畢業(yè)設(shè)計（論文）-簡易多功能防盜報警器.doc

陽大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）1設(shè)計方案及電路原理 采用ck-9561音樂芯片設(shè)計一款結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、體積小、便于攜帶的家用防盜報警器，保護您的人身和財產(chǎn)安全。1.1 電路圖及原理 家用防盜電路圖，如圖11所示。它主要由報警模擬聲集成電路和電子開關(guān)構(gòu)成。圖 1-1在圖11中，s2、s3為報警音選擇開關(guān)，s1為揚聲器發(fā)聲開關(guān)。圖示為報警器位置。此時四聲模擬聲集成電路ck-9561的第一選聲端sel通過s2接電源負端（即vss）,集成塊a通電工作，揚聲器b即發(fā)出警報聲。ck-9561音樂芯片，內(nèi)儲四種報警聲，各種聲音可通過調(diào)動開關(guān)s2、s3進行選擇。當開關(guān)s1被調(diào)至最左端時，電源通過s1和r1向三極管vt1提供基極偏流，促使vt1導(dǎo)通，相當于sb閉合，揚聲器b即發(fā)聲。2、元器件的選擇及功能原理21 元器件的選擇這款家用防盜報警器所用的元器件如下：a采用四聲模擬聲集成電路ck-9561。vt1、vt2均采用9013型硅npn三極管；r1、r2采用阻值為20千歐的滑動變阻器；c1用50v，10f的電容；b用tl361n-n型等8歐小型電動揚聲器。sb為普通按鈕開關(guān)，s1、s2采用22撥動式開關(guān)。g用兩節(jié)5號電池,報警時已有足夠的音量，如想進一步加大音量，可以提高電源電壓，最高可使用4節(jié)電池串聯(lián)（6v）。22 各元器件的原理及應(yīng)用2.2.1 ck-9561集成電路的應(yīng)用原理 ck-9561是專為玩具設(shè)計生產(chǎn)的小功率大規(guī)模集成電路，采用黑膠簡易封裝。它可以向外輸出固定存儲的樂曲或模擬聲信號。樂曲信號可以在報警器中作為呼叫聲，而模擬聲信號則可作為報警信號使用。它的電路內(nèi)部較為復(fù)雜，包括：振蕩器、抑制器、拾振器、地址計數(shù)器、只讀存儲器和音調(diào)發(fā)生器等電路。它的外觀如圖21所示： 觸發(fā)端2 接地 輸出 觸發(fā)端1 電源正極 圖 21 ck-9561集成電路 按照它內(nèi)部固化的程序，可產(chǎn)生四種音響效果，即機槍聲、警笛聲、救護車聲和消防車聲。這四種聲響效果就是通過它的兩個觸發(fā)端：sel1、sel2的四種組合發(fā)出的。各聲音的產(chǎn)生如下表所示：表格 （1）sel1、sel2的四種組合聲響效果模擬聲種類選聲端sel1選聲端sel2機槍聲空vdd警車聲空空救護車聲vss空消防車聲vdd空 具體實現(xiàn)方法：將開關(guān)s1接選聲端sel1，開關(guān)s2接選聲端sel2。s1可撥三個檔，撥到中間檔相當于懸空，其余左右兩檔分別接vss(高電平)和vdd（低電平）。開關(guān)s2一端接選聲端sel2，一端接vdd（高電平）。當s2閉合時，s1調(diào)中間檔，即發(fā)出機關(guān)槍聲；當s2斷開時，相當于s2懸空，s1分別調(diào)至三個檔，即可發(fā)出警車聲、救護車聲、消防車聲。 ck-9561集成電路在使用時還需在外部連接一只電阻，用來決定內(nèi)部時鐘振蕩頻率。所選用的電阻阻值越低，振蕩頻率越高，所發(fā)出的聲響音調(diào)也越高。在一般情況下，選用270千歐的電阻可兼顧四種聲響。本報警器選用一只最大阻值為20千歐的滑動變阻器和一只250千歐的電阻串聯(lián)，兼顧四種聲響。2.2.2 揚聲器的選擇及參數(shù)揚聲器是本電路中重要的元器件之一。它是一種能將電信號轉(zhuǎn)換為聲音或?qū)⒙曇艮D(zhuǎn)換為電信號的換能器件，這種器件能完成電能和聲能的相互轉(zhuǎn)換。