紅外二極管感應電路原理圖分析

　　紅外二極管感應電路可以實(shí)現用手靠近紅外發(fā)射管和紅外接收管時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，LED燈點(diǎn)亮，手移開(kāi)后立即停止發(fā)聲、LED燈熄滅，靈敏度非常高。該電路設計思路于銀行自動(dòng)開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)的生活場(chǎng)景，人走進(jìn)銀行，門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，離開(kāi)后門(mén)自動(dòng)關(guān)閉�；蛘哒f(shuō)于肯德基等高檔餐廳的水龍頭，當手放在水龍頭下，水自動(dòng)流出，離開(kāi)后水自動(dòng)關(guān)閉。該電路應用的生活場(chǎng)景非常多，是電路設計人員必須掌握的一種電路。

　　特別注意，本電路制作成功后，必須調試后才能達到相應的效果，只有掌握了紅外感應電路的工作原理后才能調試好相關(guān)的參數，所以工作原理是學(xué)習重點(diǎn)。

　　二、電路原理圖

　　示例圖

　　三、原理圖工作原理

　　紅外感應電路的設計采用模擬電路中的電阻分壓取樣電路、紅外二極管感應電路、三極管電路、運算比較器組成的電壓比較電路等相關(guān)知識點(diǎn)，請制作者務(wù)必學(xué)習。

　　紅外感應電路由以紅外發(fā)射管VD1、紅外接收管VD2為核心的紅外感應電路，以可調電阻RP1、通用運算放大器lm358為核心的取樣比較電路，以三極管9012 VT1、VT2、蜂鳴器HA1、發(fā)光二極管LED1為核心元件的聲音輸出、顯示電路構成。

　　通上5V電源，紅外發(fā)射管VD1導通，發(fā)出紅外光（眼睛是看不見(jiàn)的），如果此時(shí)沒(méi)有用手擋住光，則紅外接收管VD2沒(méi)有接受到紅外光，紅外接收管VD2仍然處于反向截止狀態(tài)。紅外接收管VD2負極的電壓仍然為高電平，并送到LM358的3腳。

　　LM358的2腳的電壓取決于可調電阻RP1，只要調節可調電阻RP1到合適的時(shí)候（用萬(wàn)用表測量LM358的2腳的電壓大概為2.5V左右），就能保證LM358的3腳的電壓大于LM358的2腳的電壓，根據比較器的工作原理，當V+ > V-的時(shí)候， LM358的1腳就會(huì )輸出高電平，并通過(guò)限流電阻R3送到PNP型三極管VT1、VT2的基極，致使三極管VT1、VT2截止，蜂鳴器HA1不發(fā)聲，發(fā)光二極管LED1熄滅。

　　當用手靠近紅外發(fā)射管VD1時(shí)，將紅外光檔住并反射到紅外接收管VD2上，紅外接收管VD2接受到紅外光，立刻導通，使得紅外接收管VD2負極的電壓急速下降，該電壓送到LM358的3腳上。

　　LM358的3腳電壓下降到低于2腳的電壓，根據比較器的工作原理，V+ < V-的時(shí)候， LM358的1腳就會(huì )輸出低電平，并通過(guò)限流電阻R3送到PNP型三極管VT1、VT2的基極，致使三極管VT1、VT2導通蜂鳴器HA1發(fā)聲，發(fā)光二極管LED1點(diǎn)亮。

　　通過(guò)以上調試步驟，可以實(shí)現當手移動(dòng)到紅外發(fā)射管VD1和紅外接收管VD2的上面時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。當手離開(kāi)紅外發(fā)射管VD1和紅外接收管VD2的上面時(shí)，蜂鳴器停止發(fā)聲，發(fā)光二極管熄滅，產(chǎn)生了感應手的效果。

　　四、組裝及調試技巧

　　請根據紅外二極管感應電路的原理圖和PCB布局圖（如下圖），按照紅外發(fā)射電路、紅外接收電路、電壓取樣電路、電壓比較電路、報警電路、LED顯示電路的順序安裝。安裝前一定要學(xué)習紅外感應電路工作原理，并熟記電路原理圖， 以便正確安裝。

　　示例圖

　　安裝的時(shí)候請注意：圖中左邊的紅外發(fā)射管VD1是白色的，右邊的紅外接收管VD2是黑色的，右邊的紅外接收管（黑色的）是反向接法（負極接正電壓，正極接地），和穩壓二極管的接法類(lèi)似。

