傳感器的綜合應(yīng)用-小制作

第13章傳感器的綜合應(yīng)用2/4/20231學(xué)習(xí)目的掌握傳感器的應(yīng)用技術(shù)了解傳感器與檢測(cè)電路的調(diào)試方法

2/4/2023213.1電阻應(yīng)變式力傳感器制作的數(shù)顯電子秤

13.2敲擊式電子門(mén)鈴

13.3超溫報(bào)警電路

13.4水位指示及水滿報(bào)警器

13.5光控延時(shí)照明燈

13.6熱釋電紅外探頭報(bào)警器

13.7超聲波遙控照明燈

13.8感應(yīng)式防盜報(bào)警器

13.9吸煙報(bào)警器

13.10觸摸式延時(shí)照明燈本章小結(jié)主要內(nèi)容返回主目錄2/4/20233隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器幾乎滲透到所有的技術(shù)領(lǐng)域，如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探索、環(huán)境保護(hù)、資源利用、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、文物保護(hù)等等廣泛領(lǐng)域，并逐漸深入到人們的生活中。本章僅列舉傳感器在部分檢測(cè)與控制中的應(yīng)用，通過(guò)這些簡(jiǎn)單的制作，使讀者充分掌握傳感器的工作原理及其應(yīng)用，加深對(duì)傳感器的理解。2/4/2023413.1電阻應(yīng)變式力傳感器制作的數(shù)顯電子秤該電子秤是根據(jù)應(yīng)變式傳感器的工作原理制作的數(shù)字式電子秤，具有準(zhǔn)確度高，易于制作、成本低、體積小巧、實(shí)用等特點(diǎn)。其分辨率為1g，在2kg的量程范圍內(nèi)經(jīng)仔細(xì)調(diào)校，測(cè)量精度可達(dá)0.5%。2/4/2023513.1.1工作原理圖13-1數(shù)顯電子秤電路原理圖電阻應(yīng)變式傳感器，采用E350-2AA箔式電阻應(yīng)變片，其常態(tài)阻值為350數(shù)顯面板提供1.22V基準(zhǔn)電壓，經(jīng)R5、R6及RP2分壓后作為A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓A/D轉(zhuǎn)換器放大電路2/4/2023613.1.2元件選擇IC1選用ICL7126集成塊；IC2、IC3選用高精度低溫漂精密運(yùn)放OP07；IC4選用LM385-1.2V集成塊。傳感器R1選用E350-2AA箔式電阻應(yīng)變片，其常態(tài)阻值為350。各電阻元件選用精密金屬膜電阻。RP1選用精密多圈電位器，RP2、RP3經(jīng)調(diào)試后可分別用精密金屬膜電阻代替。電容C1選用云母電容或瓷介電容。2/4/2023713.1.3制作與調(diào)試該數(shù)顯電子秤外形可參考圖13-2形式。其中形變剛件可用普通鋼鋸條制作，其方法是：首先將鋸條打磨平整，再將鋸條加熱至微紅，趁熱加工成“U”形，并在對(duì)應(yīng)位置鉆孔，以便以后安裝；然后再將其加熱至橙紅色（700～800℃），迅速放入冷水中淬火，以提高其硬度和強(qiáng)度；最后進(jìn)行表面處理工藝。有條件時(shí)，可采用如圖13-3所示的準(zhǔn)S型傳感器。秤鉤可用清理膠粘接于鋼件底部。應(yīng)變片則用專用應(yīng)變膠粘接于鋼件變形最大的部位（內(nèi)側(cè)正中），這時(shí)其受力變化與其阻值變化剛好相反。拎環(huán)用活動(dòng)鏈條與秤體連接，以便使用時(shí)秤體能自由下垂，同時(shí)拎環(huán)還應(yīng)與秤體在同一垂線上。圖13-2圖13-3準(zhǔn)S型傳感器2/4/20238調(diào)試在調(diào)試時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備1kg及2kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼各一個(gè)，調(diào)試過(guò)程如下：零位調(diào)整。首先在秤體自然下垂無(wú)負(fù)載時(shí)調(diào)整RP1，使顯示器讀數(shù)為零。滿量程調(diào)整。當(dāng)秤承擔(dān)滿量程重量時(shí)（如2kg），調(diào)整RP2，使顯示器讀數(shù)為滿量程值。中間位置調(diào)整：當(dāng)秤鉤下懸掛1kg的標(biāo)準(zhǔn)砝碼時(shí)，調(diào)整RP3，使顯示器讀數(shù)為1.000。重復(fù)第2、3步，直到滿足要求為止。最后準(zhǔn)確測(cè)量PR2、RP3電阻值，并用精密金屬膜電阻代替。RP1引出表外，以便于測(cè)量前調(diào)零之用。2/4/2023913.2敲擊式電子門(mén)鈴該敲擊式電子門(mén)鈴是用壓電傳感器作為檢測(cè)元件的。其特點(diǎn)是：當(dāng)有客人來(lái)訪時(shí)，只要用手輕輕敲擊房門(mén)，室內(nèi)的電子門(mén)鈴就會(huì)發(fā)出清脆的“叮咚”聲。工作可靠、實(shí)用性強(qiáng)。2/4/20231013.2.1工作原理圖13-4敲擊式電子門(mén)鈴電路壓電陶瓷片BC固定在房門(mén)內(nèi)側(cè)上，當(dāng)有人敲擊門(mén)時(shí)，BC受到機(jī)械振動(dòng)后，其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓（壓電效應(yīng)），該電壓經(jīng)VT1放大后，作為觸發(fā)電平加至IC1和IC2的CP端，使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，IC1的輸出端輸出低電平脈沖給IC2的R端，IC2開(kāi)始對(duì)敲擊脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。延時(shí)約1s后，IC1的輸出端恢復(fù)為高電平，IC2停止計(jì)數(shù)。當(dāng)1s內(nèi)敲擊脈沖超過(guò)3次時(shí)，IC2的輸出端會(huì)產(chǎn)生高電平脈沖，觸發(fā)音樂(lè)集成電路IC3工作，IC3的O/P端輸出音樂(lè)電平信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)VT2和VT3放大后，推動(dòng)揚(yáng)聲器BL發(fā)出“叮咚”聲。拾音放大器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖計(jì)數(shù)器音樂(lè)發(fā)生器音頻放大器壓電陶瓷片2/4/20231113.2.2元器件選擇R1～R7均選用RTX-1/8W碳膜電阻器。CI～C3均選用滌綸電容器或獨(dú)石電容器；C4～C6均選用CD11-16V的電解電容器。VT1用9014或3DG8型硅NPN小功率三極管，要求電流放大系數(shù)≥150；VT2選用9013或3DG12、3DK4型硅NPN中功率三極管，要求電流放大系數(shù)≥100；VT3選用9012型硅PNP中功率三極管，要求電流放大系數(shù)≥50。IC1選用CD4013雙D觸發(fā)器數(shù)字集成電路；IC2選用CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)分頻器數(shù)字集成電路；IC3選用KD2538音樂(lè)集成電路。BL選用0.25W、8微型電動(dòng)式揚(yáng)聲器。BC用27mm的壓電陶瓷片，如FT-27等型號(hào)。G用兩節(jié)5號(hào)干電池串連而成，電壓3V。2/4/20231213.2.3制作與調(diào)試IC3芯片通過(guò)4根7mm長(zhǎng)的元器件剪腳線插焊在電路板上；除壓電陶瓷片BC外，焊接好的電路板連同揚(yáng)聲器BL、電池G（帶塑料架）一起裝入絕緣材料小盒內(nèi)。盒面板為BL開(kāi)出拾音孔；盒側(cè)面通過(guò)適當(dāng)長(zhǎng)度的雙芯屏蔽線引出到壓電陶瓷BC。實(shí)際安裝時(shí)，將壓電陶瓷片BC通過(guò)502膠粘貼在大門(mén)背面正對(duì)個(gè)人常敲門(mén)的位置（一般離地面1.4m左右），門(mén)鈴盒則固定在室內(nèi)墻壁上。2/4/2023132/4/2023142/4/202315電子門(mén)鈴是是現(xiàn)代家庭中用來(lái)向主人通報(bào)來(lái)客的小裝置，有普通電子門(mén)鈴、音樂(lè)電子門(mén)鈴、遙控電子門(mén)鈴等。本項(xiàng)目主要介紹電子聲光音樂(lè)門(mén)鈴，它采用專用的音樂(lè)集成電路，再配少量的分立元件組成。只要按動(dòng)一下按鈕，它就能自動(dòng)奏出一支樂(lè)曲或發(fā)出各種不同的模擬音響來(lái)；同時(shí)，裝在機(jī)殼面板上的發(fā)光二極管還會(huì)隨樂(lè)曲節(jié)奏閃閃發(fā)光，起到裝飾和光顯示功能。