（1）揚聲器種類繁揚聲器種類繁多，但最常用的是動圈式揚聲器（又稱電動式）。而動圈式揚聲器又分為內(nèi)磁式和外磁式，因為外磁式便宜，所有本款報警器選用外磁式的揚聲器。其組成有：紙盆、折環(huán)、音圈、盆架、防塵罩、音調(diào)、磁鐵、導(dǎo)磁夾板、場心柱等。具體如圖22所示：圖 2-2動圈式揚聲器結(jié)構(gòu)示意圖（2）揚聲器功率 、阻抗的選擇揚聲器在電路圖中的符號很形象（見圖23）。揚聲器上一般都標有標稱功率和標稱阻抗值。本報警器選用了功率為04w，阻抗值為8的揚聲器。一般認為揚聲器的口徑大，標稱功率也大。見圖24，本報警器選用的揚聲器尺寸為：32mm，h:4.5mm,d：21mm。 2-4揚聲器尺寸在使用時，輸入功率最好不要超過標稱功率太多，以防損壞。萬用表r1電阻檔測試揚聲器，若有咯咯聲發(fā)出說明基本上能用。測出的電阻值是直流電阻值，比標稱阻抗值要小，是正?，F(xiàn)象。 （3）揚聲器的工作原理當有音頻電流通過音圈時，音圈產(chǎn)生隨音頻電流而變化的磁場，在永久磁鐵的磁場中時而吸引時而排斥，帶動紙盆振動發(fā)出聲音。 223 三極管的選用 晶體管是由兩個相距很近、有一定聯(lián)系的背靠背的pn結(jié)，外加電極、管殼封裝而成。由于兩個pn結(jié)在一定條件下，它們之間的載流子運動是相互影響的，因而它具有電流放大作用。本報警器選用兩個npn型硅管vt1、vt2,制作時需判斷三極管管腳的極性。npn型管判斷管腳極性的方法是：（1）先判斷基極的極性：假設(shè)晶體管的某一管腳為基極，將萬用表轉(zhuǎn)換開關(guān)置于電阻檔“r1k”或“r100”，用萬用表黑筆接觸該極，用紅筆分別觸及剩下的兩個管腳。若兩次測量的電阻值都很小，則說明表內(nèi)電源對晶體三極管的兩個pn結(jié)是正偏，假設(shè)的管腳為基極，且該管為npn型管。要想進一步確定兩個pn結(jié)的質(zhì)量，可用紅筆接觸該管腳，用黑筆分別觸及另外兩管腳，兩次測得的電阻均很大（幾十千歐至幾百千歐），則可確認前面的判斷是正確的。（2）集電極與發(fā)射極的判別：將萬用表的紅、黑表筆分別接觸基極以外的兩管腳，并準備一支100k的固定電阻。若被檢測的是npn型管，假設(shè)基極之外的任一管腳為集電極，用萬用表的黑表筆接觸該極，用紅表筆觸及剩余管腳，同時用100k電阻跨接于黑表筆與基極之間，如圖25所示。觀察表針的讀數(shù)，可獲得一電阻值r1。然后交換表筆，100k電阻仍然跨接于黑表筆與基極之間，同樣得到又一電阻值r2。比較兩次測得的阻值，若r1r2，則假設(shè)的管腳為集電極。若r1r2,則假設(shè)的管腳不是集電極而是發(fā)射集。由此可推出第三個管腳的極性?？傊?，用上述方法辨別（100k電阻一直跨接于黑表筆與基極之間）管腳，測得的阻值較小的一次，黑表筆對應(yīng)的是集電極c，紅表筆對應(yīng)的則是發(fā)射極e。在測試中，如果檢測者身邊沒有100k的電阻，也可以用潮濕的手指捏住集電極與基極之間，利用人體電阻代替100k電阻的作用，也可作出相應(yīng)的判斷。圖25用萬用表測三極管的極性 連接三極管時，必須滿足三極管的放大條件：je正偏ube0，jc反偏ubcubue。2.2.4 滑動變阻器的作用本報警器中共用了兩只滑動變阻器r1、r2，阻值均為20k。滑動變阻器r1用來負責調(diào)節(jié)報警聲的音量，實驗表明r1的阻值越小，電路中的電流越大，報警聲音也就越大。反之，r1阻值越大，報警聲音則越小?；瑒幼冏杵鱮2用來與r3串聯(lián)，使音樂集成電路外接電阻的阻值達到270k。調(diào)節(jié)滑動變阻器r2的阻值，可影響報警聲的音調(diào)。調(diào)節(jié)r2得到的電阻阻值越低，音樂集成電路的振蕩頻率越高，所以發(fā)出的聲響音調(diào)也越高。