用红外避障模块制作一款可以控制照明灯和电磁阀的红外感应开关

前段时间，有网友想用市售的红外避障模块制作一个可以控制LED照明灯及电磁阀（水龙头用的电磁阀）的非接触式红外感应开关（其要求的检测距离在20cm以内），由于这种模块的带负载能力较差，其直接用模块驱动继电器，整个电路无法正常工作，于是咨询我如何才能实现这种感应控制？下面就介绍一下用这种红外避障模块制作的简易非接触式红外感应开关，这种感应开关用途很广，只要人手靠近感应模块，便可以使照明灯点亮或电磁阀动作打开水龙头。

​​​​​▲ 红外避障模块电路原理图。

为了便于大家了解红外避障模块的工作原理，这里给出该模块的电路原理图。图中的A为低功耗双电压比较器LM393，这里只使用其中一个比较器，接成同相输入比较器，可调电阻RP给LM393的②脚提供一个参考电压。VD1为红外发射管，为了降低成本，模块一般都采用直流电压驱动红外发射管工作，R2为红外发射管的限流电阻。VD2为红外接收管，其与发射管VD1并排焊接在电路板上。该模块的工作电压范围为3～5V，其检测距离最大约为30cm，具体大小可以通过RP来调节。LED1为电源指示灯。

▲ 红外避障模块。

红外避障模块的工作原理

模块的工作原理很简单。平时，红外发射管VD1前方没有物体遮挡，VD2接收不到VD1发出的红外信号，此时VD2的反向电阻很大，LM393的③脚电压高于其②脚电压，故输出端①脚输出为高电平。当VD1前方有物体遮挡时，VD1发出的红外信号被反射回来并被VD2接收，此时VD2的反向电阻显著减小，使LM393的③脚电压低于②脚电压，其①脚输出变为低电平，同时输出状态指示灯LED2点亮，直至VD1前方物体移开，LM393的①脚才会重新变为高电平。

​​▲ NE555构成的延时驱动电路。​​

由于LM393的输出端①脚为集电极开路输出，其只能最大允许灌入电流在40mA左右，故一般不能直接用来驱动继电器。由于该网友是想让模块实现延时控制，故这里选用NE555时基电路来实现这种控制。

上图中，NE555接成一个单稳态延时电路，其延时时间t＝1.1·R1·C1。若R1和C1采用图示数值，延时时间t＝110秒。电路中，NE555的②脚与模块的Out端（即LM393的①脚）连接即可实现感应控制。只要VD1前方有物体遮挡，模块的Out端便会输出一个触发信号使NE555的输出端③脚变为高电平，这样继电器便会得电工作，接通照明灯或电磁阀的电源使其工作。由于NE555为双极型时基电路，其③脚输出电流可达200mA，故可以直接驱动继电器工作。电路中继电器应选用5V继电器，其触点容量视被控负载功率而定。继电器两端并联的VD可以选用1N4001或1N4148二极管。