【正文】 而且制成的兩個電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測器無信號輸出。只有當(dāng)人體移動時，紅外輻射引傳感器敏感單元的兩個等效電容產(chǎn)生不同的極化電荷時，才會向外輸出電信號。所以，這種傳感器只對人體的移動或運(yùn)動敏感，對靜止或移動很緩慢的人體不敏感，且對可見光和大部分紅外線具有良好的抗干擾能力。熱釋電傳感器是通過感應(yīng)人體的遠(yuǎn)紅外輻射產(chǎn)生電信號,又稱遠(yuǎn)紅外探頭(PIR)。理論與實(shí)踐表明,其輸出信號的大小與入射遠(yuǎn)紅外幅射變化的速率成正比,即只有人體處于活動狀態(tài)、遠(yuǎn)紅外輻射發(fā)生急劇變化時,傳感器才有信號輸出,此即熱釋電傳感器的被動探測特性。PIR 采用高靈敏度雙元件型探頭,探頭前加裝菲涅耳透鏡,以增強(qiáng)信號感應(yīng)靈敏度和擴(kuò)大感測范圍。 芯片介紹熱釋電紅外探頭有些缺點(diǎn)，但是利用特殊信號處理方法后，仍然使它在某些領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。人體信息處理電路采用專用集成電路BISS0001。BISS0001 結(jié)構(gòu)完整,功能齊全,只需少量外圍元件就可完成信號的高倍率線性放大、雙向鑒幅、信號處理、延遲定時和封鎖定時等功能,圖 BIS0001 引腳圖引腳說明:引腳名稱 I/O 功能說明1 A I 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng) A 為“1”時，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸發(fā)2 VO O 控制信號輸出端。由 VS 的上跳變沿觸發(fā)，使Vo 輸出從低電平跳變到高電平時視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時間 Tx 之外和無 VS 的上跳變時，Vo保持低電平狀態(tài)。3 RR1 輸出延遲時間 TX 的調(diào)節(jié)端4 RC1 輸出延遲時間 TX 的調(diào)節(jié)端5 RC2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調(diào)節(jié)端6 RR2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調(diào)節(jié)端7 VSS 工作電源負(fù)端8 VRF I 參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接 VDD，當(dāng)接“0”時可使定時器復(fù)位9 VC I 觸發(fā)禁止端。當(dāng) VcVR 時禁止觸發(fā)；當(dāng)VcVR 時允許觸發(fā)(VR≈)10 IB 運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端11 VDD 工作電源正端12 2OUT O 第二級運(yùn)算放大器的輸出端13 2IN I 第二級運(yùn)算放大器的反相輸入端14 1IN+ I 第一級運(yùn)算放大器的同相輸入端15 1IN I 第一級運(yùn)算放大器的反相輸入端16 1OUT O 第一級運(yùn)算放大器的輸出端BIS0001 是由運(yùn)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)模混合專用集成電路。 熱釋電傳感器原理其原理圖如 所示：圖 熱釋電傳感器電路原理圖PIR 輸出的人體感應(yīng)信號從 14 腳輸入,經(jīng)內(nèi)部電路處理后形成有效的觸發(fā)信號從 2 腳輸出。調(diào)節(jié) RR2(或 RR5)的比值可改變放大器的增益。輸出延遲時間和觸發(fā)封鎖時間由 RC5 和 RC4 設(shè)定,為適應(yīng)單片機(jī)控制,設(shè)定兩值應(yīng)盡量小。9 腳為觸發(fā)禁止端,可外接功能擴(kuò)展電路,當(dāng)自動開關(guān)用于照明控制器時,在 E、F 間接光敏電阻,可實(shí)現(xiàn)白天光線充足時禁止開燈。單片機(jī)選用美國 Atmel 公司的 AT89C51。BISS0001 輸出信號反相后從 I/O 口輸入,主動探測電路通過另外兩根 I/O 引線連接,鍵盤以中斷方式工作,用于設(shè)置開關(guān)延遲斷開時間 T。單片機(jī)根據(jù)程序檢測人體信號輸入的有、無、快、慢,并以此控制開關(guān)的開、閉。 