《简易光控防盗报警电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简易光控防盗报警电路（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1指 导 教 师 签 章： 专 业 负 责 人 签 章： 摘要简易光控防盗报警电路的功能要求电路原理图简易光控防盗报警电路的基本组成及工作原理所用元件清单列表第一章 设计目的一 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。二 了解电路结构及其接线方法。三 了解元器件的工作原理四 熟悉简易光控防盗报警电路的设计与制作五 查阅文献，整理文挡。第二章 简易光控防盗报警电路的功能要求一.要求电路能够通过感应装置，检测出是有物体接近所要保护的财产。二.要求电路当判定有物体接近时，能过通过声光形式报警。三.要求电路当发出警报一段时间 T 后，能够自动喷洒出麻醉剂。四.要求电路可以根据需要，调节喷洒出麻醉剂的等待时间
2、T。第三章 简易光控防盗报警电路的基本组成2及工作原理第一节 系统组成框图简易光控防盗报警电路的总体框图如图 1 所示。它是有红外线发射电路、红外线接收电路，声光报警电路、时间延迟电路，自动喷洒麻醉剂电路和电源电路 6 部分构成的。图 1 简易光控报警防盗报警电路的总体框图红外线发射电路的功能是利用红外线发光二极管发射光脉冲，从而实现电路对人体或物体的感应。红外线接收电路的功能是利用光敏元件接收发射出来的光脉冲，并且将光脉冲信号转化为电信号，同时对其进行放大。声光报警电路的功能是当有人体或物体接近防盗报警电路时，通过声音和显示信号提示主人。时间延迟和自动喷洒电路的功能是当声光报警一段时间之后自
3、动喷洒麻醉剂来保护财产。电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电压。第二节 工作原理红外线 接收电路声光报 警电路时间延迟和自 动喷洒电路红外线 发射电路电源电路3该电路能够检测出是否有物体接近时所要保护的财产，并且当判定有物体接近时能够通过声光形式报警。同时在一段时间 T后，自动喷洒出麻醉剂，并可调节时间 T 的长短。通过该装置的原理图我们可以知道该装置有四部分组成：红外线发射器，红外线接收装置，报警装置，和喷射装置。其中各个原理如下：（一）为红外线发射电路为红外线发射电路。该电路的核心器件是红外线发光二极管 SE303。红外线发光二极管 PN 节构成，其发光波段处于可见光波段之外，因此不能
4、在显示中使用，一般作为光信号传输使用，本电路的感应装置一般不要求可见，因此只能采用红外线发光二极管作为感应装置。红外线发光二极管正向电流不能超出其最大值，而作为感应装置则要求其具有较大的光输出。因此电路前端需要一个脉冲信号电路，本电路采用的是由 NE555 集成电路构成的多谐振荡器组成。其电路运行包含两个过程：一是利用直流电源经电阻 R1 和R2 对电容 C1 的充电过程；而是电容 C1 经电阻 R2 从 NE555 集成电路的 DIS 端的放电过程。通过这两个过程的交替运行，就可以在 NE555 集成电路的输出端 Q 产生出脉冲信号。其输出脉冲信号的频率 f 和占空比 q 为：f=1/0.7
5、(R1+2R2)C1=1/0.7(220K+222K)100uF541Hzq=R1/(R1+2R2)=220K(220K+222K)83.3%4这样输出端 q 输出脉冲信号来控制红外线发光二极管发射光脉冲，二极管 D1 起包含红外线发光二极管的作用。TRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1U?NE555R1 22kR3470R2220VC1100nFC2 0.01uFD1D2LED+5v（二）接收装置见图接收装置见图，红外线照射在接收器的光电晶体管VT1 上，光电管 VT1 的电阻变小，三极管 VT2 上的上偏置电路 接通，VT2 很快导通。VT2 道同时他的几集电极电位
