紅外線探測防盜器

1、武漢科技學(xué)院生產(chǎn)實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)題目名稱：紅外線探測防盜器設(shè)計(jì)班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 紅外線探測防盜器生產(chǎn)實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)姓名：XXX 班級： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師：吳XX摘 要：該報(bào)警器能探測人體發(fā)出的紅外線，由紅外線傳感器、信號放大電路、電壓比較器、延時電路和音響報(bào)警電路等組成。當(dāng)人進(jìn)入報(bào)警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報(bào)警聲，感應(yīng)距離710m、不怕光干擾、可靠性高、影響速度快、抗干抗能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于家庭、辦公室、倉庫、實(shí)驗(yàn)室等比較重要場合防盜報(bào)警。關(guān)鍵字: 紅外線傳感器，運(yùn)算放大器，菲涅爾透鏡，全橋，二、方案設(shè)計(jì)與論證方案（一）：紅外線探測防盜器由紅外線傳感器、信號放大電路、電壓比較器、延時

2、電路和音響報(bào)警電路等組成。調(diào)節(jié)可變電阻R12可以調(diào)節(jié)電路的靈敏度。1.框圖紅外傳感器揚(yáng)聲器電路延時電路電壓比較器電壓放大器2.原理 電路圖見附錄（原理圖1）.該裝置由紅外線傳感器、信號放大電路、電壓比較器、延時電路和音響報(bào)警電路等組成。紅外線探測傳感器IC1探測到前方人體輻射出的紅外線信號時，由IC1的腳輸出微弱的電信號，經(jīng)三極管VT1等組成第一級放大電路放大，再通過C2輸入到運(yùn)算放大器IC2中進(jìn)行高增益、低噪聲放大，此時由 IC2腳輸出的信號已足夠強(qiáng)。IC3作電壓比較器，它的第腳由R10、VD1提供基準(zhǔn)電壓，當(dāng)IC2腳輸出的信號電壓到達(dá)IC3的腳時，兩個輸入端的電壓進(jìn)行比較， 此時IC3的腳

3、由原來的高電平變?yōu)榈碗娖?。IC4為報(bào)警延時電路，R14和C6組成延時電路，其時間約為1分鐘。當(dāng)IC3的腳變?yōu)榈碗娖綍r，C6通過VD2放電，此時IC4的腳變?yōu)榈碗娖剿cIC4的腳基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)它低于其基準(zhǔn)電壓時，IC4的腳變?yōu)楦唠娖?，VT2 導(dǎo)通，訊響器BL通電發(fā)出報(bào)警聲。人體的紅外線信號消失后，IC3的腳又恢復(fù)高電平輸出，此時VD2截止。由于C6兩端的電壓不能突變， 故通過R14向 C6緩慢充電，當(dāng)C6兩端的電壓高于其基準(zhǔn)電壓時，IC4的腳才變?yōu)榈碗娖?，時間約為1分鐘，即持續(xù)1分鐘報(bào)警。 由VT3、R20、C8組成開機(jī)延時電路，時間也約為1分鐘，它的設(shè)置主要是防止使用者開機(jī)后立即報(bào)警，好

4、讓使用者有足夠的時間離開監(jiān)視現(xiàn)場，同時可防止停電后又來電時產(chǎn)生誤報(bào)。該裝置采用912V直流電源供電，由T降壓，全橋U整流，C10濾波，檢測電路采用IC5 78L06供電。本裝置交直流兩用，自動無間斷轉(zhuǎn)換。方案（二）：此方案設(shè)計(jì)出一款利用紅外線進(jìn)行布防的防盜報(bào)警系統(tǒng)，利用多諧振蕩器作為紅外線發(fā)射器的驅(qū)動電路，驅(qū)動紅外發(fā)射管，向布防區(qū)內(nèi)發(fā)射紅外線，接收端利用專用的紅外線接收器件對發(fā)射的紅外線信號進(jìn)行接收，經(jīng)放大電路進(jìn)行信號放大及整形，以CD4011作為邏輯處理器，控制報(bào)警電路及復(fù)位電路，電路中設(shè)有報(bào)警信號鎖定功能，即使現(xiàn)場的入侵人員走開，報(bào)警電路也將一直報(bào)警，直到人為解除后方能取消報(bào)警。通過本制作

5、，我們既可以了解紅外線報(bào)警器的工作原理，同時也可提高自己對紅外線報(bào)警器制作的水平。1.框圖報(bào)警電路接收電路發(fā)射電路電源電路方案（二） 框圖2.原理接通電源后，發(fā)射器的多諧振蕩器起振，振蕩所產(chǎn)生的方波信號經(jīng)VT6進(jìn)行放大后，驅(qū)動紅外發(fā)射管D6向布防區(qū)域發(fā)送紅外線信號。在布防區(qū)域若沒有物體擋住紅外線，這時發(fā)射的信號被紅外接收管接收，經(jīng)VT1、VT2兩級放大、D8、D9倍壓整流后形成一個直流控制電壓，驅(qū)動VT5飽和導(dǎo)通，這時輸入4011與非門8、9腳的為低電平信號。當(dāng)紅外線被物體擋住時，VT5截止，這時輸入與非門的信號變?yōu)楦唠娖?，?jīng)邏輯電路處理后，從3腳輸出低電平，這個信號一方面使VT3導(dǎo)通，報(bào)警電

