红外补光与IR-CUT切换技术实现详解

1. 项目背景与核心需求

红外补光与IR-CUT切换是安防监控、智能家居视觉系统的关键技术。当环境光低于一定阈值时，普通摄像头难以获取清晰图像，此时需要开启红外补光（通常采用850nm波长）并切换IR-CUT滤光片状态。这个demo演示了如何通过硬件控制实现这两个关键功能。

在低照度环境下，人眼可见光（约400-700nm）不足，但近红外光（700-1100nm）仍存在。普通摄像头传感器本身能感知这部分红外光，但日常使用时需要IR-CUT滤光片阻挡红外光进入以避免色彩失真。夜间模式时则需移开IR-CUT并开启红外LED补光。

2. 硬件系统组成

2.1 核心器件选型

• 红外LED阵列：选用850nm波长LED，该波段在夜视效果与人眼不可见性间取得平衡。单颗功率通常为1-3W，需根据照射距离计算所需LED数量。例如10米距离需约6-8颗3W LED。

• IR-CUT机械装置：由电磁铁驱动的双滤光片结构。日间模式时红外截止滤光片（IR-CUT）位于传感器前；夜间模式时移开IR-CUT，同时普通可见光截止滤光片（IR-PASS）就位。

• 光敏电阻：用于环境光检测，建议选用GL5528（10-20KΩ@10Lux）。需注意安装位置避免自身红外补光干扰。

• 驱动电路：

  • 红外LED采用恒流驱动，常用PT4115芯片，电流设置为700mA（3W LED）
  • IR-CUT电磁铁驱动需H桥电路，如L9110S电机驱动模块

2.2 典型硬件连接

code复制MCU GPIO1 ──┬─→ PT4115 EN (红外使能)
            └─→ L9110S IN1 (IR-CUT控制)

MCU GPIO2 ─────→ L9110S IN2 (IR-CUT方向)

光敏电阻 ────→ ADC输入

3. 软件控制逻辑实现

3.1 环境光检测算法

c复制#define DAY_THRESHOLD  1500  // ADC值阈值，需实测校准
#define NIGHT_THRESHOLD 800

uint16_t read_light_sensor() {
    return adc_read(CHANNEL_3); // 假设光敏接在ADC3