6、降低 （UCE1=0） ，所以三极管 VT3 截至，皆在 VT3 集电极回路的 继电器不吸动，其触点 J1，J2 断开，J2 断开声光控电路的电源 电路。一旦有人通过红外线的封锁线，红外线被挡住，光电管因 无光照内阻变大 ，于是 VT2 截至，VT3 导通，继电器 J 动作。 其触点 J1 导通，继电器 J 自锁，J2 接通了生光控电路的电源， 该电路工作报警。其原理图如下：5（三）报警装置报警装置：如下当该装置接通时，电路就会发出声音和灯光闪烁。67（四）喷射装置喷射装置：时间延迟和自动喷洒麻醉剂电路图示电路为时间延迟和自动喷洒麻醉剂电路。时间延迟电路由两部分组成：一是整流和滤波电路；二是由
7、 NE555 集成电路构成的单稳态电路。整流和滤波电路的输出电压 V1 首先经过二极管 D1 和 D2 整流后，再经过电容 C1 滤波，则在 NE555 集成电路的 TRIG 端产生电平信号。当接收到红外线脉冲时，整流和滤波电路的输出电压 V1 经由整流和滤波在 TRIG 端产生一个高电平信号，由 NE555 集成电路构成的单稳态电路的特性可知，输出端 Q为低电平；当由于人体或者物体接近时所要保护的财产时，阻隔到红外线脉冲时，则电路没有输出电压 V1，则在 TRIG 端输入为零，单稳态电路接收到触发信号，输出端 Q 为高电平并保持一段时间。而延迟时间由可变电阻 R2 和电容 C2 的数值决定，
8、通过调节可变电阻 R2 和电容 C2 的大小，可以改变延迟时间的长短，来使用于不同的场合。自动喷洒麻醉剂电路中，由于电磁阀通过的是大电流，大功率，一般的直流电源无法提供很大的电流和功率，故需要交流供电，从而电路中的开关需要采用继电器电路。然而，一般的NE555 集成电路地输出电流无法驱动继电器，因此需要加入电流放大电路。即三极管 T1 构成的电流放大电路。其中 R3 为限流电阻，防止输入电流过大而烧毁三极管。T1 为共射极电路，当输出端 Q 为高电平时，三极管导通饱和，将输入电流放大；当输出端 Q 为低电平时，三极管截止，无电流通过。继电器连接 T1 的8集电极，当有电流驱动时，开关闭合，电磁
9、阀通电，喷洒麻醉剂。当无电流驱动时，开关断开，电磁阀不通电，没有麻醉剂喷出。同时，在继电器两端并联一个二极管来实现保护作用。同时电路中加入发光二极管来作为显示电路，显示麻醉剂是否喷出。（五）电源电路电源电路的设计可以采用两种方法来实现：第一种方法是采用电池供电。但这种方法耗电量大，还得选择合适的指标参数，而电池的使用时间太短，故不易采用。二是采用如图所示电路。直接从电网供电，通过变压器电路，整流电路，滤波电路和稳压电路将电网中的交流电转换为+12V 的直流电。电路中的变压器采用常规的铁心变压器，整流电路采用二极管桥式整流电路，9C1，C2，C3 和 C4 组成滤波电路。而稳压电路是用三端稳压集
10、成电路来实现。10VT1RP1 10KR11KR2 51KR310KVT2VT3J1 SA19V2CP VD13VC1 100uJ2SA2R1 2.7KC250uR2 24KRP2 10KRP310KVT4 VT5VT6VT7VT8VT9R3 20KC310uR4 2.7KR5 3.3KTTRAN S11234D3BRIDGE1C1 470uFC4 0.1uFC2 0.1uFC3 47uFVin3GND2+12V1MC78L12CPTRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1IC4NE555D6DIODE D5 DIODEC17 0.1uFR20 1KC18 0.01uFC1
11、9 0.01uFRR191KR181KD8D7 LE DK? REL AY-SPSTVT9 NPN1U NOTC4 0.22uFC50.1uT1R7 110KR8 5.1KYT2R6 20KR2220R1 22KC1100uC2 0.01uFR3470D1DS? LAMPDS? LAMPLE DTRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1NE555+5V220V15V11第四章第四章 材料清单及其应用作用材料清单及其应用作用发光二极管 SE303NE555 集成电路晶体管继电器铁心变压器MC78L12CP 集成电路电容电阻扬声器光电晶体管滑动变阻器材料的作用继电器：是一种用途