　　在確保所有線(xiàn)路焊接完全正確、沒(méi)有漏焊、假焊，焊接安裝成功的情況下，可以進(jìn)入下面的調試。

　　首先用黑電膠布把紅外發(fā)射管和紅外接收管包好，只留下頂端，請參考實(shí)物圖。

　　然后通上5V直流電壓，用萬(wàn)用表測LM358的3腳電壓，并用手放到紅外發(fā)射管和紅外接收管上面，造成紅外接收管能接收反射的紅外光，記下此時(shí)的電壓值（我們制作的產(chǎn)品的電壓值大概是1V左右）。然后拿開(kāi)手后，再記下此時(shí)的電壓值（我們制作的產(chǎn)品的電壓值大概是3V左右）。

　　上面的調試步驟就是為了得到LM358的3腳電壓值的變化范圍，然后用萬(wàn)用表測LM358的2腳電壓，調節可調電阻R3，使得LM358的2腳電壓在2V左右（目的是處于LM358的3腳電壓變化范圍內）。

　　調試完成后，可以穩定的用手遮擋調試，性能非常穩定，如下圖所示：

　　示例圖

　　圖中紅外發(fā)射管（左邊白色的）和紅外接收管（右邊黑色的）已經(jīng)用黑電膠布把包好，包好后很難分清顏色。特別要說(shuō)明的紅外接收管（右邊黑色的）是反向接法（負極接正電壓，正極接地），和穩壓二極管的接法一樣，可別接錯哦，下圖是焊接電路的反面走線(xiàn)。

　　示例圖

　　如果制作、調試沒(méi)有成功，請從下面幾個(gè)方面進(jìn)行檢修與調試：

　　1、觀(guān)察法：檢查每個(gè)元件是否安裝正確，特別要注意紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管的正負極，可調電位器的的引腳順序，LM358的引腳順序和三極管9012的引腳順序。

　　2、電阻法：根據原理圖檢查線(xiàn)路是否正常連通，可用萬(wàn)用表檢測每條線(xiàn)路是否導通。電子初學(xué)者，焊接的線(xiàn)路多有虛焊、漏焊、假焊等情況，電路搭建錯誤，所以首先檢查每條線(xiàn)路是否焊接好，也就是電氣性能是否保證。

　　3、電阻法：檢測每處GND是否和電源負極接頭是否連通；檢測每處VCC是否和電源接頭是否連通。

　　4、以上檢測沒(méi)有問(wèn)題的情況下，可以用黑電膠布把紅外發(fā)射管和紅外接收管包好，只留下頂端，請參考實(shí)物圖。

　　5、紅外發(fā)射電路的檢修。紅外發(fā)射電路發(fā)射的紅外光，人的肉眼是看不見(jiàn)的，但是可以用手機的照相功能看見(jiàn)紅外光。檢修過(guò)程中可以借助于手機的照相機功能查看紅外發(fā)光電路是否正常。主要查看限流電阻的阻值和紅外發(fā)光二極管的正負極性是否安裝正確。

　　6、紅外接收電路的檢修。主要用萬(wàn)用表測紅外接收二極管的負極，觀(guān)察當用手放到紅外發(fā)射管時(shí)的電壓值（是否為低電平）和當手移開(kāi)紅外接收管上面時(shí)的電壓值（是否為高電平）。因為火中含有大量的紅外光，因此可以用打火機打火（模擬紅外光的照射）檢查紅外接收電路是否正常。

　　7、電壓取樣電路的檢修。主要是測試可調電阻RP1的第三腳電壓值是否在2.5V左右，旋轉可調電阻時(shí)電壓值是否可變。

　　8、電壓比較電路的檢修。主要用萬(wàn)用表測LM358的1腳電壓，觀(guān)察當用手放到紅外發(fā)射管時(shí)LM358的1腳的電壓值（是否為低電平）和當手移開(kāi)紅外接收管上面時(shí)LM358的1腳的電壓值（是否為高電平）。

　　9、報警電路、LED顯示電路的檢修�？捎秒娫吹刂苯蛹釉赩1、V2的基極，看看是否報警和LED點(diǎn)亮。損壞的元件可能是9012和發(fā)光二極管。

　　經(jīng)過(guò)以上步驟的檢查、檢測后，基本上可以排除故障，可以實(shí)現當用手放到紅外發(fā)射管和紅外接收管上面時(shí)，蜂鳴器報警，LED燈亮；當用手移開(kāi)紅外發(fā)射管和紅外接收管上面時(shí)，蜂鳴器停止報警，LED熄滅。