积极作用,通过巧妙的设计和配置,用户可实现无接触式的开关控制,既卫生又高效,特别适用于需要频繁操作开关的环境。
触摸开关改造为人体感应开关,涉及多个关键环节,需准确了解现有电路布局及触摸开关的工作原理,这是改造的基础,在此基础上,选择合适的人体感应模块至关重要,这些模块能够灵敏地捕捉人体靠近或远离的动作,并将其转化为电信号,接下来,进行电路调整与连接工作,确保人体感应模块与原有电路无缝对接,实现稳定可靠的控制功能,还需对感应距离、延时时间等参数进行精细设置,以满足不同场景下的使用需求。
触摸开关改造为人体感应开关具有诸多优势,它极大地提升了使用的便捷性,用户无需直接接触开关即可完成操作,有效避免了交叉感染的风险,这种改造还增强了节能效果,因为人体感应开关能够根据人体的接近与远离自动开启和关闭,避免了长时间待机造成的能源浪费,随着智能家居技术的不断发展,触摸开关改造为人体感应开关还可进一步融入智能家居系统,实现远程控制、定时控制等多种智能化功能。