接通電路后，應(yīng)合理地調(diào)節(jié)變阻器r1、r2的阻值，以使報警器發(fā)出悅耳的聲音。 2.3 實驗線路板的選擇 元器件選好后，總要把這些元器件固定，然后再將它們的引線按照電路圖連接，這就要使用線路板。實驗用線路板的形式有好多種，這里采用的是萬用實驗線路板（140mm920mm）。它的好處在于適用各種電子線路，設(shè)計靈活，方便實用。焊接時，用細導(dǎo)線連接電路圖中的各元器件。導(dǎo)線與元器件接觸焊接時，需把導(dǎo)線外面的絕緣層刮凈。3.焊接的注意事項 焊接時，用細導(dǎo)線連接電路圖中的各元器件。導(dǎo)線與元器件接觸焊接時，需把導(dǎo)線外面的絕緣層刮凈。在電子制作過程中，有許多值得大家注意的地方。必須多加注意，才不會損壞元器件，更會避免一些不必要的危險?，F(xiàn)將制作時的重要注意事項概括為以下幾點：3.1 使用電烙鐵焊接元器件時的注意事項 良好的焊接是實驗成功的重要保證；反過來說，焊接不良，往往會使實驗失敗，甚至損毀元器件。雖然焊接技術(shù)并不復(fù)雜，但如果認為它操作簡單而掉以輕心，也會造成種種不良后果。所以應(yīng)注意以下幾點：（1）電烙鐵焊接音樂集成芯片的時候，一定要等電烙鐵加熱后，拔掉電源插頭，用電烙鐵的余熱焊。否則，溫度過高的焊接，會燙壞音樂芯片。（2）焊接揚聲器的時候，一定要將連接電源正、負極的導(dǎo)線分別焊接在揚聲器標有“”、“”符號的一端。揚聲器的下方還有兩個類似焊點的地方，如果錯將導(dǎo)線焊在那兒，揚聲器就會損壞，不能使用了。 （3）烙鐵使用日久后，烙鐵頭容易被“燒死”，即在表面出現(xiàn)一層黑色氧化物，而且變得凹凸不平?！盁馈钡睦予F頭很難熔化和沾取焊錫，需用銼刀將它重新挫亮。盡量使用市場上出售的空心焊錫絲，它是將焊錫做成直徑24毫米的細管狀，在管內(nèi)裝進松香粉。使用這種焊錫絲，能保護烙鐵頭不易被“燒死”。（4）使用電烙鐵一定要注意安全，使用前用萬用表測一下電烙鐵電源插頭兩端的電阻是否為正常值。正常時20瓦烙鐵的電阻約2000歐，45瓦的為1000歐，75瓦的為600歐，100瓦的約500歐。電源插頭與電烙鐵外殼、烙鐵頭之間的電阻應(yīng)接近無窮大，否則說明這把電烙鐵漏電，不能使用。3.2 使用萬用表測量時的注意事項 （1）.用萬用表測量電阻時，不能用兩只手同時捏住電阻的兩端，那樣會把人體電阻并聯(lián)在被測電阻上，使測量讀數(shù)變小。（2）每次測量前，必須核對轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置是否符合測量要求。在不能估計被測量的數(shù)值時，應(yīng)把量程選在最高檔位上，然后逐漸降低。（3）不能在測量過程中旋動轉(zhuǎn)換開關(guān)，尤其時在測試高電壓或大電流時更是這樣。4.報警器的安裝與應(yīng)用 此款報警器的電路比較簡單，不用調(diào)試，通電即能正常工作。它可以應(yīng)用于多種場合。具體使用方式如下：4.1 用于門窗報警器本產(chǎn)品用門窗磁控報警器上，有小偷破門或從窗戶中而入時，此報警器會發(fā)出110分貝以上的報警聲，引起主人注意。此產(chǎn)品也廣泛應(yīng)于手機套中的報警器，當有小偷要偷他人手機時，此報警器會發(fā)出尖銳的報警聲。如果要將此款報警器作為門窗防盜報警器應(yīng)用時，使用離合開關(guān)或一根細長的包絡(luò)線，均可實現(xiàn)此目的。4.1.1 制作離合開關(guān)離合開關(guān)由動接觸片和靜接觸片以及底板組成。接觸片用0.50.8毫米厚的磷銅片制成，其尺寸如圖41所示。加工時，先將磷銅片剪成10毫米寬的銅條，并用直徑3.2毫米的鉆頭按圖示鉆孔，然后沿虛線彎折做成兩個接觸片。在動接觸片上還要擰一只直徑3毫米的螺絲作頂桿，螺絲的長短在調(diào)整時決定.底板用一塊長75毫米，寬15毫米，厚12毫米的絕緣性能良好的膠木板加工制成。