基于555定时器与IR传感器设计的高速运动传感器电路

运动传感器电路在互联网上已经有很长一段时间了。这些电路主要用于驱动家庭自动化或物联网项目中的交流负载（如灯、风扇）。它在制造业中也很常见，例如在必须检测特定物体的存在/位置的传送带上。

因此，在本教程中，我们将使用带有NE555 定时器 IC的红外传感器来检测运动并据此切换交流负载。555定时器IC在这里用作开关。由于该电路采用数字定时器IC，因此电路的操作快速准确，检测速度更快。在我们之前的教程中，我们了解了555 定时器作为锁存电路。这是该电路的应用，我们还将通过在一块穿孔板上设计电路来演示该电路。

构建运动检测器电路所需的组件

下面给出了构建运动检测器电路所需的组件列表：

555定时器IC

220KΩ电阻*2

100kΩ电阻

1KΩ电阻

1uf电解电容

引领

220Ω电阻

单刀双掷继电器*2

In4007二极管*2

BC547 NPN晶体管

BC557 pnp晶体管

直流插孔

红外传感器模块

红外传感器模块 - 简介

IR 代表红外辐射/光，它是检测运动的最常见方式。有 2 种类型的 IR 传感器：

PIR（被动红外传感器）

红外传感器模块

红外线取代了肉眼不可见的电磁波谱。所有的热物体都会产生这些红外辐射，通过检测这些辐射，我们可以感知运动。PIR 传感器不发射任何红外辐射，而仅检测辐射，因此称为“无源”。另一方面，我们的 IR 模块可以连续发送 IR 脉冲，当它从物体反弹回来时，该模块可以使用光电二极管检测到它。这种情况下的光电二极管只能检测红外光，不能检测可见光。

IR 传感器模块的两个主要组件是 IR LED 和光电二极管。LED 看起来与普通 LED 完全一样，但它发出的是红外线，而不是我们熟悉的可见颜色。光电二极管是检测反射回辐射的关键组件。

在这个项目中，我们使用了一个有源红外传感器模块，因为它很容易获得、负担得起且易于使用。

555定时器运动检测器电路图

下面给出了使用 555 定时器的完整运动检测器电路。

在电路中，引脚 2 和 6 连接，引脚 4 和 8 也连接。分压器电路的输出连接到 IC 的引脚 6。分压器电路的一个电阻通过一个 1uF 电容通过 100k 电阻连接到输出引脚 3。带有驱动电路的继电器连接在引脚 2 和电容器的正极端子之间。LED 还通过其限流电阻连接到 IC 的输出端。用于控制输出继电器的 NPN 晶体管的基极通过一个 1K 电阻连接到 IC 的输出引脚 3。驱动 IC 开关继电器的 PNP 晶体管的基极连接到 IR 传感器模块的输出。

运动检测电路的工作

运动传感器电路的工作如下：

最初，由于分压器，一半的电源电压位于引脚 2 和 6 上，因为我们使用的是具有相等电阻值的分压器，因此 IC 的输出关闭。

当传感器检测到运动时，电容器开始通过电阻器 R3 汲取电流进行充电，因此电阻器两端的电压降发生变化，从而使引脚 2 的电压低于电源电压标记的 1/3 。这将打开 IC 的输出。

现在电容器通过 100kΩ 电阻器完全充电到电源电压。当检测到运动时，定时器 IC 的引脚 6 再次检测到充电电容器，该电容器显然处于电源电压，因此超过 2/3 标记。这将关闭 IC 的输出。

如果您稍微靠近观察电路，您会发现我们可以使用 BJT 代替继电器，您是正确的，但不幸的是这不起作用。原因再次是理想世界与现实世界之间的差异。我们到处都使用 BJT，但它们不是完美的开关，并且有一些漏电流，在这种情况下会扰乱电路。在这种情况下，我们需要一个理想的开关，因此我们使用的是继电器。

晶体管用于驱动继电器。我们使用 PNP 晶体管来驱动主继电器，因为 IR 传感器模块在其输出端提供恒定的电源电压，当它检测到某些东西时，它将电压拉到地面。我们可以使用 NPN 晶体管来驱动输出继电器，因为 IC 具有高电平有效输出。

运动传感器电路演示

按照上面给出的555 定时器运动检测器电路图，我在 perf-board 上创建了电路，文章末尾提供了视频。此外，下面给出了与电路相关的图片。