运动传感器电路图，构建一个简单的自动运动传感器光电路

这是一个简单的自动运动传感器光电路。当我们长时间使用电池供电照明时，即使使用消耗很少功率的LED灯泡，也会消耗电池的大部分电量。那么，有没有办法尽可能多地节省电力呢？

在一些安装了LED灯的地方，没有必要整夜开灯。例如在浴室前、走廊或其他地方。在这些地方，我们可以安装一个开关来在需要时打开或关闭它们。

但是，如果，比如说，当人们走过时，灯会自己打开，保持大约 5 分钟，然后自己关闭，会更好吗？

如果该人在这 5 分钟内（例如，在第三分钟内）向后走，系统将启动另一个 5 分钟计时器。因此，LED 保持亮起的总时间为 3+5 = 8
分钟。

或者让你更清楚。

我通常会将 12V 3W LED 打开一整晚，或大约 10 小时。该 LED 需要每小时 3W/12V = 0.25A
的电流。使用2小时总共5.10A，因此我们至少需要使用2.5Ah电池。

但是，如果我们每晚只使用灯光一小时，我们需要的电流将是正常需要的10.0A的25%（2.5A），剩下90%的剩余能量。

当我们使用这个电路时，我们每晚只需要使用不到一个小时的灯。它将帮助我们节省大量能源。

工作原理

该电路类似于运动检测器报警电路。我们只是将主要组件 12V 警报器换成 12V LED 灯泡，其框图如下所示。

该自动运动传感器光电路的框图

每个块可分为：

12V电池作为电源。

与以前相同的 PIR 运动传感器。

相同的放大器电路。

新的延迟计时器，因为 PIR 运动传感器的时间延迟不能超过 200 秒。因此，我们需要添加一个额外的电路，将延时增加到 5 分钟或 300 秒

更好的开关控制器：我们选择MOSFET而不是继电器，因为它具有更好的电流效率。

新的延迟定时器电路

我们已经习惯的定时器电路的原理是用电容器将电压保持在负载或输出端，然后逐渐连续释放电压，直到耗尽。

让我们从我们已经知道的东西开始：放大器电路。

简单的共发射极NPN晶体管放大电路

下面的框图显示了我们可以制作计时器的两种方式;我们可以利用它们作为定时器电路设计的想法。

不同定时器概念的比较

在这种情况下，晶体管将充当开关。左图（A）显示了并联到负载的电容器，这使得电压无法像定时器电路那样消失。

因此，我们应该做的是将开关和电容器的位置更改为右图（B）所示的位置。当开关接通时，电流将充电到电容器中，当开关关闭时，电容器内的电流将放电，这是定时器电路的原理。

但由于这是一个常见的发射极晶体管放大器电路，NPN晶体管作为开关的位置与正确的图像不匹配（B）。

我们也不想改变放大器电路。因此，我们需要将其布局更改为以下电路中显示的布局。

通过添加PNP晶体管开关的定时器概念

附加电路是共发射极放大器电路，它使用PNP晶体管代替。

只有当Q1导通或C-E成为闭合电路时，它才会传导电流。在PNP晶体管的基极，从而接收正向偏置，使其传导电流。

因此，让来自12V电池的高电流流过其E至C，并通过二极管为电容器充电。此外，输出 2 的电压电平将增加近
12V，即使在输入信号已经消失后，它也可以保持该电压电平约 5 分钟左右。

我们将二极管放在那里，以保护电容器的电压不回流到PNP晶体管中。

通过信号图学习

我们希望您彻底理解它。因此，请参阅下面的信号图，比较 P 点、输出 1、D 点和输出 2。

比较 P 点、输出 1、D 点和输出 2

当我们走过PIR传感器时，P点处会有一个3.3V脉冲信号。然后，大约 1 秒后，该信号的状态将从高变为低。

然后，输出 1 将以与 P 点相同的时间跨度发出其第一个脉冲信号，大约 1 秒。但电压较高，约为
11V。当这个信号开始下降时，D点也会以同样的方式出现脉冲信号。

D点处的电流将流过二极管为电容器充电，导致输出2也具有相同的11V电压电平。

1 秒后，D 点的脉冲信号状态将从高电平变为低电平，但在输出 2 时，电压电平将在接下来的 11 秒或 300 分钟左右保持在
5V。然后像往常一样返回低电平，因为电容器放电。

然后，当我们再次走过 PIR 传感器时，它将再次发出相同的信号。在输出 1 处，将有第二个脉冲信号持续 1
秒。在D点，将有一个脉冲信号，该信号具有足够的电压，可以再次为电容器充电。输出 2 的电压电平将像以前一样保持在 11V，即使我们已经通过。

但是，如果我们在第三分钟再次走过 PIR
传感器，则过程应该与以前相同。当第三个脉冲信号在输出1和脉冲信号再次在D点时，将有一个电流给电容器充电并再次放电，使输出2的总时间为8分钟。

以这些想法为基础，让我们尝试用它们创建一个简单的定时器电路。

带有 PIR 运动传感器的简单定时器电路

效果很好！我们添加了 R4 以将时间常数调整为我们想要的时间常数，即大约 5
分钟。至于R3，它有助于降低Q2的基极电流，其方式与其他晶体管电路相同。

但目前，输出2的电流输出仍然很低，无法驱动负载或12V 3W LED。它需要大约0.5A或更高的电流。

我们有很多方法可以处理它;通常，我们会选择一个继电器来打开和关闭负载。这很容易，但必须始终有一点电流流过继电器线圈，大约 30mA 或更高。

因此，我们选择了MOSFET而不是继电器，因为它噪声低，没有运动机制，并且比晶体管更适合用作开关。对于这个确切的IRF540，它可以承受约33A的电流和约100V的电压。

在下面的电路中，我们将所有组件放在一起，将其变成一个完整的自动运动传感器光电路。

完整的自动运动传感器光电路

LED2 表示负载正在工作。

C2和C3有助于减少可能导致电路故障的不需要的信号噪声。

构建此电路

我女儿首先在面包板上测试了这个电路，看看它是否工作正常。

看到它工作正常后， 下一步是将其组装成可焊接的面包板 PCB

我们已经使用它几个月了，到目前为止它一直运行良好。

可焊接试验板PCB的组件布局

可焊接试验板PCB底部

注意：我们应该将 PIR 运动传感器上的延迟时间调整到最小值。

结论

该电路在节省电池能量方面有很大帮助，因为我们不必整晚都开灯。它还有助于延长灯泡的使用寿命。