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动态检测器电路

动态检测器电路通常使用被动红外（PIR）传感器或超声波传感器来检测其周围的运动。当检测到运动时，传感器输出激活，触发诸如打开灯光或警报等响应。这些电路广泛应用于安全系统、自动照明控制以及各种自动化项目中。设计涉及将传感器连接到控制单元，该单元处理信号并执行所需的操作，通常需要最少的组件来实现基本设置。

1. 动态检测器电路​

动态检测器电路不仅用作入侵报警器，还广泛应用于智能家居系统、节能系统等。动态检测器将检测人员或物体的运动，并根据电路提供相应的输出。

通常，动态检测器使用不同类型的传感器，例如被动红外传感器（利用人体热量检测运动）、微波传感器（通过测量产生的光束频率变化来检测运动）、超声波传感器（产生声波信号以检测运动）等。还有一些动态检测器采用不同的技术，结合多种传感器（如PIR、微波传感器、超声波传感器等）以减少误触发并提高运动检测的准确性。

这里是一个简单可靠的电路，使用红外传感器发射红外光束，光电晶体管接收红外光束。如果在发射和接收光束之间有任何干扰或干扰，这将表明有入侵行为，并通过警报发出警告。与普通动态检测器相比，该电路易于构建且成本很低。

2. 动态检测器方框图​

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红外传感器产生高频光束，该光束通过555定时器在发射器部分投射到光电晶体管上。当高频光束受到任何中断时，光电晶体管将触发接收器部分的555定时器，并通过警报发出警告。

3. 动态检测器电路图​

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3.1 动态检测器电路解析​

  • 红外传感器利用555定时器在发射器部分设置为无稳态多谐振荡器模式，产生5kHz的高频光束。
  • 红外传感器产生的高频光束被接收器部分的光敏电阻接收。当红外传感器和光电晶体管之间没有中断时，该频率将保持同相，整个电路在此阶段不会产生任何输出。当红外传感器和光电晶体管之间有中断时，红外传感器产生的光束将变为不同相。光敏电阻将立即检测到这种不同相，并使555定时器通过扬声器发出警报。
  • 当没有入侵时，光电晶体管会使555定时器的引脚2为高电平，该定时器设置为单稳态模式，此时电路不会产生任何输出。当有入侵时，单稳态定时器的引脚2变为低电平，这将使警报发出警告。警报时间取决于电容C1和可变电阻POT。

3.2 动态检测器电路的主要元件​

红外传感器：红外传感器的主要概念是产生红外光束（其波长比可见光长，比微波短，通常红外波长应大于6µm）。红外传感器基于以下三种不同的定律：普朗克辐射定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律和维恩位移定律。

  • 普朗克辐射定律：该定律表明，电磁辐射的能量被限制在不可分割的包（量子）中，每个包的能量等于普朗克常数和辐射频率的乘积（普朗克常数 = 6.62606957×10−34 m2kg/s6.62606957 \times 10^{-34} \, \text{m}^2 \text{kg} / \text{s}）。
  • 斯蒂芬-玻尔兹曼定律：该定律表明，单位时间内从黑体发出的所有波长的总能量 J∗J^* 与其黑体的热力学温度 TT 的四次方成正比：
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  • 维恩位移定律：任何物体的最大辐射波长与其绝对温度（以开尔文为单位）成反比。随着温度升高，辐射能量的最大（峰值）将向光谱的短波长（更高频率和能量）端移动。 λmax=0.0029 m⋅KTemperature in Kelvin\lambda_{\text{max}} = \frac{0.0029 \, \text{m} \cdot \text{K}}{\text{Temperature in Kelvin}}

在红外传感器中，红外光源和红外传输是两个重要部分。在红外光源中，有多种光源，如黑体辐射器、钨丝灯、硅碳化物等。它们将使用红外波长的发光二极管作为红外光源。在传输介质中，它可以是空气、光纤等。

光电晶体管：光电晶体管是红外辐射或其他光辐射的探测器。它们将这种红外辐射转换为电流或电压。

3.3 动态检测的应用​

  • 动态检测器可以用作家用、办公室、银行、购物中心等场所的入侵报警器。
  • 它们可以用作计数器、自动照明控制等。
  • 它们可以用于节能系统、智能家居系统和控制系统。