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敲擊式電子門鈴

13.3超溫報警電路

13.4水位指示及水滿報警器

13.5光控延時照明燈

13.6熱釋電紅外探頭報警器

13.7超聲波遙控照明燈

13.8感應(yīng)式防盜報警器

13.9吸煙報警器

13.10觸摸式延時照明燈本章小結(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)、宇宙開發(fā)、海洋探索、環(huán)境保護、資源利用、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、文物保護等等廣泛領(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與控制中的應(yīng)用，通過這些簡單的制作，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、實用等特點。其分辨率為1g，在2kg的量程范圍內(nèi)經(jīng)仔細(xì)調(diào)校，測量精度可達(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，以提高其硬度和強度；最后進(jìn)行表面處理工藝。有條件時，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），這時其受力變化與其阻值變化剛好相反。拎環(huán)用活動鏈條與秤體連接，以便使用時秤體能自由下垂，同時拎環(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，應(yīng)準(zhǔn)備1kg及2kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼各一個，調(diào)試過程如下：零位調(diào)整。首先在秤體自然下垂無負(fù)載時調(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（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，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，以便于測量前調(diào)零之用。2/4/2023913.2敲擊式電子門鈴該敲擊式電子門鈴是用壓電傳感器作為檢測元件的。其特點是：當(dāng)有客人來訪時，只要用手輕輕敲擊房門，室內(nèi)的電子門鈴就會發(fā)出清脆的“叮咚”聲。工作可靠、實用性強。2/4/20231013.2.1工作原理圖13-4敲擊式電子門鈴電路壓電陶瓷片BC固定在房門內(nèi)側(cè)上，當(dāng)有人敲擊門時，BC受到機械振動后，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開始對敲擊脈沖進(jìn)行計數(shù)。延時約1s后，IC1的輸出端恢復(fù)為高電平，IC2停止計數(shù)。當(dāng)1s內(nèi)敲擊脈沖超過3次時，IC2的輸出端會產(chǎn)生高電平脈沖，觸發(fā)音樂集成電路IC3工作，IC3的O/P端輸出音樂電平信號，該信號經(jīng)VT2和VT3放大后，推動揚聲器BL發(fā)出“叮咚”聲。拾音放大器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖計數(shù)器音樂發(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)制計數(shù)分頻器數(shù)字集成電路；IC3選用KD2538音樂集成電路。BL選用0.25W、8微型電動式揚聲器。BC用27mm的壓電陶瓷片，如FT-27等型號。G用兩節(jié)5號干電池串連而成，電壓3V。2/4/20231213.2.3制作與調(diào)試IC3芯片通過4根7mm長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開出拾音孔；盒側(cè)面通過適當(dāng)長度的雙芯屏蔽線引出到壓電陶瓷BC。實際安裝時，將壓電陶瓷片BC通過502膠粘貼在大門背面正對個人常敲門的位置（一般離地面1.4m左右），門鈴盒則固定在室內(nèi)墻壁上。2/4/2023132/4/2023142/4/202315電子門鈴是是現(xiàn)代家庭中用來向主人通報來客的小裝置，有普通電子門鈴、音樂電子門鈴、遙控電子門鈴等。本項目主要介紹電子聲光音樂門鈴，它采用專用的音樂集成電路，再配少量的分立元件組成。只要按動一下按鈕，它就能自動奏出一支樂曲或發(fā)出各種不同的模擬音響來；同時，裝在機殼面板上的發(fā)光二極管還會隨樂曲節(jié)奏閃閃發(fā)光，起到裝飾和光顯示功能。

電子門鈴簡介2/4/202316二、電路組成音樂集成電路ASBTGVSSROSC1OSC2OUTVDDBVT9013/9014G3VC聲光音樂門鈴電路元件作用2/4/202317A：電路的核心元件，是一片有ROM記憶功能的音樂集成電路。ROM是英文縮寫詞，中文意思是“只讀存儲器”，也就是說存儲器內(nèi)容已經(jīng)固定，只能把內(nèi)容“讀”出來。音樂集成電路A內(nèi)儲什么曲子，完全由ROM的內(nèi)容決定。它實際上是一種大規(guī)模CMOS（互補對稱金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路的英文縮寫）電路，它內(nèi)部線路很復(fù)雜，這里不作專門介紹，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分別是音樂集成電路A的外接電源正、負(fù)極引腳。OSC1、OSC2是音樂集成電路A的內(nèi)部振蕩器外接振蕩電阻器引腳，個別需外接RC振蕩元件，此時外接的電阻器或電容器便可作為樂曲演奏速度及音調(diào)調(diào)整元件。也有的音樂集成電路A將振蕩元件全部集成在芯片內(nèi)部，不需要外接元器件，這時振蕩頻率就無法外調(diào)節(jié)。TG是音樂集成電路A的觸發(fā)端，一般采用高電平（直接與VDD相連）或正脈沖（通過按鈕開關(guān)SB接VDD）觸發(fā)均可。OUT是音樂集成電路A的樂曲信號輸出端。一般的音樂集成電路A需外接一只晶體三極管VT做功率放大后推動揚聲器B發(fā)聲，但也有一些音樂集成電路A輸出功率較大，可以直接推動揚聲器放音。

