基于555定時器與IR傳感器設(shè)計的高速運動傳感器電路

運動傳感器電路在互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)有很長一段時間了。這些電路主要用于驅(qū)動家庭自動化或物聯(lián)網(wǎng)項目中的交流負載（如燈、風(fēng)扇） 。它在制造業(yè)中也很常見，例如在必須檢測特定物體的存在/位置的傳送帶上。

因此，在本教程中，我們將使用帶有NE555 定時器 IC的紅外傳感器來檢測運動并據(jù)此切換交流負載。555定時器IC在這里用作開關(guān)。由于該電路采用數(shù)字定時器IC，因此電路的操作快速準確，檢測速度更快。在我們之前的教程中，我們了解了555 定時器作為鎖存電路。這是該電路的應(yīng)用，我們還將通過在一塊穿孔板上設(shè)計電路來演示該電路。

構(gòu)建運動檢測器電路所需的組件

下面給出了構(gòu)建運動檢測器電路所需的組件列表：

555定時器IC

220KΩ電阻*2

100kΩ電阻

1KΩ電阻

1uf電解電容

引領(lǐng)

220Ω電阻

單刀雙擲繼電器*2

In4007二極管*2

BC547 NPN晶體管

BC557 pnp晶體管

直流插孔

紅外傳感器模塊

紅外傳感器模塊 - 簡介

IR 代表紅外輻射/光，它是檢測運動的最常見方式。有 2 種類型的 IR 傳感器：

PIR（被動紅外傳感器）

紅外傳感器模塊

紅外線取代了肉眼不可見的電磁波譜。所有的熱物體都會產(chǎn)生這些紅外輻射，通過檢測這些輻射，我們可以感知運動。PIR 傳感器不發(fā)射任何紅外輻射，而僅檢測輻射，因此稱為“無源”。另一方面，我們的 IR 模塊可以連續(xù)發(fā)送 IR 脈沖，當它從物體反彈回來時，該模塊可以使用光電二極管檢測到它。這種情況下的光電二極管只能檢測紅外光，不能檢測可見光。

IR 傳感器模塊的兩個主要組件是 IR LED 和光電二極管。LED 看起來與普通 LED 完全一樣，但它發(fā)出的是紅外線，而不是我們熟悉的可見顏色。光電二極管是檢測反射回輻射的關(guān)鍵組件。

在這個項目中，我們使用了一個有源紅外傳感器模塊，因為它很容易獲得、負擔得起且易于使用。

555定時器運動檢測器電路圖

下面給出了使用 555 定時器的完整運動檢測器電路。

在電路中，引腳 2 和 6 連接，引腳 4 和 8 也連接。分壓器電路的輸出連接到 IC 的引腳 6。分壓器電路的一個電阻通過一個 1uF 電容通過 100k 電阻連接到輸出引腳 3。帶有驅(qū)動電路的繼電器連接在引腳 2 和電容器的正極端子之間。LED 還通過其限流電阻連接到 IC 的輸出端。用于控制輸出繼電器的 NPN 晶體管的基極通過一個 1K 電阻連接到 IC 的輸出引腳 3。驅(qū)動 IC 開關(guān)繼電器的 PNP 晶體管的基極連接到 IR 傳感器模塊的輸出。

運動檢測電路的工作

運動傳感器 電路的工作如下：

最初，由于分壓器，一半的電源電壓位于引腳 2 和 6 上，因為我們使用的是具有相等電阻值的分壓器，因此 IC 的輸出關(guān)閉。

當傳感器檢測到運動時，電容器開始通過電阻器 R3 汲取電流進行充電，因此電阻器兩端的電壓降發(fā)生變化，從而使引腳 2 的電壓低于電源電壓標記的 1/3 。 這將打開 IC 的輸出。

現(xiàn)在電容器通過 100kΩ 電阻器完全充電到電源電壓。當檢測到運動時，定時器 IC 的引腳 6 再次檢測到充電電容器，該電容器顯然處于電源電壓，因此超過 2/3 標記。這將關(guān)閉 IC 的輸出。

如果您稍微靠近觀察電路，您會發(fā)現(xiàn)我們可以使用 BJT 代替繼電器，您是正確的，但不幸的是這不起作用。原因再次是理想世界與現(xiàn)實世界之間的差異。我們到處都使用 BJT，但它們不是完美的開關(guān)，并且有一些漏電流，在這種情況下會擾亂電路。在這種情況下，我們需要一個理想的開關(guān)，因此我們使用的是繼電器。

晶體管用于驅(qū)動繼電器。我們使用 PNP 晶體管來驅(qū)動主繼電器，因為 IR 傳感器模塊在其輸出端提供恒定的電源電壓，當它檢測到某些東西時，它將電壓拉到地面。我們可以使用 NPN 晶體管來驅(qū)動輸出繼電器，因為 IC 具有高電平有效輸出。

運動傳感器電路演示

按照上面給出的555 定時器運動檢測器電路圖，我在 perf-board 上創(chuàng)建了電路，文章末尾提供了視頻。此外，下面給出了與電路相關(guān)的圖片。