最后用直徑3毫米的空心銅柳釘套上兩個焊片，再將接觸片鉚在底板上,一只簡單的離合開關(guān)便做成了。 3.23.2281281 15 10 15201015 3.22 底 板 15657512 圖41 離合開關(guān)制成后的效果如圖42所示： 焊片 m3螺絲 底板 圖42 使用時，將離合開關(guān)安裝在門框上，同時在門上裝一塊如同43所示的檔板，檔板的材料可選用鐵板，鋁板或銅板。 3.22 圖 43 擋板的固定位置對準動靜接觸片上的頂桿，在門合上時檔住頂桿使離合開關(guān)處于斷開狀態(tài)。這樣，當門關(guān)上時，離合開關(guān)被檔板頂開，開關(guān)不通，報警器不工作（見圖）；當門被推開，動接觸片馬上彈出與靜接觸片接觸（見圖）報警器接通電源立即發(fā)出警報聲。412 采用包絡(luò)線用于門窗報警器采用包絡(luò)線用于報警器時，可將電路圖改裝如下：圖 45即將一細長漆包線將兩端頭分別接接線柱a,b，由于vt1的發(fā)射結(jié)被漆包線短接，vt1處于截止狀態(tài)，揚聲器不發(fā)聲。漆包線可以布置在門窗或需要保護的貴重物品上，如有歹徒破窗而入，勢必弄斷漆包線，vt1迅速導(dǎo)通，揚聲器就會發(fā)出響亮的“伍鳴”警報聲，歹徒聞風而逃。4.2 報警器的攜帶如果報警器需要攜帶時，可給它的裝入一個外殼。外殼用58毫米厚的木板或五合板制作，也可以選用大小合適的塑料盒作外殼。為了縮小體積和減輕重量，電源e采用兩節(jié)7號電池，電池盒選用市售的成品或自制。它的外形與尺寸如圖46所示： 圖 46當外出時，可將其裝入包內(nèi)，如果遇到小偷，即可迅速撥動報警器的防盜報警開關(guān)。報警器即刻發(fā)出報警音，使小偷驚慌失措。43 報警器的其它應(yīng)用報警器除了有防盜報警功能外，在人們?nèi)粘Ｉ钪幸灿袕V泛應(yīng)用。例如，可把該報警器裝進玩具警車或玩具消防車里，在車子開動時，報警器就發(fā)出報警聲，客人增添緊張氣氛；在醫(yī)院病房中，如患者出現(xiàn)緊急情況需要急救時，也可按下該報警器；或在餐廳用餐時，如需要服務(wù)員幫助時，可按下報警器來作為提示。第五章 中國家用防盜報警器市場前景分析中國家用防盜報警器產(chǎn)品起步較晚，但近幾年正以每年30%的速度增長，并且發(fā)展?jié)摿薮?，眾多的企業(yè)已看準了個人用戶及家庭用戶家用防盜報警器這一市場，可以預(yù)計防盜報警器產(chǎn)品即將走入千家萬戶的生活（歐美等發(fā)達國家防盜報警器家庭普及率已達70%以上）。我公司的多功能安全家用防盜報警器系統(tǒng)的推出正是好時候，只要經(jīng)銷商和我們通力合作，大家共同努力，我們一定會獲得豐厚的經(jīng)濟回報。 5.1 市場前景 隨著我國的社會、經(jīng)濟的發(fā)展，人們的安全意識也得到了相應(yīng)的提高。由于入室搶劫、偷盜等諸多社會問題的出現(xiàn)，人們也對自己的安全問題出現(xiàn)空前的憂慮和關(guān)注。為保障自身的人身和財產(chǎn)安全，中國許多的城市都出現(xiàn)了象鳥籠一樣的防盜網(wǎng)，鐵甲般的防盜門等“獨特”景觀。這些措施在局部給主人帶來安全的同時，卻也給社會和自己留下了不安全的隱患。它首先影響了城市的形象,還有一旦發(fā)生火災(zāi)消防員也很難及時進行救治而危及到住戶的安全。其次，日久的風吹雨淋、老化腐蝕容易造成高空墜物殃及無辜，另外縱使安裝了防盜網(wǎng)入室謀財害命的事也屢屢發(fā)生。所以拆除防盜網(wǎng)就勢在必行了，已有幾十個城市立法，強行拆除金屬防盜網(wǎng)，這就給防盜報警器材提供了很大的商機。 許多的店鋪、倉庫、別墅、酒店分布比較分散，有時人力很難監(jiān)管，也經(jīng)常發(fā)生偷盜、火災(zāi)等重大安全事故。如何防患于未然，防盜報警器裝置就可勝任這些工作。 隨著國家智能化建筑的推廣和普及，防盜報警器也是其中的一部分。 5.2 產(chǎn)品