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，作用是防止音樂集成電路A受雜波感應(yīng)誤觸發(fā)。因為音樂集成電路A的TG腳輸入阻抗很高，當(dāng)按鈕開關(guān)SB的引線較長時，特別是引線與室內(nèi)220V交流電源線靠得較近時，每開關(guān)一次電燈或家用電器就會造成集成電路誤觸發(fā)，使門鈴自鳴一次。有了電容器C就能有效消除這種外干擾，使門鈴穩(wěn)定、可靠地工作。實際中，C也可用一只300Ω～510Ω的1/8W碳膜電阻器來代替；也可將C直接跨接在音樂集成電路A的VDD與TG引腳（接SB的位置）之間。發(fā)光管：用于光顯示，隨音樂起伏而閃爍，有一定的裝飾效果SB：按鈕開關(guān)，電路圖2/4/202320四、幾種常見的聲光門鈴制作聲光音樂門鈴的關(guān)鍵元件是音樂集成電路A。目前，音樂集成電路的品種繁多，按其內(nèi)儲樂曲數(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，也稱軟包封門鈴芯片。下面，介紹幾種用最常見的音樂集成電路芯片制作聲光門鈴的接線圖。

2/4/202321圖一圖一所示是用CW9300或KD-9300系列音樂集成電路芯片制作聲光門鈴的接線圖。這兩種系列集成電路芯片均內(nèi)儲世界名曲一首，其外引腳排列和功能都一樣，只是每種系列按內(nèi)儲樂曲不同劃分成許多型號。目前，CW9300或KD-9300系列集成芯片內(nèi)儲樂曲共有31種，可供用戶選擇使用。R是音樂集成電路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，樂曲演奏速度快；R阻值大，樂曲節(jié)奏慢。該電路每按動一次按鈕開關(guān)SB，揚聲器B就會自動鳴奏一支長約15～20s的世界名曲。

2/4/202322SBBHFC1500圖二圖二所示是用KD-150或HFC1500系列音樂集成電路芯片制作聲光門鈴的接線圖。這類系列芯片主要內(nèi)儲有國內(nèi)流行歌曲或世界名曲，還包含了“?！恕彪p音模擬聲（KD-153H型）等，品種繁多，可滿足不同愛好者需求。該系列音樂集成電路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，使制作更簡單。