電子門(mén)鈴簡(jiǎn)介2/4/202316二、電路組成音樂(lè)集成電路ASBTGVSSROSC1OSC2OUTVDDBVT9013/9014G3VC聲光音樂(lè)門(mén)鈴電路元件作用2/4/202317A：電路的核心元件，是一片有ROM記憶功能的音樂(lè)集成電路。ROM是英文縮寫(xiě)詞，中文意思是“只讀存儲(chǔ)器”，也就是說(shuō)存儲(chǔ)器內(nèi)容已經(jīng)固定，只能把內(nèi)容“讀”出來(lái)。音樂(lè)集成電路A內(nèi)儲(chǔ)什么曲子，完全由ROM的內(nèi)容決定。它實(shí)際上是一種大規(guī)模CMOS（互補(bǔ)對(duì)稱金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路的英文縮寫(xiě)）電路，它內(nèi)部線路很復(fù)雜，這里不作專門(mén)介紹，我們只要弄清楚它的外接引腳功能及用法就可以了。

2/4/202318VDD和VSS分別是音樂(lè)集成電路A的外接電源正、負(fù)極引腳。OSC1、OSC2是音樂(lè)集成電路A的內(nèi)部振蕩器外接振蕩電阻器引腳，個(gè)別需外接RC振蕩元件，此時(shí)外接的電阻器或電容器便可作為樂(lè)曲演奏速度及音調(diào)調(diào)整元件。也有的音樂(lè)集成電路A將振蕩元件全部集成在芯片內(nèi)部，不需要外接元器件，這時(shí)振蕩頻率就無(wú)法外調(diào)節(jié)。TG是音樂(lè)集成電路A的觸發(fā)端，一般采用高電平（直接與VDD相連）或正脈沖（通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)SB接VDD）觸發(fā)均可。OUT是音樂(lè)集成電路A的樂(lè)曲信號(hào)輸出端。一般的音樂(lè)集成電路A需外接一只晶體三極管VT做功率放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器B發(fā)聲，但也有一些音樂(lè)集成電路A輸出功率較大，可以直接推動(dòng)揚(yáng)聲器放音。