照度傳感器的設(shè)計（1）照度傳感器結(jié)構(gòu)及測量原理專業(yè)的光接選器件，對于可見光頻段光譜吸收后可將其轉(zhuǎn)換成電信號，電信號的大小對應(yīng)光照度的強(qiáng)弱。內(nèi)裝有濾光片，使可見光以外的光譜不能到達(dá)光接收器，內(nèi)部放大電路有可調(diào)放大器，用于調(diào)制光譜接收范圍，從而可實(shí)現(xiàn)不同光強(qiáng)度的測量。整個探測器所接受的光通量除以探測器的面積，即為所測的光照度E=Φ/A照度計由帶濾光器的光電探測器及電子放大器和讀數(shù)系統(tǒng)組成。（2）產(chǎn)品介紹GZD 系統(tǒng)光照度變送器采用對弱光也有較高靈敏度的硅蘭光伏探測器作為傳感器；具有測量范圍寬、線形度好、防水性能好、使用方便、便于安裝、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，適用于各種場所,尤其適用于農(nóng)業(yè)大棚、城市照明等場所。根據(jù)不同的測量場所，配合不同的量程，線性度好、防水性能好、可靠性高、結(jié)構(gòu)美觀、安裝使用方便、抗干擾能力強(qiáng)。1）使用標(biāo)準(zhǔn)1 個單位的照度大約為 1 個燭光在 1 米距離的光亮度。夏日晴天強(qiáng)光下照度為：10 萬 Lux（3～30 萬 Lux）；陰天光照度為：1 萬 Lux；日出、日落光照強(qiáng)度為：300～400Lux；室內(nèi)日光燈照度為：30～50Lux；夜里：～ Lux（明亮月光下），～ Lux（陰暗的夜晚）。 2）技術(shù)參數(shù)供電電壓：12VDC～30VDC；感光體：帶濾光片的硅藍(lán)光伏探測器； 波長測量范圍：380nm～730nm； 準(zhǔn)確度：177。7％ 重復(fù)測試：177。5%； 溫度特性：177。%/℃； 測量范圍： 0～202200Lux輸出形式：二線制 4～20mA 電流輸出；三線制 0～5V 電壓輸出；液晶顯示輸出；232/485 網(wǎng)絡(luò)輸出。3）使用環(huán)境0℃～40℃、0%RH～70%RH（帶液晶）；0℃～70℃、0%RH～70%RH(不帶液晶)。大氣壓力： 80～110kPa。4）工作原理由于光電二極管的輸出與照度（光流量/感光面積）成比例，因此可以構(gòu)成照度計（其它光度值測量都可以采取相應(yīng)辦法將其變換為感光面的照度進(jìn)行測量）；再將光電流通過通用運(yùn)放進(jìn)行電流—電壓轉(zhuǎn)換。5）接線方法供電和電流輸出：黑線；電壓輸出+：綠線；供電+：紅線 A/D 轉(zhuǎn)換部分由于 51 單片機(jī)往往要控制比較多的 I／O 口，因此使用并行 ADC 會限制系統(tǒng) I/O 口功能的擴(kuò)展，采用串行 ADC 比較適合那些低速采樣而控制管腳，又比較多的系統(tǒng)端。在本次設(shè)計中我們選用芯片 TLC2543 作為串行 A/D 轉(zhuǎn)換器。(1)TLC2543 的特點(diǎn)及引腳TLC2543 是 12bit 串行 A/D 轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成，A/D轉(zhuǎn)換串行輸入結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省 51 系列單片機(jī)的 I/O 資源．其特點(diǎn)有：1)12bit 分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換器；2)在工作溫度范圍內(nèi) 10s 轉(zhuǎn)換時間；3)11 個模擬輸入通道；4)3 路內(nèi)置自測試方式；5)采樣率為 66 kb/s；6)線性誤差+1LSB(max)；7)有轉(zhuǎn)換結(jié)束(EOC)輸出；8)具有單、雙極性輸出；9)可編程的 MSB 或 LSB 前導(dǎo)；10)可編程的輸出數(shù)據(jù)長度。TLC2543 的引腳如圖 所示:圖 TLC2543 引腳圖圖中 AIN0～AINl0 為模擬輸入端；/CS 為片選端；DIN 為串行數(shù)據(jù)輸入端；DOUT 為 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端；EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束端；CLK 為 I/O 時鐘；REF+為正基準(zhǔn)電壓端；REF為負(fù)基準(zhǔn)電壓端； VCC 為電源；GND 為地．(2)TLC2543 的使用方法1）控制宇的格式控制字為從 DA，I39。