2/4/202323圖三所示是用HY-100系列音樂集成電路芯片制作聲光門鈴的接線圖。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不少方便。此門鈴每按動一下按鈕開關(guān)SB，揚聲器B即能奏出一支20s左右的樂曲。圖三2/4/202324圖四圖四所示是用HY-101音樂集成電路芯片制作聲光門鈴的接線圖。HY-101是在HY-100系列基礎(chǔ)上派生出來的另一種音樂集成電路。它與HY-100一樣具有驅(qū)動能力強等特點，不用外接三極管就能直接推動揚聲器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)儲容量較小，因此發(fā)聲時間較短。前面介紹的幾種音樂門鈴，每觸發(fā)一次，奏樂時間一般都在15～20s左右，這在有些場合（如居住單元樓房的家庭）顯得過分冗長。此時采用HY-101集成電路非常合適，它觸發(fā)一次，奏樂時間約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門鈴的接線圖。ML-03內(nèi)儲12首世界名曲主旋律，每接動一次按鈕開關(guān)SB，揚聲器B就播放一首樂曲；12首樂曲受觸發(fā)依次播完后，再按SB，又重新從頭開始播第一首樂曲。這種門鈴曲調(diào)變化多樣，給人以新鮮感。R和C2分別是音樂集成電路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小口徑動圈式揚聲器。SB用市售門鈴專用按鈕開關(guān)。G用兩節(jié)5號干電池串聯(lián)（須配帶塑料電池架）而成，電壓3V。元件選擇2/4/20232713.3超溫報警電路本超溫報警電路是采用LM45C貼片式溫度傳感器設(shè)計的，報警溫度可任意設(shè)定，超過設(shè)定溫度時會發(fā)出聲、光報警信號。2/4/20232813.3.1工作原理當(dāng)探頭LM45C所在環(huán)境超過設(shè)定溫度時，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)聲以示超溫報警。比較器有一定的滯后，這是為了防止測量溫度在閾值溫度上下波動時，產(chǎn)生不穩(wěn)定的報警聲。圖13-5超溫報警電路貼片式溫度傳感器基準(zhǔn)電壓源運算放大器組成的比較器設(shè)定報警溫度（每10mV相當(dāng)于1℃）2/4/20232913.3.2元器件選擇IC1選用美國國家半導(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型自鎖式有機實心電位器。C1～C4均采用CT1瓷介電容器；C5選用CD11-10V的電解電容器。HA采用語音報警專用電喇叭。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水位指示及水滿報警器該水位指示報警器可用于太陽能熱水器的水位指示與控制。太陽能熱水器一般都設(shè)在房屋的高處，熱水器的水位在使用時不易觀察，給使用者帶來不便。使用該水位報警器后，可實現(xiàn)水箱中缺水或加水過多時自動發(fā)出聲光報警。2/4/20233313.4.1工作原理當(dāng)水箱無水時，由于180k電阻的作用，使4個開關(guān)的控制端部為低電平，開關(guān)斷開，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點亮。當(dāng)水位逐漸增加時，VL2、VL3依次發(fā)光指示水位。水滿時，VL4發(fā)光，顯示水滿。同時VT導(dǎo)通，B發(fā)出報警聲，提示水已滿。不需要報警時，斷開開關(guān)SA即可。圖13-6水位指示與水滿報警電路四雙向模擬開關(guān)集成電路CD4066和相關(guān)元器件組成。每個電路內(nèi)部有4個獨立的能控制數(shù)字或模擬信號傳送的開關(guān)2/4/2023342/4/20233513.4.2元器件選擇IC選用四雙向模擬開關(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)試制作時可制作一個簡易面板。并根據(jù)實際情況及個人愛好選擇合適的報警器B。調(diào)試時將五個探知電極安置水盆的不同水位高度，接通水位報警電路，給水盆中慢慢加水，在各種不同水位對電路報警效果進(jìn)行調(diào)整。2/4/20233713.5光控延時照明燈光控延時照明燈，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光控延時照明燈電路原理圖時基集成電路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，VTL2呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，使IC的4腳（復(fù)位端）為低電平，整個控制電路白天不工作。在晚上，VTL2因無光照射而呈現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)，IC的4腳變?yōu)楦唠娖?，整個控制電路開始工作若光控區(qū)無人時，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（因為只有IC第2腳有負(fù)脈沖輸入時，其內(nèi)部的觸發(fā)器才動作，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100W以下的白熾燈泡，使用時應(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，使其定時為20s左右。將VL對準(zhǔn)VTL1，再分別安裝好（可通電試驗，用手遮擋住VL，再松開，觀察燈EL是否點亮，以此來檢查VL與VTL1是否對準(zhǔn)）即可。2/4/2023422/4/202343電路原理：該延時照明燈的電路如附圖所示。延時電路如虛線框內(nèi)所示。圖中K為拉線開關(guān)或墻壁開關(guān)，當(dāng)K閉合后，該延時電路不工作，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的充電期間沒有電流流過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；延時電子開關(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無光照變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，此時若有突發(fā)聲響出現(xiàn)，則BM會接收到聲音信號并將該聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)V1放大后使V2和V3導(dǎo)通，從V3的集電極輸出的電信號經(jīng)VD6對C4充電，同時使VT觸發(fā)導(dǎo)通，EL通電點亮。聲音信號消失后，V2和V3截止，C4對VT的門極放電，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延時點亮的時間。2/4/2023462/4/202347夜晚離開房間，總要先關(guān)掉照明燈?？杉偃鐭糸_關(guān)不在門口，那么關(guān)上燈再摸黑走到門口，十分不方便。工作原理：電路原理如下圖所示。A、B分別接在原開關(guān)兩端。合上開關(guān)S時，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?？