6、路工作，另一方面經(jīng)R8，使4011與非門電路的13腳輸入一個低電平信號，鎖存了報(bào)警信號，這樣，就算重新接收到了紅外線信號，報(bào)警信號也不會停止。只有當(dāng)重新接收到信號，同時按下復(fù)位鍵，將4011的13腳變?yōu)楦唠娖綍r，報(bào)警信號才被停止。 三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算（這里只以方案一為例）1.一級放大當(dāng)有人進(jìn)入警戒區(qū)時，人體發(fā)出的紅外線經(jīng)透鏡的作用，在紅外線探測傳感器上IC1形成低頻率的紅外線脈沖。傳感器接收的紅外線脈沖轉(zhuǎn)變成電信號，由IC1的腳輸出微弱的電信號，經(jīng)三極管VT1等組成第一級放大電路放大。2二級放大通過一級放大的電信號再通過C2輸入到運(yùn)算放大器IC2（LM358見下圖1）中進(jìn)行高增益、低噪

7、聲放大，此時由 IC2腳輸出的信號已足夠強(qiáng)，放大器的通頻帶約為0.5Hz20Hz。圖1. LM358 圖2. LM3933.電壓比較器IC3（LM393見下圖2）作電壓比較器，它的第腳由R10、VD1提供基準(zhǔn)電壓，當(dāng)IC2腳輸出的信號電壓到達(dá)IC3的腳時，兩個輸入端的電壓進(jìn)行比較， 此時IC3的腳由原來的高電平變?yōu)榈碗娖健?.報(bào)警延時電路R14和C6組成報(bào)警延時電路，其時間約為1分鐘。當(dāng)IC3的腳變?yōu)榈碗娖綍r，C6通過VD2放電，此時IC4的腳變?yōu)榈碗娖剿cIC4的腳基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)它低于其基準(zhǔn)電壓時，IC4的腳變?yōu)楦唠娖?，VT2 導(dǎo)通，訊響器BL通電發(fā)出報(bào)警聲。人體的紅外線信號消失后，I

8、C3的腳又恢復(fù)高電平輸出，此時VD2截止。由于C6兩端的電壓不能突變， 故通過R14向 C6緩慢充電，當(dāng)C6兩端的電壓高于其基準(zhǔn)電壓時，IC4的腳才變?yōu)榈碗娖?，時間約為1分鐘，即持續(xù)1分鐘報(bào)警。四、安裝于調(diào)試安裝：在報(bào)警電路中，IC1為紅外傳感器， IC2為LM358，IC3為LM393，IC4為LM393， C6和R14為報(bào)警延時電路，VD4和C8組成開機(jī)延時電路，揚(yáng)聲器采用12V的高音揚(yáng)聲器。IC5為三端穩(wěn)壓集成電路78L06。T1選用12V 5W電源變壓器。識別各個元器件后，根據(jù)最初設(shè)計(jì)的電路圖把元器件先插入電路板，并對其標(biāo)上對應(yīng)的器件編號，然后再用電烙鐵認(rèn)真細(xì)致的焊接。本設(shè)計(jì)是純手工活

9、，焊接中需認(rèn)真，細(xì)心，盡量減少焊接中的低級錯誤。調(diào)試：整個電路安裝焊接無誤后，即可進(jìn)行調(diào)試。先斷開電源，調(diào)試LM393的5腳和6腳，如果6腳電壓低于5腳電壓，同時7腳為高電平，調(diào)試LM393的2腳和3腳，如果2腳電壓高于3腳電壓同時1腳為低電平，則電路正常；再接通電源，調(diào)試LM393的5腳和6腳，如果6腳電壓高于5腳電壓，同時7腳為低電平，調(diào)試LM393的2腳和3腳，如果2腳電壓低于3腳電壓同時1腳為高電平，則電路正常。調(diào)整MPSA13，使報(bào)警檢測電路正常動作。把1支電烙鐵靠近探頭對準(zhǔn)的中空軸部位，前后移動，如果不能發(fā)出報(bào)警，可調(diào)整R12和菲涅耳透鏡，使中空軸被測的范圍內(nèi)任何一個點(diǎn)都能報(bào)警。以

10、上調(diào)試完畢后，即可進(jìn)行收發(fā)聯(lián)調(diào)把探測器安裝在2m左右的高度，將菲涅耳透鏡對地形成15度左右的俯角(安裝位置應(yīng)避免陽光直射)。當(dāng)試驗(yàn)者進(jìn)入探測范圍內(nèi)，報(bào)警器應(yīng)能正確報(bào)警，調(diào)試即告完成。六、結(jié)論與心得總體來說，本次課程設(shè)計(jì)比較簡單，涉及的知識幾乎都是模電的，最后經(jīng)過我細(xì)心的焊接，電路幾乎一焊起就可以工作。通過這次設(shè)計(jì)，掌握了紅外線報(bào)警器的工作原理及該系統(tǒng)的工作過程，學(xué)會了使用萬用表檢查電路性能，并學(xué)會通過單片機(jī)和C語言來實(shí)現(xiàn)各種通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對以后的學(xué)習(xí)和工作都起到了一定的作用，加強(qiáng)了動手能力和學(xué)業(yè)技能。總體來說，這次實(shí)習(xí)我受益匪淺。在摸索該如何設(shè)計(jì)電路過程中，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際操作能力。在讓我體會到設(shè)計(jì)電路艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅。參考文獻(xiàn)：1樊昌信，曹麗娜主編.通信原理（第六版）.國防工業(yè)出版社，2009.52現(xiàn)代通信