2/4/202319B（喇叭）：發(fā)音元件。VT：三極管，可用9013或9014，可將集成電路輸出的電訊號(hào)進(jìn)行放大，從而保證喇叭發(fā)出較大的聲音。G（電源）：電路的原動(dòng)力，有了它，電路方可正常工作，就像你們每天食用的飯菜一樣，必不可少。C：交流旁路電容器，作用是防止音樂(lè)集成電路A受雜波感應(yīng)誤觸發(fā)。因?yàn)橐魳?lè)集成電路A的TG腳輸入阻抗很高，當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)SB的引線較長(zhǎng)時(shí)，特別是引線與室內(nèi)220V交流電源線靠得較近時(shí)，每開(kāi)關(guān)一次電燈或家用電器就會(huì)造成集成電路誤觸發(fā)，使門(mén)鈴自鳴一次。有了電容器C就能有效消除這種外干擾，使門(mén)鈴穩(wěn)定、可靠地工作。實(shí)際中，C也可用一只300Ω～510Ω的1/8W碳膜電阻器來(lái)代替；也可將C直接跨接在音樂(lè)集成電路A的VDD與TG引腳（接SB的位置）之間。發(fā)光管：用于光顯示，隨音樂(lè)起伏而閃爍，有一定的裝飾效果SB：按鈕開(kāi)關(guān)，電路圖2/4/202320四、幾種常見(jiàn)的聲光門(mén)鈴制作聲光音樂(lè)門(mén)鈴的關(guān)鍵元件是音樂(lè)集成電路A。目前，音樂(lè)集成電路的品種繁多，按其內(nèi)儲(chǔ)樂(lè)曲數(shù)量可分為單曲、多曲和具有各種模擬音響等多種。其封裝形式有塑料雙列直插式和單列直插式；還有用環(huán)氧樹(shù)脂將芯片直接封裝在一塊小印刷板上，俗稱黑膠封裝基板，也稱軟包封門(mén)鈴芯片。下面，介紹幾種用最常見(jiàn)的音樂(lè)集成電路芯片制作聲光門(mén)鈴的接線圖。

2/4/202321圖一圖一所示是用CW9300或KD-9300系列音樂(lè)集成電路芯片制作聲光門(mén)鈴的接線圖。這兩種系列集成電路芯片均內(nèi)儲(chǔ)世界名曲一首，其外引腳排列和功能都一樣，只是每種系列按內(nèi)儲(chǔ)樂(lè)曲不同劃分成許多型號(hào)。目前，CW9300或KD-9300系列集成芯片內(nèi)儲(chǔ)樂(lè)曲共有31種，可供用戶選擇使用。R是音樂(lè)集成電路A的外接振蕩電阻器，其取值范圍一般在47kΩ至82kΩ之間。R阻值小，樂(lè)曲演奏速度快；R阻值大，樂(lè)曲節(jié)奏慢。該電路每按動(dòng)一次按鈕開(kāi)關(guān)SB，揚(yáng)聲器B就會(huì)自動(dòng)鳴奏一支長(zhǎng)約15～20s的世界名曲。

2/4/202322SBBHFC1500圖二圖二所示是用KD-150或HFC1500系列音樂(lè)集成電路芯片制作聲光門(mén)鈴的接線圖。這類系列芯片主要內(nèi)儲(chǔ)有國(guó)內(nèi)流行歌曲或世界名曲，還包含了“叮—咚”雙音模擬聲（KD-153H型）等，品種繁多，可滿足不同愛(ài)好者需求。該系列音樂(lè)集成電路A將外接振蕩電阻集成在芯片內(nèi)部，省去了外接電阻器的麻煩，使制作更簡(jiǎn)單。

2/4/202323圖三所示是用HY-100系列音樂(lè)集成電路芯片制作聲光門(mén)鈴的接線圖。該系列芯片已集成了功率放大器，故不必再外接功率三極管，這給安裝和使用帶來(lái)不少方便。此門(mén)鈴每按動(dòng)一下按鈕開(kāi)關(guān)SB，揚(yáng)聲器B即能奏出一支20s左右的樂(lè)曲。圖三2/4/202324圖四圖四所示是用HY-101音樂(lè)集成電路芯片制作聲光門(mén)鈴的接線圖。HY-101是在HY-100系列基礎(chǔ)上派生出來(lái)的另一種音樂(lè)集成電路。它與HY-100一樣具有驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，不用外接三極管就能直接推動(dòng)揚(yáng)聲器B發(fā)聲和發(fā)光二極管VD閃亮。它和HY-100不同的地方是內(nèi)儲(chǔ)容量較小，因此發(fā)聲時(shí)間較短。前面介紹的幾種音樂(lè)門(mén)鈴，每觸發(fā)一次，奏樂(lè)時(shí)間一般都在15～20s左右，這在有些場(chǎng)合（如居住單元樓房的家庭）顯得過(guò)分冗長(zhǎng)。此時(shí)采用HY-101集成電路非常合適，它觸發(fā)一次，奏樂(lè)時(shí)間約5s左右。

