本實用新型涉及一種檢測電路，特別涉及一種采用LM324的低成本人感檢測電路。
背景技術(shù)：
由于人感檢測電路可以實現(xiàn)人來即開、人去即關(guān)的自動化控制功能，所以廣泛應(yīng)用于家電、燈具、自動門及安防監(jiān)控等領(lǐng)域，具有傻瓜式自動控制及節(jié)能意義。但由于熱釋電紅外傳感器PIR檢測到的信號十分微弱，應(yīng)用上需要做信號放大及處理才能為單片機(jī)所檢測到。傳統(tǒng)應(yīng)用上基本都是采用BISS0001等專用的人感信號處理芯片對人感信號進(jìn)行放大及處理，價格較貴。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型實施例所要解決的技術(shù)問題在于提供了一種成本較低且靈敏度閾值可調(diào)的采用LM324的低成本人感檢測電路。
本實用新型所提供的一種采用LM324的低成本人感檢測電路，用于與熱釋電紅外傳感器相連，所述采用LM324的低成本人感檢測電路包括第一及第二運算放大器、第一及第二比較器、開關(guān)管，所述熱釋電紅外傳感器的信號引腳與第一運算放大器的同相輸入端相連，所述第一運算放大器的同相輸入端還通過第一電阻接地，所述第一運算放大器的反相輸入端通過第二電阻與第一運算放大器的輸出端相連，所述第一運算放大器的反相輸入端與第二電阻之間的節(jié)點通過第三電阻與第一電解電容串聯(lián)后接地，所述第一運算放大器的輸出端還依次通過第一電容及第四電阻與第二運算放大器的反相輸入端相連，所述第二運算放大器的同相輸入端通過第五電阻與直流電源相連，所述第五電阻與第二運算放大器的同相輸入端之間的節(jié)點通過第六電阻接地，所述第二運算放大器的反相輸入端還直接通過第七電阻與第二運算放大器的輸出端相連，所述第二運算放大器的輸出端與第一比較器的反相輸入端及第二比較器的同相輸入端相連，所述直流電源依次通過第八電阻、第九電阻、第十電阻及第十一電阻后接地，所述第八電阻與第九電阻之間的節(jié)點與第二比較器的反相輸入端相連，所述第十電阻與第十一電阻之間的節(jié)點與第一比較器的同相輸入端相連，所述第一比較器的輸出端通過第十二電阻與開關(guān)管的控制端相連，所述第二比較器的輸出端通過第十三電阻與開關(guān)管的控制端相連，所述開關(guān)管的控制端通過第二電容與開關(guān)管的第二端相連，所述開關(guān)管的第二端還直接接地，所述開關(guān)管的第一端通過第十四電阻與直流電源相連，所述開關(guān)管的第一端與第十四電阻之間的節(jié)點還與處理器相連。
進(jìn)一步的，所述采用LM324的低成本人感檢測電路還包括第三電容，所述第四電阻與第二運算放大器的反相輸入端之間的節(jié)點通過第三電容接地。
進(jìn)一步的，所述采用LM324的低成本人感檢測電路還包括第二電解電容，所述第六電阻與第二電解電容并聯(lián)連接。
進(jìn)一步的，所述采用LM324的低成本人感檢測電路還包括第四電容，所述第四電容與第七電阻并聯(lián)連接。
進(jìn)一步的，所述采用LM324的低成本人感檢測電路還包括第五電容，所述直流電源還直接通過第五電容接地。
進(jìn)一步的，所述采用LM324的低成本人感檢測電路還包括第三電解電容，所述第三電解電容與第五電容并聯(lián)連接。
其中，所述開關(guān)管為三極管，所述三極管的基極作為開關(guān)管的控制端，所述三極管的集電極作為開關(guān)管的第一端，所述三極管的發(fā)射極作為開關(guān)管的第二端。