12、广泛的产品，广泛应用于家电产品，如空调器、彩电、冰箱、洗衣机等；也应用于工业自动化控制和仪表。在电12子元器件中，继电器一般被认为是一种最不可靠的电子元件，在整机可靠性设计中，把继电器、电位器、可调电感器及可变电容器列为建议不用或少用的元件。 但是，由于继电器在控制电路中有独特的电气、物理特性，其断态的高绝缘电阻和通态的低导通电阻，使得其它任何电子元器件无法与其相比，加上继电器标准化程度高、通用性好、可简化电路等优点，所以继电器仍得以广泛应用。随着科技的飞速发展，继电器在程控通信设备中的使用量还在进一步增加，所以，如何保证继电器的可靠性，满足整机系统的可靠性，成为人们关注的焦点。 电子元器件的
13、可靠性应由两部分组成，一是元器件的固有可靠性；二是元件的使用可靠性。固有可靠性是元器件可靠的基础，主要靠元器件制造商从设计、制造等方面进行有效的控制，以保证制造出来的元器件达到要求的可靠性等级。使用可靠性则是从使用入手，如何保证和提高元器件的可靠性，使其能满足整机系统的可靠性要求。没有高可靠质量等级的元件，不可能制造出高可靠的电子设备，所以元器件的固有可靠性是整机可靠性的基础。但是，有了高可靠质量等级的元件也并不一定能制造出高可靠的整机，这里面就有个使用可靠性的问题。所谓使用可靠性，就是根据各种元器件的特点利用可靠性设计技术，即元器件的合理选用、降额设计、容差与漂移设计、抗振设计、热设计、三防
14、设计、抗幅射设计、电磁兼容设计、人机工程设计及维修设计等，最大限度的发挥元器件固有可靠性的作用，以达到整机系统的可靠性要求。 发光二极管13发光二极管简称 LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个 PN 结，具有单向导电性。 当在发光二极管 PN 结上加正向电压时，PN 结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使 P 区的空穴注入到 N 区，N区的电子注入到 P 区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光。发光二极管在制作时，使用的材料有所不同，那么就可以发出不同颜色的光。 发光二极管的发光颜色有：红色光、黄色光、
15、绿色光、红外光等。 发光二极管的外形有：圆形、长方形、三角形、正方形、组合形、特殊形等。 常用的发光二极管应用电路有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。 使用 LED 作指示电路时，应该串接限流电阻，该电阻的阻值大小应根据不同的使用电压和 LED 所需工作电流来选择。 发光二极管的压降一般为 1.52.0 V，其工作电流一般取 1020 mA 为宜。NE555 集成电路：555 时基集成电路的工作原理与应用 555 时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。它设计新颖，构思奇巧，用途广泛，备受电子专业设计人员和电子爱好者的青睐，人们将
16、其戏称为伟大的小IC。1972 年，美国西格尼蒂克斯公司)研制出 NE555 双极型时基电路，设计原意是用来取代体积大,定时精度差的热延迟继电14器等机械式延迟器。但该器件投放市场后，人们发现这种电路的应用远远超出原设计的使用范围，用途之广几乎遍及电子应用的各个领域，需求量极大。美国各大公司相继仿制这种电路 1974年西格尼蒂克斯公司又在同一基片上将两个双极型 555 单元集成在一起，取名为 NF556。1978 年美国英特锡尔公司研制成功CMOS 型时基电路 ICM555 1CM556,后来又推出将四个时基电路集成在一个芯片上的四时基电路 558 由于采用 CMOS 型工艺和高度集成，使时基电路的应用从民用扩展到火箭、导弹,卫星,航天等高科技领域。在这期间，日本、西欧等各大公司和厂家也竞相仿制、生产。尽管世界各大半导体或器件公司、厂家都在生产各自型号的 555556 时基电路，但其内部电路大同小异，且都具有相同的引出功能端。图中示出了美国无线电公司生产的CA555 时基电路的内部等效电路图。变压器：是发