2/4/202325圖五所示是用ML-03集成電路芯片制作多曲聲光音樂(lè)門(mén)鈴的接線圖。ML-03內(nèi)儲(chǔ)12首世界名曲主旋律，每接動(dòng)一次按鈕開(kāi)關(guān)SB，揚(yáng)聲器B就播放一首樂(lè)曲；12首樂(lè)曲受觸發(fā)依次播完后，再按SB，又重新從頭開(kāi)始播第一首樂(lè)曲。這種門(mén)鈴曲調(diào)變化多樣，給人以新鮮感。R和C2分別是音樂(lè)集成電路A的外接振蕩電阻器與電容器，適當(dāng)改變它們的參數(shù)，可調(diào)整樂(lè)曲演奏速度及音調(diào)。與ML-03功能及印制電路板引腳一樣的多曲音樂(lè)集成電路還有CW2850、KD-482等型，它們可以直接進(jìn)行替換。圖五2/4/202326晶體管VT最好采用集電極耗散功率大于300mW的硅NPN型中功率三極管，如9013、8050、3DG12、3DK4和3DX201型等，要求電流放大系數(shù)β＞100。VD最好選用￠5mm的紅色發(fā)光二極管。電阻器均用RTX-1/8W型小型碳膜電阻器。電容器均用CT1型瓷介電容器即103。B用阻值8Ω、功率0.25W小口徑動(dòng)圈式揚(yáng)聲器。SB用市售門(mén)鈴專用按鈕開(kāi)關(guān)。G用兩節(jié)5號(hào)干電池串聯(lián)（須配帶塑料電池架）而成，電壓3V。元件選擇2/4/20232713.3超溫報(bào)警電路本超溫報(bào)警電路是采用LM45C貼片式溫度傳感器設(shè)計(jì)的，報(bào)警溫度可任意設(shè)定，超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)會(huì)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。2/4/20232813.3.1工作原理當(dāng)探頭LM45C所在環(huán)境超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，CA3140比較器的6腳輸出高電平，三極管VT導(dǎo)通，VL發(fā)光，HA發(fā)聲以示超溫報(bào)警。比較器有一定的滯后，這是為了防止測(cè)量溫度在閾值溫度上下波動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生不穩(wěn)定的報(bào)警聲。圖13-5超溫報(bào)警電路貼片式溫度傳感器基準(zhǔn)電壓源運(yùn)算放大器組成的比較器設(shè)定報(bào)警溫度（每10mV相當(dāng)于1℃）2/4/20232913.3.2元器件選擇IC1選用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的LM45C貼片式溫度傳感器，其輸出電壓與攝氏溫度成正比，靈敏度為10mV/℃，不需要調(diào)整。IC2選用運(yùn)算放大器CA3140。VS采用2.5V硅穩(wěn)壓二極管，如LM4431；VL采用3mm高亮度發(fā)光二極管。VT采用9013或3DK4型硅NPN中功率三極管，要求電流放大系數(shù)＞100。R1～R7選用RTX-1/8W碳膜電阻器。RP采用WSZ-1型自鎖式有機(jī)實(shí)心電位器。C1～C4均采用CT1瓷介電容器；C5選用CD11-10V的電解電容器。HA采用語(yǔ)音報(bào)警專用電喇叭。電源選用直流5V穩(wěn)壓電源。13.3.3制作與調(diào)試由于本電路較簡(jiǎn)單，按電路圖焊接安裝好后，一般不需要調(diào)試即可使用。2/4/2023302/4/2023312/4/20233213.4水位指示及水滿報(bào)警器該水位指示報(bào)警器可用于太陽(yáng)能熱水器的水位指示與控制。太陽(yáng)能熱水器一般都設(shè)在房屋的高處，熱水器的水位在使用時(shí)不易觀察，給使用者帶來(lái)不便。使用該水位報(bào)警器后，可實(shí)現(xiàn)水箱中缺水或加水過(guò)多時(shí)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警。2/4/20233313.4.1工作原理當(dāng)水箱無(wú)水時(shí)，由于180k電阻的作用，使4個(gè)開(kāi)關(guān)的控制端部為低電平，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，發(fā)光二極管VL1～VL4不亮。隨著水位的增加，加之水的導(dǎo)電性，使得IC的13腳為高電平，S1接通，VL1點(diǎn)亮。當(dāng)水位逐漸增加時(shí)，VL2、VL3依次發(fā)光指示水位。水滿時(shí)，VL4發(fā)光，顯示水滿。同時(shí)VT導(dǎo)通，B發(fā)出報(bào)警聲，提示水已滿。不需要報(bào)警時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SA即可。圖13-6水位指示與水滿報(bào)警電路四雙向模擬開(kāi)關(guān)集成電路CD4066和相關(guān)元器件組成。