E INPUT 端串行輸入的 8 bit 數(shù)據(jù)，它規(guī)定了 TLC2543要轉(zhuǎn)換的模擬量通道、轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)長度以及輸出數(shù)據(jù)的格式．其中高 4 bit(D7～D4)決定通道號，對于 O 通道至 10 通道，該 4bit 為 0000～l010H，當(dāng)為 1011—1101 時，用于對，TLC2543 的自檢，分別測試(Vref+ + Vref)/Vref+、Vref的值，當(dāng)為 1110 時，TLC2543 進(jìn)入休眠狀態(tài)．低 4 bit 決定輸出數(shù)據(jù)長度及格式，其中 DD2 決定輸出數(shù)據(jù)長度，01 表示輸出數(shù)據(jù)長度為 8bit，11 表示輸出數(shù)據(jù)長度為 16bit，其他為 12bit．D1 決定輸出數(shù)據(jù)是高位先送出，還是低位先送出，為 0 表示高位先送出．D0 決定輸出數(shù)據(jù)是單極性(二進(jìn)制)還是雙極性(2 的補(bǔ)碼)，若為單極性，該位為 O，反之為 1．2）轉(zhuǎn)換過程上電后，片選／CS 必須從高到低，才能開始一次工作周期，此時 EOC 為高，輸入數(shù)據(jù)寄存器被置為 0，輸出數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容是隨機(jī)的．開始時，片選/CS 為高，I/O CLOCK、DATA INPUT 被禁止，DATA OUT 呈高阻狀態(tài)，EOC 為高．使/CS 變低，I/O CLOCK、DATA INPUT 使能，DATA OUT 脫離高阻狀態(tài)．12個時鐘信號從 I/O CLOCK 端依次加入，隨著時鐘信號的加入，控制字從 DATA INPUT 一位一位地在時鐘信號的上升沿時被送入 TLC2543(高位先送人)，同時上一周期轉(zhuǎn)換的 A/D 數(shù)據(jù)，即輸出數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)從 DATA OUT 一位一位地移出．TLC2543 收到第 4 個時鐘信號后，通道號也已收到，此時 TLC2543 開始對選定通道的模擬量進(jìn)行采樣，并保持到第 12 個時鐘的下降沿．在第 12 個時鐘下降沿，EOC 變低，開始對本次采樣的模擬量進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間約需 10 us 是，轉(zhuǎn)換完成后 EO 才變高，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)在輸出數(shù)據(jù)寄存器中，待下一個工作周期輸出．此后，可以進(jìn)行新的工作周期．3）TLC2543 與 89C51 單片機(jī)的接口示意圖89C51 單片機(jī)沒有 SPI 接口，為了與 TLC2543 接口可以用軟件功能來實(shí)現(xiàn)SPI 接口，其硬件接口如圖 所示．圖 TLC2543 與單片機(jī)的接口電路 調(diào)光模塊現(xiàn)在照明系統(tǒng)中除一些特殊場合，大多數(shù)都使用高效電光源熒光燈，由于一些新的能源法規(guī)和協(xié)議要求提高能源效率，這就要求人們改進(jìn)電子鎮(zhèn)流器，提高電子鎮(zhèn)流器的性能。為電子鎮(zhèn)流器增加可調(diào)光功能，則是提高照明系統(tǒng)能源效率的重要措施之一。降低輸出功率，不僅節(jié)能，而且能延長燈的壽命。還能起到變換視覺效果的目的。例如在白天需要照明的場所，由于靠近窗戶的地方自然光線較強(qiáng)，可將燈光調(diào)暗乃至關(guān)閉。在不需要滿功率輸出時，應(yīng)用調(diào)光系統(tǒng)可節(jié)能 50%，使燈管壽命延長 倍。 電子鎮(zhèn)流器調(diào)光功能的主要實(shí)現(xiàn)方法調(diào)光就是調(diào)節(jié)光輸出，實(shí)質(zhì)是調(diào)節(jié)燈功率。傳統(tǒng)非調(diào)光電子鎮(zhèn)流器通過閉環(huán)控制可使輸出功率基本穩(wěn)定，燈電阻不會發(fā)生很大的變化。然而可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器工作在調(diào)光模式下時，燈管所呈現(xiàn)的負(fù)阻特性是不同的，不能將其視為電阻性負(fù)載。