煽毓鑼?dǎo)通后，相當(dāng)于短路C、D兩點，因而A、B兩點也經(jīng)過二極管和導(dǎo)通的可控硅閉合起來。此時照明燈亮。斷開開關(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，一段時間后，可控硅截止，燈滅。此電路延時時間約為40～50秒。2/4/20234813.6熱釋電紅外探頭報警器熱釋電紅外探頭報警器由新型熱釋電式紅外探頭和語音集成電路等組成，是一種體積小、無須外部接線、使用方便的便攜式報警器。每當(dāng)它的前方5m范圍內(nèi)有人活動時，便會立即發(fā)出“嘟嘟，請注意！”的告警聲。其最大的特點是白天和晚上都能正常工作，可廣泛用于家庭防護、誤入危險區(qū)域警示、商店營業(yè)部來客告知及外出旅行度假時安全防范等場所。2/4/20234913.6.1工作原理圖13-8熱釋電紅外探頭報警器的電路圖熱釋電式紅外探測頭,是一種被動式紅外檢測器件，它能以非接觸方式檢測出運動人體所輻射出來的紅外能，并將其轉(zhuǎn)化為正脈沖電信號輸出；同時，它還能有效地抑制人體輻射波長以外的紅外光和可見光的干擾。語音集成電路2/4/202350圖13-8熱釋電紅外探頭報警器的電路圖當(dāng)有人進(jìn)入監(jiān)視區(qū)域內(nèi)時，IC1的OUT腳輸出與運動人體頻率基本同步的正脈沖信號。該信號直接加到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)儲的“嘟嘟，請注意！”電信號，經(jīng)三極管VT功率放大后，推動揚聲器B發(fā)出響亮的告警聲。電路中，R為IC2外界時鐘振蕩電阻器，其阻值大小影響語音聲的速度和音調(diào)。C為濾波電容器，主要用來降低電池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頭，它將菲涅耳透鏡、熱釋電傳感器、單片數(shù)模混合集成電路組合在一起，構(gòu)成了一個堅固、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。它共有三個引腳：即電源正極端VDD、信號輸出端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到運動的人體。IC2選用HFC5212型“嘟嘟，請注意！”語音集成電路。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動圈式揚聲器。SIC用1x1小型撥動開關(guān)。G用三節(jié)5號干電池串聯(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5根7mm長銅絲直接插焊在電路板對應(yīng)數(shù)標(biāo)孔內(nèi)。焊接時注意：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)。盒面板開孔伸出IC1探測鏡頭，并為B開出放音孔。盒側(cè)面開孔固定SA。制作成的熱釋電紅外探頭報警器，一般無須任何調(diào)試便可投入使用。如果IC2語音聲的音調(diào)或速率不理想，可通過更改IC2外接振蕩電阻R阻值（620k～1.2M)來加以調(diào)整。R阻值大，語音聲速慢且低沉；反之，則語音聲速快且尖高。實際使用時，熱釋電紅外探頭報警器可放在任何需要對人體進(jìn)行監(jiān)視的地方（或固定在墻上），將IC1探測鏡頭正對著來人方向即可。該報警器的有效監(jiān)視范圍是一個半徑5m、圓心角達(dá)100°的扇形區(qū)域。由于本裝置實測靜態(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)個月時間。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單，當(dāng)按下按鍵SB時，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后，IC2的第12腳就會翻轉(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)。低電平截止不動作不亮動合觸點K1打開按一下發(fā)射器的按鍵接收到的超聲波信號并將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號前置放大內(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，型號為UCM-T40；B2為與B1相配套的超聲波接收換能器，型號為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)式防盜報警器該防盜報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，適用于倉庫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)式防盜報警器電路多普勒傳感器,通過外接環(huán)形天線W向周圍空間發(fā)射微波信號低頻放大器聲響報警電路電子開關(guān)、延時電路天線2/4/202360即使侵入者遠(yuǎn)離監(jiān)視區(qū)域，報警器也會持續(xù)報警一段時間（約25s）。無人進(jìn)入防盜監(jiān)視區(qū)內(nèi)時有人進(jìn)入IC1的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)活動時輸出恒定的直流電壓報警電路不動作接受到被人體反射回來的微波信號輸出脈動電壓導(dǎo)通低電平高電平飽和導(dǎo)通報警電路動作，反復(fù)發(fā)出響亮的“有賊，抓賊呀”的報警聲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時基集成電路。VT2選用3DK4開關(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)置語音集成電路和揚聲器的高響度聲響報警器。天線W可選用黑白電視機特高頻(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，可決定報警時間的長短。2/4/20236313.9吸煙報警器該報警器安裝在不宜吸煙的場合，當(dāng)有人吸煙而煙霧繚繞時，會發(fā)出響亮刺耳的語言“不要吸煙”，以提醒吸煙者自覺停止吸煙2/4/20236413.9.1工作原理圖13-11吸煙報警器電路氣敏傳感器穩(wěn)壓在4.2V，為語音集成電路IC2和VT供電語音集成電路升壓功放報警器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2/4/202365表面吸附了煙霧或可燃性氣體時B、L極間阻值減小電位下降電位下降，下跌到1/3VDD時，IC1的2腳受觸發(fā)輸出高電平輸出語音信號發(fā)出響亮的報警語音雖然單穩(wěn)態(tài)電路延時時間按圖設(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等時基集成電路；IC2選用LH-169A型語音集成電路；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小口徑電動式揚聲器。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)。盒面板開孔固定氣敏元件，并為揚聲器B開出釋音孔。調(diào)試時先將限流電位器RP