每個(gè)電路內(nèi)部有4個(gè)獨(dú)立的能控制數(shù)字或模擬信號(hào)傳送的開(kāi)關(guān)2/4/2023342/4/20233513.4.2元器件選擇IC選用四雙向模擬開(kāi)關(guān)集成電路CD4066。VT用9013或8050、3DG12、3DX201型硅NPN中功率三極管，要求＞150。VL1～VL4用F5mm高亮度紅色發(fā)光二極管。R用RTX-1/8W碳膜電阻器。B用YD57-2型8圈式揚(yáng)聲器。電源可用4節(jié)1.5V電池或6V直流穩(wěn)壓電源。2/4/20233613.4.3制作與調(diào)試制作時(shí)可制作一個(gè)簡(jiǎn)易面板。并根據(jù)實(shí)際情況及個(gè)人愛(ài)好選擇合適的報(bào)警器B。調(diào)試時(shí)將五個(gè)探知電極安置水盆的不同水位高度，接通水位報(bào)警電路，給水盆中慢慢加水，在各種不同水位對(duì)電路報(bào)警效果進(jìn)行調(diào)整。2/4/20233713.5光控延時(shí)照明燈光控延時(shí)照明燈，采用紅外發(fā)光二極管及光敏三極管作為雙重光控元件，用于走廊樓道照明.2/4/20233813.5.1工作原理圖13-7光控延時(shí)照明燈電路原理圖時(shí)基集成電路IC與電位器RP、電容器C1構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器光控電路紅外光控電路2/4/202339當(dāng)有人進(jìn)入光控區(qū)后，遮擋光照使VTL1截止，IC的2腳變?yōu)楦唠娖?，人走出光控區(qū)后，IC的2腳加入負(fù)脈沖，使其內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，IC的3腳輸出高電平，使VT受觸發(fā)而導(dǎo)通，照明燈EL被點(diǎn)亮。待IC暫態(tài)結(jié)束后，其3腳恢復(fù)低電平，使VT截止，照明燈EL熄滅。在白天有光時(shí)，VTL2呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，使IC的4腳（復(fù)位端）為低電平，整個(gè)控制電路白天不工作。在晚上，VTL2因無(wú)光照射而呈現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)，IC的4腳變?yōu)楦唠娖?，整個(gè)控制電路開(kāi)始工作若光控區(qū)無(wú)人時(shí)，則VL發(fā)出的紅外線使VTL1導(dǎo)通，IC的第2腳為恒定的低電平，3腳輸出低電平，VT截止，照明燈EL不亮（因?yàn)橹挥蠭C第2腳有負(fù)脈沖輸入時(shí)，其內(nèi)部的觸發(fā)器才動(dòng)作，IC的3腳才輸出高電平）2/4/20234013.5.2元器件選擇IC選用NE555、μA555、SL555等時(shí)基集成電路。VL選用HG501中功率紅外發(fā)射二極管；VTL1、VTL2選用3DU系列的光敏三極管。VT選用MAC97A6小型塑封雙向晶閘管，可驅(qū)動(dòng)100W以下的白熾燈泡，使用時(shí)應(yīng)加散熱片；VD選用1N4004型等硅整流二極管。RP選用WS型小型精密電位器；R1～R4、R6均選用RTX-1/4W碳膜電阻器；R5選用RTX-2W碳膜電阻器。C1選用CD11型電解電容器；C2選用CT4D型獨(dú)石電容器或CL11型滌綸電容器；C3選用CBB-400V型聚丙烯電容器。2/4/20234113.5.3制作與調(diào)試定時(shí)電路中除VL、VTL1、VTL2、EL外，其余元件焊在電路板上，裝入塑料盒內(nèi)，固定在走廊墻壁上。VTL2光敏三極管裝在樓梯窗外，使其感受到白天光照。VL、VTL1分別安裝在走廊兩側(cè)墻壁上，離地面約90cm。在光敏三極管VTL1前面可加裝紅色有機(jī)玻璃，以防止其它光源干擾。調(diào)節(jié)電位器RP的阻值，使其定時(shí)為20s左右。將VL對(duì)準(zhǔn)VTL1，再分別安裝好（可通電試驗(yàn)，用手遮擋住VL，再松開(kāi)，觀察燈EL是否點(diǎn)亮，以此來(lái)檢查VL與VTL1是否對(duì)準(zhǔn)）即可。2/4/2023422/4/202343電路原理：該延時(shí)照明燈的電路如附圖所示。延時(shí)電路如虛線框內(nèi)所示。圖中K為拉線開(kāi)關(guān)或墻壁開(kāi)關(guān)，當(dāng)K閉合后，該延時(shí)電路不工作，電燈處于正常的發(fā)光狀態(tài)。當(dāng)K被關(guān)斷后，該電壓一方面經(jīng)R1向電容C充電，由于在C的充電期間沒(méi)有電流流過(guò)R2，則三極管V一直處于截止?fàn)顟B(tài)；另一方面，該電壓經(jīng)R3、R4向可控硅SCR提供觸發(fā)電壓，使可控硅處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此在關(guān)燈后電燈亮一段時(shí)間。當(dāng)電容C被充足電后，使三極管V由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)，將可控硅SCR關(guān)斷，電燈也就熄滅了。