因此，可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器與不帶調(diào)光功能的電子鎮(zhèn)流器相比，需要提供一個用戶可調(diào)的調(diào)光控制輸入端，并采用適當(dāng)?shù)姆椒z測燈電壓、燈電流和燈功率，利用反饋電路調(diào)節(jié)用戶設(shè)定的燈亮度。電子鎮(zhèn)流器調(diào)光的法有占空比調(diào)節(jié)、半橋直流總線電壓調(diào)節(jié)、頻率調(diào)節(jié)和相位調(diào)節(jié)等。占空比調(diào)光法是在保持開關(guān)頻率不變的情況下，改變開關(guān)的導(dǎo)通時間，在導(dǎo)通時間縮短時，傳遞到燈管上的功率減小。通過占空比調(diào)節(jié)范圍為0—，因此調(diào)光范圍受到一定限制。當(dāng)半橋直流總線電壓改變時，固定開關(guān)頻率和占空比，燈功率幾乎隨直流電壓變化呈線性調(diào)節(jié)特性，從而實(shí)現(xiàn)近似線性的平滑燈光調(diào)節(jié)。但目前應(yīng)用較多的還是調(diào)頻和調(diào)相這兩種解決方案。在本次設(shè)計中我們采用調(diào)相的方法來實(shí)現(xiàn)調(diào)光的功能。相位調(diào)制調(diào)光法：燈功率可以利用通過燈管的電流和出現(xiàn)在燈管兩端的電壓之間的關(guān)系來控制，這種技術(shù)稱為相位調(diào)制。為控制電壓和電流之間的相位移，需要對工作頻率和驅(qū)動電路進(jìn)行調(diào)制。當(dāng)電流和電壓同相位時，交付給燈管的功率最大。當(dāng)電壓和電流不同相位時，僅對燈管交付一小部分功率。在超過諧振頻率時，諧振電路基本上呈現(xiàn)電感性，頻率升高，相位移增大。為了不對紅外遙控器造成干擾，最低工作頻率應(yīng)設(shè)置在 38KHZ 以上。熒光燈不是簡單的電阻性負(fù)載，它很像一個帶小串聯(lián)電阻的電池。燈電流在高功率電平上往往不再為正弦波。在電壓和電流同相位時，燈功率為額定功率的 100%，傳送到燈管的功率最大。當(dāng)電壓和電流有大的相位移時，燈電流僅為其額定值的 1%，傳送到燈管的功率非常小。有一部分可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器控制 IC（如 IR2159）采用脈沖調(diào)相調(diào)光方案。調(diào)相調(diào)光法能使燈功率調(diào)至1%，并可應(yīng)用于多燈調(diào)光場合，能在任意調(diào)光設(shè)定值上啟動，調(diào)光相位與燈功率之間有良好的線性關(guān)系。 基于 IR2159 的熒光燈可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的電路設(shè)計（1）L6561 芯片結(jié)構(gòu)與工作原理簡介L6561 為電流準(zhǔn)連續(xù)（TM 模式）的 APFC 控制芯片，即電感電流處于連續(xù)模式與斷續(xù)模式的臨界點(diǎn)。L6561 是 ST 公司生產(chǎn)的有源功率因數(shù)校正專用芯片。能方便的構(gòu)成寬電壓輸入（AC85V—265V） ，低諧波含量的 APFC 電源；能直接驅(qū)動 MOS 管，且集成了各種保護(hù)功能；由于集成度很高，它大大減少了構(gòu)成系統(tǒng)所需的元器件，降低了損耗，提高了效率. 圖 L6561 引腳圖引腳功能：8 號引腳為芯片的電源輸入端，芯片的正常工作電壓范圍為 11V—18V，芯片內(nèi)部有一 20V 的穩(wěn)壓管并連于該引腳與地之間，為防止芯片供電電壓過高而將芯片內(nèi)部穩(wěn)壓管擊穿，可在該引腳與外部供電電源間串接一限流電阻；7 號引腳為芯片的驅(qū)動信號輸出引腳，該引腳內(nèi)部采用了圖騰柱結(jié)構(gòu)，具有最大400mA 的驅(qū)動能力，能直接驅(qū)動 MOS 管；6 號引腳為芯片的參考地，該引腳應(yīng)和主電路的地連在一起；5 號引腳為芯片的過零檢測引腳，用于確定何時導(dǎo)通MOS 管。該引腳檢測電感電流過零時產(chǎn)生的電壓振蕩，有效觸發(fā)信號為一下降沿；4 號引腳為 MOS 管電流采樣引腳，芯片將該引腳檢測到的信號與芯片內(nèi)部產(chǎn)生的電感電流參考信號相比較，用以確定何時關(guān)斷 MOS 管；3 號引腳為芯片內(nèi)部乘法器的一個輸入端，該引腳與 boost 電路輸入電壓相連，確定輸入電壓的波形與相位，用以生成芯片內(nèi)部的電感電流參考信號；2 號引腳為內(nèi)部乘法器的另一個輸入端