本實用新型通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)：由第一運算放大器及第二運算放大器兩個運放組成兩級運算放大器，對由所述熱釋電紅外傳感器檢測到的微弱人感檢測信號進(jìn)行放大，所述第一比較器及第二比較器組成兩個上下門檻雙向鑒幅的窗口電壓比較器，對由第二運算放大器的輸出端輸出的人感信號強(qiáng)度進(jìn)行識別與判斷，當(dāng)有人靠近時，所述第二運算放大器的輸出端輸出的信號達(dá)到足夠大，所述第一比較器的輸出端或第二比較器的輸出端會輸出一個高電平，驅(qū)動由第十二電阻、第十三電阻、開關(guān)管及第十四電阻所組成的信號輸出級導(dǎo)通從而使開關(guān)管的輸入端輸出低電平給后端處理器判讀；當(dāng)沒有人時，所述第二運算放大器的輸出端輸出的信號僅僅是較小的環(huán)境噪音電平，不能驅(qū)動信號輸出級導(dǎo)通，此時所述開關(guān)管的第一端輸出高電平給后端處理器判讀。利用后端處理器對開關(guān)管的第一端所輸出的高低電平判讀即可檢測到有沒人靠近，從而控制相關(guān)負(fù)載的開與關(guān)，實現(xiàn)自動化控制功能。由于沒有人的時候可以將負(fù)載關(guān)閉，因而可以達(dá)到節(jié)能目的。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖；
圖1是本實用新型采用LM324的低成本人感檢測電路的較佳實施方式的電路圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
首先，在對實施例進(jìn)行描述之前，有必要對本文中出現(xiàn)的一些術(shù)語進(jìn)行解釋。例如：
本文中若出現(xiàn)使用“第一”、“第二”等術(shù)語來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)當(dāng)由這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語僅用來區(qū)分一個元件和另一個元件。因此，“第一”元件也可以被稱為“第二”元件而不偏離本實用新型的教導(dǎo)。
另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)提及一元件“連接”或者“聯(lián)接”到另一元件時，其可以直接地連接或直接地聯(lián)接到另一元件或者也可以存在中間元件。相反地，當(dāng)提及一元件“直接地連接”或“直接地聯(lián)接”到另一元件時，則不存在中間元件。
在本文中出現(xiàn)的各種術(shù)語僅僅用于描述具體的實施方式的目的而無意作為對本實用新型的限定。除非上下文另外清楚地指出，則單數(shù)形式意圖也包括復(fù)數(shù)形式。
當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包括”和/或“包括有”時，這些術(shù)語指明了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一個以上其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在和/或附加。
關(guān)于實施例：
請參見圖1，圖1是本實用新型一種采用LM324的低成本人感檢測電路的較佳實施方式的電路圖。所述采用LM324的低成本人感檢測電路的較佳實施方式包括運算放大器U1-A及U1-B、比較器U1-C及U1-D、三極管Q1。
熱釋電紅外傳感器PIR的電源引腳d與直流電源VDD相連，信號引腳s與運算放大器U1-A的同相輸入端相連，接地引腳g接地。所述運算放大器U1-A的同相輸入端還通過電阻R1接地，所述電阻R1與電容C1并聯(lián)連接。
所述運算放大器U1-A的反相輸入端通過電阻R2與運算放大器U1-A的輸出端相連，所述電阻R2與電容C2并聯(lián)連接。所述運算放大器U1-A的反相輸入端與電阻R2之間的節(jié)點依次通過電阻R3及電解電容EC1接地。