2/4/2023442/4/202345電路中，電源電路由照明燈EL、二極管VD1一VD5、電阻器R1、電容器C1和穩(wěn)壓二極管VS組成；聲控電路由傳聲器BM、電阻器R2一R4、晶體管V1和電容器C2組成；光控電路由光敏電阻器RG、電阻器R6一R9和晶體管V2組成；延時(shí)電子開(kāi)關(guān)電路由晶體管V2、V3、二極管VD6、電容器C4、電阻器R8一R10和晶閘管VT組成。交流220V電壓經(jīng)EL垠流降壓、VD1一VD4整流、R1限流、VD5隔離、VS穩(wěn)壓及C1濾波后，為vi一V3提供＋11V工作電壓。白天，RG受光照射呈低阻狀態(tài)，V2、V3和VT均處于截止?fàn)顟B(tài)，EL不亮，光控電路不起作用。夜晚，RG無(wú)光照變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，此時(shí)若有突發(fā)聲響出現(xiàn)，則BM會(huì)接收到聲音信號(hào)并將該聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)V1放大后使V2和V3導(dǎo)通，從V3的集電極輸出的電信號(hào)經(jīng)VD6對(duì)C4充電，同時(shí)使VT觸發(fā)導(dǎo)通，EL通電點(diǎn)亮。聲音信號(hào)消失后，V2和V3截止，C4對(duì)VT的門(mén)極放電，使VT維持導(dǎo)通。當(dāng)C4放電完畢后，VT截止，EL熄滅。改變C4的電容量，可以改變EL延時(shí)點(diǎn)亮的時(shí)間。2/4/2023462/4/202347夜晚離開(kāi)房間，總要先關(guān)掉照明燈?？杉偃鐭糸_(kāi)關(guān)不在門(mén)口，那么關(guān)上燈再摸黑走到門(mén)口，十分不方便。工作原理：電路原理如下圖所示。A、B分別接在原開(kāi)關(guān)兩端。合上開(kāi)關(guān)S時(shí)，交流電的正半周經(jīng)D6、R2、R1、D1和可控硅控制極，觸發(fā)可控硅導(dǎo)通；交流電的負(fù)半周經(jīng)D4、R2、R1、D1和可控硅控制極，觸發(fā)可控硅導(dǎo)通。可控硅導(dǎo)通后，相當(dāng)于短路C、D兩點(diǎn)，因而A、B兩點(diǎn)也經(jīng)過(guò)二極管和導(dǎo)通的可控硅閉合起來(lái)。此時(shí)照明燈亮。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，由于電容C1經(jīng)R1、D1和可控硅控制極放電，使可控硅仍有觸發(fā)電流維持導(dǎo)通。放電電流逐漸減小，一段時(shí)間后，可控硅截止，燈滅。此電路延時(shí)時(shí)間約為40～50秒。2/4/20234813.6熱釋電紅外探頭報(bào)警器熱釋電紅外探頭報(bào)警器由新型熱釋電式紅外探頭和語(yǔ)音集成電路等組成，是一種體積小、無(wú)須外部接線、使用方便的便攜式報(bào)警器。每當(dāng)它的前方5m范圍內(nèi)有人活動(dòng)時(shí)，便會(huì)立即發(fā)出“嘟嘟，請(qǐng)注意！”的告警聲。其最大的特點(diǎn)是白天和晚上都能正常工作，可廣泛用于家庭防護(hù)、誤入危險(xiǎn)區(qū)域警示、商店?duì)I業(yè)部來(lái)客告知及外出旅行度假時(shí)安全防范等場(chǎng)所。2/4/20234913.6.1工作原理圖13-8熱釋電紅外探頭報(bào)警器的電路圖熱釋電式紅外探測(cè)頭,是一種被動(dòng)式紅外檢測(cè)器件，它能以非接觸方式檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)人體所輻射出來(lái)的紅外能，并將其轉(zhuǎn)化為正脈沖電信號(hào)輸出；同時(shí)，它還能有效地抑制人體輻射波長(zhǎng)以外的紅外光和可見(jiàn)光的干擾。語(yǔ)音集成電路2/4/202350圖13-8熱釋電紅外探頭報(bào)警器的電路圖當(dāng)有人進(jìn)入監(jiān)視區(qū)域內(nèi)時(shí)，IC1的OUT腳輸出與運(yùn)動(dòng)人體頻率基本同步的正脈沖信號(hào)。該信號(hào)直接加到IC2的觸發(fā)端TG腳，使IC2內(nèi)部電路受觸發(fā)工作，由其OUT腳輸出內(nèi)儲(chǔ)的“嘟嘟，請(qǐng)注意！”電信號(hào)，經(jīng)三極管VT功率放大后，推動(dòng)揚(yáng)聲器B發(fā)出響亮的告警聲。電路中，R為IC2外界時(shí)鐘振蕩電阻器，其阻值大小影響語(yǔ)音聲的速度和音調(diào)。C為濾波電容器，主要用來(lái)降低電池G的交流內(nèi)電阻，使B發(fā)聲更加純正響亮。2/4/20235113.6.2元器件選擇IC1選用MP01型熱釋電式紅外探測(cè)頭，它將菲涅耳透鏡、熱釋電傳感器、單片數(shù)?；旌霞呻娐方M合在一起，構(gòu)成了一個(gè)堅(jiān)固、小巧、易安裝的“一體化”器件。MP01采用TO5封裝，典型尺寸為11～14.5mm。它共有三個(gè)引腳：即電源正極端VDD、信號(hào)輸出端OUT和公共地端GND。由于MP01是靠感應(yīng)熱釋紅外線工作的，所以在夜間也能很容易地檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)的人體。IC2選用HFC5212型“嘟嘟，請(qǐng)注意！”語(yǔ)音集成電路。VT用8050型硅NPN中功率三極管，要求電流放大系數(shù)＞100。R選用RTX-1/8W碳膜電阻器。C選用CD11-10V型電解電容器。B用YD58-1型小口徑8、0.25W動(dòng)圈式揚(yáng)聲器。SIC用1x1小型撥動(dòng)開(kāi)關(guān)。G用三節(jié)5號(hào)干電池串聯(lián)（須配塑料電池架）而成，電壓4.5V。2/4/20235213.6.3制作與調(diào)試IC2芯片可通過(guò)5根7mm長(zhǎng)銅絲直接插焊在電路板對(duì)應(yīng)數(shù)標(biāo)孔內(nèi)。焊接時(shí)注意：電烙鐵外殼一定要良好接地，以免交流感應(yīng)電壓擊穿IC1、IC2內(nèi)部COMS集成電路。焊接好的電路全部裝入合適的塑料小盒內(nèi)。盒面板開(kāi)孔伸出IC1探測(cè)鏡頭，并為B開(kāi)出放音孔。盒側(cè)面開(kāi)孔固定SA。制作成的熱釋電紅外探頭報(bào)警器，一般無(wú)須任何調(diào)試便可投入使用。如果IC2語(yǔ)音聲的音調(diào)或速率不理想，可通過(guò)更改IC2外接振蕩電阻R阻值（620k～1.2M)來(lái)加以調(diào)整。