自動感應(yīng)風(fēng)扇設(shè)計與制作

講解人：電子1103班劉煦指導(dǎo)老師：楊國輝作品簡介

利用熱釋紅外探頭并對紅外探頭接收到的微弱信號加以放大，然后驅(qū)動繼電器，可以制成熱釋電人體感應(yīng)開關(guān)，人體發(fā)射的紅外線經(jīng)過菲涅爾濾光片增強后聚集到采用熱釋電元件制成的紅外感應(yīng)源上，感應(yīng)頭在接收到人體紅外輻射外源后，產(chǎn)生報警信號，接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時失去電荷平衡，從而使風(fēng)扇自動運轉(zhuǎn)，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，它們的應(yīng)用也越來越廣泛，可以應(yīng)用到很多公共或者家居生活中，是一項有意義的研究，目前絕大多數(shù)風(fēng)扇在使用時都是由人員手動操作，當(dāng)天氣悶熱時由室內(nèi)的人員手動開啟風(fēng)扇和選調(diào)風(fēng)速，常常會由于人員的疏忽在人離開之后忘記關(guān)閉設(shè)備而導(dǎo)致用電的浪費。在本系統(tǒng)設(shè)計中以熱釋人體紅外和溫度傳感系統(tǒng)來檢測室內(nèi)有無人員以及室內(nèi)度，設(shè)計一個智能紅外風(fēng)扇控制系統(tǒng)，可以實時調(diào)節(jié)和控制室內(nèi)的風(fēng)扇，從而達(dá)到智能控制和節(jié)能的目的。課題來源：紅外線又稱紅外光波，是指在紅光以外的，肉眼看不見的，具有熱效應(yīng)的光線，隨著大量電子技術(shù)家用電器的上市，近幾年，智能化（集系統(tǒng)、服務(wù)、管理、控制于一體的高效、節(jié)能、舒適、健康、環(huán)保的環(huán)境）又飛速發(fā)展。根據(jù)人們對生活質(zhì)量的需求，傳統(tǒng)的家用電器受到嚴(yán)重的威脅。設(shè)計思路：利用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測量的傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點。設(shè)計意義:

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技使人們的生活更美好。進(jìn)入21世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)不斷地飛速發(fā)展，電子類技術(shù)更是不斷地改變著人們的生活。從常見的手機(jī)到翱翔在太空的宇宙衛(wèi)星，各種電子類產(chǎn)品是現(xiàn)代人們必不可少的工具，滲透在人們的日常生活中。

紅外線接近開關(guān)工作原理設(shè)計與制作1.電源電路的設(shè)計：

電源電路給整個電路模塊提供所需的能量，使電路能夠正常工作。我們采用220V的交流電再進(jìn)行變壓、整流和濾波得到較穩(wěn)定的12V的直流電源，然后送給性能穩(wěn)定可靠、價格低廉的LM7805穩(wěn)壓塊（如圖所示），后獲得5V的直流電源供熱釋電紅外報警模塊使用，由于它內(nèi)部有電流的限制以及過熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)使得它不會輕易損壞，電源模塊如圖所示。紅外傳感器的原理1.紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和電檢測元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。光電檢測元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。

2.紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時對疾病進(jìn)行診斷治療（見熱像儀）；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報；采用紅外線傳感器可檢測飛機(jī)上正在運行的發(fā)動機(jī)的過熱情況等。紅外感應(yīng)模塊的設(shè)計由于傳統(tǒng)的熱釋紅外報警器存在諸多不足；一：容易受外界各種光源和熱源的干擾；二：被動紅外穿透力差，不易被探頭接收，而人體得到紅外輻射容易被遮擋；三：當(dāng)報警器周圍環(huán)境溫度和人體接近時，探測能力和靈敏度明顯下降，甚至?xí)斐啥虝菏ъ`；四：本設(shè)計為了有效地解決存在的問題，盡可能的提高系統(tǒng)的整體性能。BISS0001的簡介

1.BISS0001是由運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰?/p>

2.BISS0001是一款傳感信號處理集成電路，只要熱釋感應(yīng)器把紅外線接收到信號傳輸?shù)紹ISS0001里進(jìn)行信號處理，它本身靜態(tài)電流極小，工作電壓在3V—5V之間，當(dāng)工作電壓為5V時輸出的驅(qū)動電流為10MA配以熱釋電紅外傳感器和少量外圍元器件即可構(gòu)成被動式熱釋電紅外傳感器廣泛用于自控等一些領(lǐng)域。菲涅爾透鏡工作原理

菲涅爾透鏡片相當(dāng)于熱釋感應(yīng)傳感器的“眼鏡”，它和人的眼睛一樣的作用，配用得當(dāng)與否直接影響到使用的功效，配用不當(dāng)產(chǎn)生錯誤的動作，致使用戶或者開發(fā)者對其失去信心。它的作用是有效的將探測到空間的紅外線集中到傳感器上，菲涅耳透鏡根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距（感應(yīng)距離），為了只對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅耳濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的抑制作用。電風(fēng)扇驅(qū)動模塊電風(fēng)扇的驅(qū)動模塊主要有繼電器來控制，電風(fēng)扇直接從220V的交流電上得電，由熱釋電紅外探測模塊提供驅(qū)動信號給Q1后，控制Q1的導(dǎo)通和截止，從而控制繼電器的斷開和閉合，來接通220V的交流電控制風(fēng)扇的啟動與關(guān)閉。全自動感應(yīng)：

人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，電扇啟動，人離開感應(yīng)范圍則自動延時關(guān)閉高電平，輸出低電平，使電扇關(guān)閉。兩種觸發(fā)方式：A，不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時時間段一結(jié)束，輸出將自動從高電平變成低電平。B，可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時時間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍活動，其輸出將一直保持高電平直到人離開后才延時將高電平轉(zhuǎn)為低電平。作品特色先進(jìn)性：通過人體熱釋電來控制風(fēng)扇的工作，此裝置會根據(jù)是否有人和室內(nèi)溫度來控制風(fēng)扇的開關(guān)，給人們創(chuàng)造一個更加舒適安逸的環(huán)境。實用性：此款風(fēng)扇實用與大多數(shù)家庭，是人們更加健康快樂的生活，電風(fēng)扇可以自動打開或關(guān)閉，達(dá)到了節(jié)約用電的目的，很好的踐行了節(jié)約的政策，還可以加快空氣的流通。創(chuàng)新性：通過感應(yīng)人體和溫度來實現(xiàn)風(fēng)扇的開關(guān)，有了這種控制就不需要人為去調(diào)節(jié)了，十分方便，個性化的設(shè)計將會大大提高新型電風(fēng)扇的好市場競爭力。

總結(jié)：

自動感應(yīng)風(fēng)扇用熱釋人體紅外傳感系統(tǒng)來檢測室內(nèi)有無人員，設(shè)計了一個智能紅外風(fēng)扇控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)是否有人，從而控制風(fēng)扇的啟動與關(guān)斷，能夠達(dá)到智能控制和節(jié)能的目的，尤其適用