所述運算放大器U1-A的輸出端還依次通過電容C3及電阻R4 與運算放大器U1-B的反相輸入端相連，所述電阻R4與運算放大器U1-B的反相輸入端之間的節(jié)點通過電容C4接地。所述運算放大器U1-B的同相輸入端通過電阻R13與直流電源VDD相連，所述電阻R13與運算放大器U1-B的同相輸入端之間的節(jié)點通過電阻R14接地，所述電阻R14與電解電容EC2并聯(lián)連接。所述運算放大器U1-B的反相輸入端還直接通過電容C5與運算放大器U1-B的輸出端相連，所述電容C5與電阻R5并聯(lián)連接。
所述運算放大器U1-B的輸出端與比較器U1-C的反相輸入端及比較器U1-D的同相輸入端相連，所述直流電源VDD依次通過電阻R6、R7、R8及R9后接地，所述電阻R6與R7之間的節(jié)點與比較器U1-D的反相輸入端相連，所述電阻R8與R9之間的節(jié)點與比較器U1-C的同相輸入端相連。
所述運算放大器U1-D的輸出端通過電阻R10與三極管Q1的基極相連，所述運算放大器U1-C的輸出端通過電阻R11與三極管Q1的基極相連，所述三極管Q1的基極通過電容C6與三極管Q1的發(fā)射極相連，所述三極管Q1的發(fā)射極還直接接地，所述三極管Q1的集電極通過電阻R12與直流電源VDD相連，所述直流電源VDD還直接通過電容C7接地，所述電容C7與電解電容EC3并聯(lián)連接。所述三極管Q1的集電極與電阻R12之間的節(jié)點還與處理器MCU相連。
下面將對上述采用LM324的低成本人感檢測電路的工作原理進(jìn)行簡單的描述：
所述運算放大器U1-A及U1-B組成兩級運算放大器，用于將來自熱釋電紅外傳感器PIR的微弱人感信號放大成幅度足夠大的交流信號供后級窗口比較器(即比較器U1-C和U1-D)進(jìn)行比較。由于人感信號是一種緩慢的交流信號，所以第一級預(yù)運放電路(包括運算放大器U1-A、電阻R2及R3)采用交流信號的同相放大器電路架構(gòu)，其放大倍數(shù)＝1+r2/r3(其中r2及r3分別表示電阻R2及R3的阻值)，然后經(jīng)電容C3耦合后給第二級反相運算放大電路(包括運算放大器U1-B、電阻R4與R5)再進(jìn)行第二次放大，其放大倍數(shù)＝r5/r4(其中r4及r5分別表示電阻R4與R5的阻值)，同時所述運算放大器U1-B的輸出端所輸出的直流電位被抬高，其抬高的電位參考點＝vdd×r13/r14，其中vdd表示直流電源VDD的電壓值，r13及r14分別表示電阻R13及R14的阻值，以便供后端的窗口電壓比較器(包括比較器U1-C、U1-D)進(jìn)行上下振幅的雙向鑒幅。
本實用新型中，若不抬高所述運算放大器U1-B的輸出端所輸出的信號電位，將會因為無人時的環(huán)境噪聲信號電壓波形波谷可能低于后端比較器U1-C的同相輸入端所設(shè)定的基準(zhǔn)電平而導(dǎo)致三極管Q1導(dǎo)通進(jìn)而被誤判為有人。
所述比較器U1-C的同相輸入端及比較器U1-D的反相輸入端設(shè)定了窗口電壓比較器的上下門檻基準(zhǔn)電平值，其中所述比較器U1-C的同相輸入端的基準(zhǔn)電平值＝vdd×r9/(r6+r7+r8+r9)，所述比較器U1-D的反相輸入端的基準(zhǔn)電平值＝vdd×(r7+r8+r9)/(r6+r7+r8+r9)，其中r6、r7、r8及r9分別表示電阻R6、R7、R8及R9的阻值。
當(dāng)熱釋電紅外傳感器PIR的人感信號經(jīng)過運算放大器U1-A、U1-B兩級放大后，所述運算放大器U1-B的輸出端所輸出的人感信號幅值大于比較器U1-D的反相輸入端的基準(zhǔn)電平值時，所述比較器U1-D的輸出端輸出高電平，此時由于所述運算放大器U1-B的輸出端所輸出的人感信號幅值大于比較器U1-C的同相輸入端的基準(zhǔn)電平值，所述比較器U1-C的輸出端輸出低電平，所述比較器U1-D的輸出端輸出的高電平經(jīng)電阻R10、R11分壓后驅(qū)動三極管Q1導(dǎo)通，所述三極管Q1的集電極輸出低電平給后端處理器MCU檢測。