R阻值大，語(yǔ)音聲速慢且低沉；反之，則語(yǔ)音聲速快且尖高。實(shí)際使用時(shí)，熱釋電紅外探頭報(bào)警器可放在任何需要對(duì)人體進(jìn)行監(jiān)視的地方（或固定在墻上），將IC1探測(cè)鏡頭正對(duì)著來(lái)人方向即可。該報(bào)警器的有效監(jiān)視范圍是一個(gè)半徑5m、圓心角達(dá)100°的扇形區(qū)域。由于本裝置實(shí)測(cè)靜態(tài)總電流小于0.2mA，故用電十分節(jié)省。每換一次新干電池，一般可連續(xù)使用數(shù)個(gè)月時(shí)間。2/4/20235313.7超聲波遙控照明燈超聲波遙控照明燈，采用專用超聲波發(fā)射集成電路，工作可靠，性能穩(wěn)定。2/4/20235413.7.1工作原理圖13-9超聲波遙控照明燈電路圖超聲波發(fā)射專用集成電路，它的外圍電路極為簡(jiǎn)單，當(dāng)按下按鍵SB時(shí)，超聲波發(fā)射換能器B1即向外發(fā)射頻率為40kHz的超聲波超聲波接收換能器前置放大器聲控專用集成電路電子開(kāi)關(guān)2/4/202355如果再按一下發(fā)射器SB，接收控制器收到信號(hào)后，IC2的第12腳就會(huì)翻轉(zhuǎn)回低電平，VT2截止，電燈EL熄滅。R3、R4組成分壓器，且R4的阻值略大于R3，因而使IC2的輸入端第1腳靜態(tài)直流電平略高于1/2VDD，可使聲控集成電路IC2處于最高接收靈敏度狀態(tài)。低電平截止不動(dòng)作不亮動(dòng)合觸點(diǎn)K1打開(kāi)按一下發(fā)射器的按鍵接收到的超聲波信號(hào)并將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)前置放大內(nèi)部觸發(fā)翻轉(zhuǎn)高電平導(dǎo)通吸合通電發(fā)光2/4/20235613.7.2元器件選擇IC1選用NYKD40T超聲遙控發(fā)射專用集成電路，它采用金屬殼封裝，該集成塊工作電壓為9V,工作電流約為25mA，有效發(fā)射距離為10m；IC2采用BH-SK-I型聲控集成電路，它采用黑膏軟封裝。B1為壓電陶瓷型超聲波發(fā)射換能器，型號(hào)為UCM-T40；B2為與B1相配套的超聲波接收換能器，型號(hào)為UCM-R40。發(fā)射器為了力求體積小巧，電源G應(yīng)采用6F22型9V層疊式電池；接收控制器則采用交流電降壓整流供電，T選用220V/2V、8W優(yōu)質(zhì)成品電源變壓器；K為JZC-22F、DC12V小型中功率電磁繼電器，其觸點(diǎn)容量可達(dá)5A。VT1選用9014或3DG8型硅NPN小功率三極管，要求電流放大系數(shù)≥200；VT2選用9013、3DG12、3DK4、3DX21型硅NPN中功率三極管，要求電流放大系數(shù)≥100；VD1、VD2均選用1N4001型硅整流二極管；VS選用6V、0.5W硅穩(wěn)壓二極管，如2CW21C、1N5233型等。C1、C2選用CT1型瓷介電容器；C3、C4選用CD11-16V型電解電容器。所有電阻均選用RTX-1/8W碳膜電阻器。2/4/20235713.7.3制作與調(diào)試將焊接好的電路板裝入體積合適的絕緣小盒內(nèi)，注意在盒面板為B2開(kāi)出接收孔。按圖13-9b選擇元器件參數(shù)，一般不需要調(diào)試，即能可靠穩(wěn)定工作，有效工作半徑為10m左右。2/4/20235813.8感應(yīng)式防盜報(bào)警器該防盜報(bào)警器采用多普勒傳感器，具有靈敏度高、監(jiān)視范圍廣等特點(diǎn)，適用于倉(cāng)庫(kù)或庭院作夜間防盜之用.2/4/20235913.8.1工作原理圖13-10感應(yīng)式防盜報(bào)警器電路多普勒傳感器,通過(guò)外接環(huán)形天線W向周圍空間發(fā)射微波信號(hào)低頻放大器聲響報(bào)警電路電子開(kāi)關(guān)、延時(shí)電路天線2/4/202360即使侵入者遠(yuǎn)離監(jiān)視區(qū)域，報(bào)警器也會(huì)持續(xù)報(bào)警一段時(shí)間（約25s）。無(wú)人進(jìn)入防盜監(jiān)視區(qū)內(nèi)時(shí)有人進(jìn)入IC1的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)活動(dòng)時(shí)輸出恒定的直流電壓報(bào)警電路不動(dòng)作接受到被人體反射回來(lái)的微波信號(hào)輸出脈動(dòng)電壓導(dǎo)通低電平高電平飽和導(dǎo)通報(bào)警電路動(dòng)作，反復(fù)發(fā)出響亮的“有賊，抓賊呀”的報(bào)警聲2/4/20236113.8.2元器件選擇IC1選用RD627多普勒傳感器模塊；IC2選用NE555時(shí)基集成電路。VT2選用3DK4開(kāi)關(guān)三極管；VT1和VT3選用8050型NPN中功率三極管，要求電流放大系數(shù)＞100。R1～R5選用RTX-1/4W碳膜電阻器。C1～C4、C6和C7均選用CD11-16V的電解電容器；C5選用滌綸電容器。HA選用專用內(nèi)置語(yǔ)音集成電路和揚(yáng)聲器的高響度聲響報(bào)警器。天線W可選用黑白電視機(jī)特高頻(UHF)用室內(nèi)環(huán)形天線（天線與IC1的1腳、2腳之間用阻抗為7饋線連接）。電源選用12V直流穩(wěn)壓源。2/4/20236213.8.3制作與調(diào)試按電路圖焊接好后，即可通電調(diào)試。調(diào)整電阻器R4和電容器C4的數(shù)值，可決定報(bào)警時(shí)間的長(zhǎng)短。2/4/20236313.9吸煙報(bào)警器該報(bào)警器安裝在不宜吸煙的場(chǎng)合，當(dāng)有人吸煙而煙霧繚繞時(shí)，會(huì)發(fā)出響亮刺耳的語(yǔ)言“不要吸煙”，以提醒吸煙者自覺(jué)停止吸煙2/4/20236413.9.1工作原理圖13-11吸煙報(bào)警器電路氣敏傳感器穩(wěn)壓在4.2V，為語(yǔ)音集成電路IC2和VT供電語(yǔ)音集成電路升壓功放報(bào)警器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2/4/202365表面吸附了煙霧或可燃性氣體時(shí)B、L極間阻值減小電位下降電位下降，下跌到1/3VDD時(shí)，IC1的2腳受觸發(fā)輸出高電平輸出語(yǔ)音信號(hào)發(fā)出響亮的報(bào)警語(yǔ)音雖然單穩(wěn)態(tài)電路延時(shí)時(shí)間按圖設(shè)定為10s,但只要室內(nèi)的煙霧或可燃性氣體不被驅(qū)散，IC1

