教室照明灯节能控制开关

教室照明灯节能控制开关
一、作者
翟博文河北农业大学机电工程学院机械设计制造及其自动化1201班二、摘要
目前，很多高校自习室等场所照明灯浪费用电现象严重。

为了响应国家建设节约型社会号召，利用红外线感应装置，光敏、声敏电阻捕捉信号，利用二极管放大电信号传送到中央控制中心，进行判断进而控制机械动作，控制教室灯的开关。

用运现代科学技术—传感器、电脑中央处理器、机械自动化装置等技术可以智能化、人性化的控制电灯开关，而达到节约用电，减轻高校能源压力。

三、关键词
教室照明、节能开关、红外线感应、智能系统
四、序言
随着高等教育越来越被政府关注和重视，高小规模在不断的扩大，教室的数目大幅度的增加，由于大学的开放性管理，加之学生的节能意识差，晚上很多教室灯开着而没人或几个人在看书，好多教室都是这样，就有好多的电灯在作无用功而浪费电能。

为了建设节约型社会，本文介绍一种应用了各种现代传感器、集成电路而能智能化、人性化的照明灯控制系统，可以高效率的应用电能，从而大大的减少高校的用电浪费。

五、正文
(1) 教室照明节能控制系统的组成：
人体红外线感应开关主要由红外传感控制器、光感应电路、菲涅耳透镜及具有延时功能的可控硅触发电路等构成,集成电路内含热释电红外传感器、二级运算放大器、比较器、延时定时器、过零检测、驱动电路等构成。

(2)人体红外线感应开关的工作原理：
普通人体会发射10um左右的特定波长红外线，用专门设计的传感器就可以针对性的检测这种红外线的存在与否，当人体红外线照射到传感器上后，因热释电效应将向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生控制信号。

这种专门设
计的探头只对波长为10μm左右的红外辐射敏感，所以除人体以外的其他物体不会引发探头动作。

探头内包含两个互相串联或并联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。

一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，于是输出检测信号。

为了增强敏感性并降低白光干扰，通常在探头的辐射照面覆盖有特殊的菲泥尔滤光透镜，菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。

传感器的光谱范围为1~10μm，中心为6μm，均处于红外波段，是由装在TO－5型金属外壳的硅窗的光学特性所决定。

同时在控制电路中并联光敏电阻传感去器。

进行多次试验制作出一种针对性的光敏电阻，在教室的光线暗到一定程度时光敏电阻的阻值降到可以同过一定电流，带动一个电磁继感器工作而接通此段电路。

（3）控制动作装置：
当红外线感应器与光敏电阻同时传达闭合开关的信号时，控制系统利用电磁接触器线圈接通后，产生磁场，教室原开关连接的导线就受到拉力而产生位置偏移，从而带动教室开关断开。

当人离开时，控制系统接到无人信号时，具有延时功能的可控硅触发电路工作，延迟五分钟发出断电信号，而达到智能化，人性化的控制教室的照明灯。

（4）控制开关的安装：
普通教室前后应独立的安装两套控制系统，每个红外线感应器的检测范围是一个直角圆锥与地面的接触面积，在控制面积内均匀的串联安装红外线感应器，而光控传感器只需安装一个。

有同学在检测范围内时，灯就开着。

当教室内的人不是很多，同学应该聚集到教室的前或后面，停止一半的灯工作，而节省电能。

六、结论
在教室照明上采用人体红外热释感应技术的智能感应开关，主动判断人体的走近及离开，当有人走进感应区内，并且达到照明需求时，感应开关自动开启，
负载电器开始工作，并启动系统，只要人体未离开感应区，负载电器将持续工作。

当人体离开感应区后，感应器开始计算时间，定时结束，感应器开关自动关闭，教室照明停止工作。

真正做到方便、智能，节能。

大学生周围节能无处不在，培养了大学生的节能意识。

为以后大学生的科研有一定的启蒙教育。

七、参考文献
王俊峰孟令启. 2006 红外线传感器应用电路北京机械工业出版社
吴天明、谢晓竺、彭彬. 2004电力系统设计与分析北京国防工业出版社田瑞庭. 可编程控制器应用技术. 北京机械出版社
李玉衫2006电子系统及专用集成电路CAD技术西安电子科技大学出版社元
五校半导体科学研究跃进战斗团. 1960 热敏电阻光敏电阻的制造及其应人民邮电出版社
八、附录
菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。

可控硅触发板是通过调整可控硅的导通角来实现电气设备的电压电流功率调整的一种移相型的电力控制器，其核心部件采用国外生产的高性能、高可靠性的军品级可控硅触发专用集成电路。

输出触发脉冲具有极高的对称性及稳定性，且不随环境温度变化，使用中不需要对脉冲对称度及限位进行调整。

现场调试一般不需要示波器即可完成。

它可广泛的应用于工业各领域的电压电流调节，适用于电阻性负载、电感性负载、变压器一次侧及各种整流装置等。

九、致谢
在此感谢马跃进导师的技术支持与前人的科研成果，同时感谢我的同学舍友李天江、李旭东、张晨浩、翟博文、田亚军等人的支持。