所述運算放大器U1-B的輸出端輸出的人感信號幅值小于比較器U1-C的同相輸入端的基準(zhǔn)電平值時，所述比較器U1-C的輸出端輸出高電平，此時由于運算放大器U1-B的輸出端輸出的人感信號幅值也小于所述比較器U1-D的反相輸入端的基準(zhǔn)電平，所述比較器U1-D的輸出端輸出低電平，所述比較器U1-C的輸出端輸出的高電平經(jīng)電阻R11、R10分壓后驅(qū)動三極管Q1導(dǎo)通，所述三極管Q1的集電極也輸出低電平給后端處理器MCU檢測。
當(dāng)運算放大器U1-B的輸出端輸出的人感信號幅值較弱，處于比較器U1-C的同相輸入端所設(shè)定的基準(zhǔn)電平與比較器U1-D的反相輸入端所設(shè)定的基準(zhǔn)電平之間時，由于運算放大器U1-B的輸出端的信號大于比較器U1-C的同相輸入端的基準(zhǔn)電平，所述比較器U1-C的輸出端輸出低電平；此時運算放大器U1-B的輸出端的信號小于比較器U1-D的反相輸入端的基準(zhǔn)電平，所述運算放大器U1-D的輸出端也輸出低電平，因而所述三極管Q1被截止，所述三極管Q1的集電極輸出高電平給后端處理器MCU檢測，作為沒有人的識別信號。
由上可知，r6、(r7+r8)、r9的設(shè)定，必須使沒有人感信號時運算放大器U1-B的輸出端所輸出的噪聲信號幅值處于比較器U1-C的同相輸入端與比較器U1-D的反相輸入端所設(shè)置的基準(zhǔn)電平門檻值之間，這樣可以保證在沒有人感信號時三極管Q1管處于截止?fàn)顟B(tài)，此時其集電極輸出高電平，與有人時輸出的低電平形成截然不同的對比，這樣才不會受到無人時的環(huán)境雜訊信號干擾而產(chǎn)生誤判。而當(dāng)有人感信號時，應(yīng)使所述運算放大器U1-B的輸出端所輸出的放大信號幅值小于比較器U1-C的同相輸入端或大于所述比較器U1-D的反相輸入端所設(shè)定的基準(zhǔn)電平閾值，這樣可以讓三極管Q1導(dǎo)通，使所述三極管Q1的集電極輸出低電平給后端處理器MCU檢測，作為有人的識別信號。
本實施方式中，所述電阻R6、R7、R8、R9推薦選取阻值應(yīng)使得比較器U1-C的同相輸入端的基準(zhǔn)電平約等于(0.3～0.4)×(vdd-1.2V)，所述比較器U1-D的反相輸入端的基準(zhǔn)電平約等于(0.7～0.6)×(vdd-1.2V)。
本實施方式中，所述電阻R7、R8用于細(xì)調(diào)分壓比例用，可以根據(jù)實際情況，適當(dāng)調(diào)節(jié)r6、(r7+r8)、r9的比例以調(diào)節(jié)窗口比較器所設(shè)定的上下雙向鑒幅門檻值，達(dá)到最佳的人感檢測靈敏度效果。
同時，其他實施方式中，所述三極管Q1亦可為其他開關(guān)管，其控制端相當(dāng)于三極管Q1的基極，第一端及第二端分別相當(dāng)于三極管Q1的集電極及源極，當(dāng)所述開關(guān)管的控制端接收到高電平信號時，其第一端與第二端接通，當(dāng)所述開關(guān)管的控制端接收到低電平信號時，其第一端與第二端斷開。
在前面技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述直流電源VDD的供電電壓受到熱釋電紅外傳感器PIR的工作電壓限制，通常取3V～5.5V范圍內(nèi)，以免所述熱釋電紅外傳感器PIR被損壞。所述電解電容EC3為濾波電容，可以選47uF～100uF/16V，三極管Q1可以選9014、8050等型號的NPN三極管。
以上僅為本實用新型的實施方式，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。