的2腳的電位總不大于1/3VDD，它將一直輸出高電平持續(xù)報(bào)警，只有煙霧消除后，MQK-2的B、L極間阻值復(fù)原至30k以上，且2腳的電位大于1/3VDD后，IC1才翻轉(zhuǎn)輸出低電平，從而停止報(bào)警。2/4/20236613.9.2元器件選擇氣敏傳感器選用MQK-2型氣敏元件；IC1選用NE555或LM555等時(shí)基集成電路；IC2選用LH-169A型語(yǔ)音集成電路；IC3選用升壓功放模塊TWH68。VT用9015或3CG21型硅PNP小功率三極管，要求＞100。VD用普通硅二極管1N4148。RP1、RP2用WH7-A型立式微調(diào)電位器。R1～R7選用RTX-1/8W碳膜電阻器。C1、C2、C4用CD11-10V的電解電容器，C3選用CC1型瓷介電容器。B用8、0.25W小口徑電動(dòng)式揚(yáng)聲器。2/4/20236713.9.3制作與調(diào)試電源可用6V/0.5A的直流穩(wěn)壓電源供電。整個(gè)電路全部組裝在體積合適的絕緣小盒（如塑料香皂盒）內(nèi)。盒面板開(kāi)孔固定氣敏元件，并為揚(yáng)聲器B開(kāi)出釋音孔。調(diào)試時(shí)先將限流電位器RP