一、紅外二極管原理

　　紅外二極管大多都是采用無色透明樹脂封裝或黑色、淡藍色樹脂封裝三種形式，無色透明樹脂封裝的管子，可以透過樹脂材料觀察，若管芯下有一個淺盤，即是紅外二極管，光電二極管和光電三極管無此淺盤；若是深色樹脂封裝的，可借助于萬用表R×1k檔進行區別，紅外發光二極管的反向電阻通常為數百千歐至無窮大，其正向電阻有15～40kΩ之間（視不同型號和新舊程度而異）；而光電二極管的正向電阻僅為10kΩ左右，光電三極管的正反向電阻均為無窮大（一律為遮光條件下所測值）。

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　　二、紅外二極管特性

　　紅外線二極管陽極（P極）電壓加正，陰極（N極）電壓加負，此時二極管所加之電壓為正向電壓，同時亦產生 正向電流，提供了紅外線發光二極管發射出光束的能量，其發光的條件與一般的發 光二極管（LED）一樣，只是紅外線為不可見光。一般而言砷化鎵的紅外線發光二極 體約須1V，而鎵質的紅色發光二極管切入電壓約須1.8V；綠色發光二極管切入電壓 約須2.0V左右。當加入之電壓超過切入電壓之后，電流便急速上升，而周圍溫度對 二極管的切入電壓影響亦很大，當溫度較高時，將使其切入電壓數值降低，反之， 切入電壓升高。 紅外線發光二極管工作在反向電壓時，只有微小的漏電流，但反向電壓超過崩 4潰電壓時，便立即產生大量的電流，將使元件燒毀，一般紅外線二極管反向耐壓之 值約為3~6V，在使用時盡量避免有此一情形發生。

　　紅外線二極管電流-電壓特性

　　三、紅外二極管的主要參數

　　λpeak 峰值波長

　　主要波長有：850nm、870nm、880nm、940nm、980nm；

　　就輻射功率而言：850nm》880nm》940nm

　　四、紅外二極管感應報警電路設計與制作（原理圖及實物圖）

　　1、紅外二極管感應報警電路設計功能

　　本電路設計可以實現用手靠近紅外發射管和紅外接收管時，蜂鳴器發聲，LED燈點亮，手移開后立即停止發聲、LED燈熄滅，靈敏度非常高。

　　該電路設計思路來源于銀行自動開門關門的生活場景，人走進銀行，門自動打開，離開后門自動關閉。

　　或者說來源于肯德基等高檔餐廳的水龍頭，當手放在水龍頭下，水自動流出，離開后水自動關閉。

　　該電路應用的生活場景非常多，是電路設計人員必須掌握的一種電路。

　　紅外感應電路的制作主要是為了學習紅外發射管和紅外接收管的工作原理及使用方法，同時掌握通用運算放大器LM358作為運算比較器的實際應用。

　　本電路制作成功后，必須調試后才能達到相應的效果，只有弄懂了紅外感應電路的工作原理后才能調試相關的參數，具體方法請閱讀本章第五點。

　　2、紅外二極管感應報警電路原理圖

　　3、紅外二極管感應報警電路工作原理

　　紅外二極管感應報警電路的設計采用模擬電路中的電阻分壓取樣電路、二極管電路、三極管電路；數字電路的運算比較器等相關知識點設計而成，請制作者務必復習相關知識，看懂原理圖。

　　紅外二極管感應報警電路由以紅外發射管D1、紅外接收管D2為核心構成紅外感應電路，以可調電阻R3、通用運算放大器LM358為核心構成取樣比較電路，以三極管9012 V1、V2、蜂鳴器Y1、發光二極管D3為核心元件構成聲音輸出、顯示電路構成。

　　通上5V電源，紅外發射管D1導通，發出紅外光（眼睛是看不見的），如果此時沒有用手擋住光，則紅外接收管D2沒有接受到紅外光，紅外接收管D2仍然處于反向截止狀態。紅外接收管D2負極的電壓仍然為高電平，并送到LM358的3腳。

　　LM358的2腳的電壓取決于可調電阻R3，只要調節可調電阻R3到合適的時候（用萬用表測量LM358的2腳的電壓大概為2.5V左右），就能保證LM358的3腳的電壓大于LM358的2腳的電壓，根據比較器的工作原理，當V+ 》 V-的時候， LM358的1腳就會輸出高電平，并通過限流電阻R4送到PNP型三極管V1、V2的基極，致使三極管V1、V2截止，蜂鳴器Y1不發聲，發光二極管D3熄滅。

　　當用手靠近紅外發射管D1時，將紅外光檔住并反射到紅外接收管D2上，紅外接收管D2接受到紅外光，立刻導通，使得紅外接收管D2負極的電壓急速下降，該電壓送到LM358的3腳上。

　　LM358的3腳電壓下降到低于2腳的電壓，根據比較器的工作原理，V+ 《 V-的時候， LM358的1腳就會輸出低電平，并通過限流電阻R4送到PNP型三極管V1、V2的基極，致使三極管V1、V2導通蜂鳴器Y1發聲，發光二極管D3點亮。

　　通過以上調試，就可以實現當手移動到紅外發射管D1和紅外接收管D2的上面時，蜂鳴器發聲，發光二極管點亮。當手離開紅外發射管D1和紅外接收管D2的上面時，蜂鳴器停止發聲，發光二極管熄滅，產生了感應手的效果。

　　特別說明：因為太陽光中含有大量的紅外光，因此如果紅外接收二極管對到太陽光，也會會誤認為接收到了紅外線。因此在陰暗處或者晚上調試效果最明顯。

　　4、紅外二極管感應報警電路元件清單及實物圖

　　5、紅外二極管感應報警電路調試技巧及成品圖

　　焊接安裝電路前，請一定要學習紅外感應電路工作原理，并熟記電路原理圖， 以便正確安裝。下圖是焊接時使用的參考原理圖，該圖是按實際的集成電路元件引腳繪制而成，方便了大家調試電路。

　　焊接好的成品圖如下：

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　　圖中紅外發射管（左邊白色的）和紅外接收管（右邊黑色的）已經用黑電膠布把包好，包好后很難分清顏色。特別要說明的紅外接收管（右邊黑色的）是反向接法，負極接正電壓，正極接地，和穩壓二極管的接法一樣，可別接錯哦。

　　在確保所有線路焊接正確、沒有漏焊、假焊，焊接安裝成功的情況下，可以進入下面的調試：

　　首先用黑電膠布把紅外發射管和紅外接收管包好，只留下頂端，請參考實物圖。

　　然后通上5V直流電壓，用萬用表測LM358的3腳電壓，并用手放到紅外發射管和紅外接收管上面，造成紅外接收管能接收反射的紅外光，記下此時的電壓值（我們制作的產品的電壓值大概是1V左右）。然后拿開手后，再記下此時的電壓值（我們制作的產品的電壓值大概是3V左右）。

　　上面的調試步驟就是為了得到LM358的3腳電壓值的變化范圍，然后用萬用表測LM358的2腳電壓，調節可調電阻R3，使得LM358的2腳電壓在2V左右（目的是處于LM358的3腳電壓變化范圍內）。

　　調試完成后，可以穩定的用手遮擋調試，性能非常穩定。