关报警器设计指导书.docx
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关报警器设计指导书
摘要
本设计主要有红外线传感器，电源电路、发射电路、接收电路和报警电路组成。
发射电路与接收电路的距离不超过50CM，当有人通过布防区时，就会发出报警声，即使人离开，报警也将继续，直到人为的按动复位键才停止报警。
关键字：
红外线发射放大报警
ABSTRACT
Thisdesignmainlyinfraredsensors,powersupplycircuit,firingcircuit,receivingcircuitandalarmcircuit.Transmitterandreceivercircuitryatadistancenotexceeding50CM,whensomeonethroughthedeploymentzone,wewillsendalarmsound,evenifthepeopleleft,alarmwillcontinueuntiltheman-madepressingtheresetbuttononlystopthealarm.
Keywords:
Infraredemissionamplificationalarm
目录
摘要……………………………………………………………1
Abstract………………………………………………………2一﹑课程设计任务书…………………………………………4
二﹑设计指导书……………………………………………5
1课程设计的性质和任务………………………………5
2设计的目的和意义……………………………………5
3设计的内容和要求……………………………………5
3.1概述……………………………………………5
3.2设计要求………………………………………5
3.3设计内容………………………………………5
3.4器件选择…………………………………………….9
4报警器设计原理图…………………………………11
3、心得体会…………………………………………………12
4、参考文献………………………………………………13
五、指导教师评语………………………………………14
《传感器与检测技术》课程设计任务书
一、设计目的
通过本次设计，能对《传感器与检测技术》有一更系统地了解，初步运用所学的红外线对射技术设计报警器，更加接近实际的模仿报警器、自己动手接线，提高动手能力。
二、设计任务
查阅防盗报警方面的资料，了解此方面的发展状况；
掌握红外线发送与接收技术；
采用脉冲式发送技术，以尽量增加检测范围；
考虑抗干扰措施；
采用合理的声光报警方案；
设计实现该系统。
三、设计要求
利用实验室现有设备完成自己所承担的设计任务，包括原理图的设计，焊接电路板。
主要要求如下：
1、报警器应能完成下列几项控制功能
a、能有效判断是否有人员进入。
b、尽可能大的增加监测范围。
c、尽量增加报警器的可靠性、稳定性和抗干扰性。
2、原理图的设计。
3、焊接电路板，完成调试。
4、完成设计论文，主要如下：
1）、绘制系统的原理图。
2）、心得体会。
四、设计时间
2010年3月3日---2010年3月13日。
五、辅导时间
早八点到晚四点
红外线对射报警器设计指导书
1.课程设计性质和任务
与检传感器测技术是自动化专业一门重要的专业课。
该课程不但有较高的理论基础要求，而且工程实践性很强。
因此，除安排上完理论课时外，还安排了两周的课程设计。
通过课程设计，一方面，可巩固已学过的理论知识，更重要的是给学生一次独立的设计实践机会，以培养其设计能力和实际工作能力。
2.设计目的和意义
通过传感器与检测技术的课程设计，可以使学生把所学的知识运用到实践当中去，从而加深理解所学的理论认识，明确传感器在社会生产的重要地位。
按照给定的设计资料和设计要求。
使学生掌握传感器与检测技术设计的基本能力，增强独立分析与解决问题的能力，并且可以激发学生们的设计思维。
3.设计的内容与要求
3.1概述
红外线对射全名叫“光束遮断式感应器”（PhotoelectricBeamDetector），其基本的构造包括瞄准孔、光束强度指示灯、球面镜片、LED指示灯等。
其侦测原理乃是利用红外线经LED红外光发射二极体,再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离,由受光器接受。
当光线被遮断时就会发出警报。
红外线是一种不可见光，而且会扩散，投射出去会形成圆锥体光束。
红外光不间歇一秒发1000光束，所以是脉动式红外光束。
由此这些对射无法传输很远距离（600米内）。
利用光束遮断方式的探测器当有人横跨过监控防护区时，遮断不可见的红外线光束而引发警报。
常用于室外围墙报警，它总是成对使用：
一个发射，一个接收。
发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光，形成警戒线，有物体通过，光线被遮挡，接收机信号发生变化，放大处理后报警。
红外对射探头要选择合适的响应时间：
太短容易引起不必要的干扰，如小鸟飞过，小动物穿过等；太长会发生漏报。
通常以10米/秒的速度来确定最短遮光时间。
若人的宽度为20厘米，则最短遮断时间为20毫秒。
大于20毫秒报警，小于20毫秒不报警。
本设计的要点在于红外线信号的发射与接收部分，由于目前在市场上常用的发射和接收器件都具有频率选择性，因此要想得到较好的传输距离和稳定性能，必须将红外线发射管工作的振荡电路频率调整在红外线发射器件的工作频率附近，现大部分产品的频率为38KHz，至于接收电路，可以理解为：
当有红外线信号收到时输出一个高电平信号，如果有人阻断了红外线信号，输出一个低电平信号，后续电路通过这个低电平信号启动报警。
从实际的效果来看，报警信号必带有锁存功能，即当有人进入设防区域后报警信号就被锁住即使人离开，报警也将继续，直到人为的按动复位键才停止报警。
3.2设计要求
完成焊接后，启动电路,当电路的发射端与接收端之间有障碍物时，电路自动启动报警，发出报警音乐，撤离障碍报警继续。
当按下复位键时，报警停止（注：
红外线的发射与接收端需保持同一直线且距离不宜太远即不超过50cm）。
3.3设计内容
1、电路图设计
该电路图包含4部分：
电源电路、发射电路、接收电路和报警电路。
1）
电源电路：
电源采用220V交流电压，经变压器降压为12V交流。
电流通过集成电路整流为5V直流电压。
2）发射电路：
接通电源后发射器的多谐振荡器起震，振荡产生的方波信号经VT6进行放大后，驱动红外发射管D6向布防区域发送红外线信号。
3）接收电路：
在布防区域若没有物体挡住红外线，这时发射的信号被红外接收管接收，经VT1、VT2两级放大，D8、D9倍压整流后形成一个直流控制电压，驱动VT5饱和导通，这时输入4011与非门8、9脚为低电平信号。
4）报警电路：
当红报警外线被挡住时，VT5截止，这时输入与非门的信号变为高电平，经逻辑电路处理后，从3脚输出低电平，这个信号使VT3导通，报警开始，另一方面经R8，使CD4011与非门电路的13脚输入一个低电平信号，锁存了报警信号，这样，就算重新接收到了红外信号，报警信号也不会停止。
只有当重新接收到信号，同时按下复位键，将4011的13脚变为高电平时，报警信号才被停止。
2、硬件电路的制作
在对电路的制作时，只要按线路板上的标识，正确安装元件，一般都能一次成功。
1）音乐集成电路IC4的安装
音乐集成电路内部采用CMOS，具有高的输入阻抗，因此很容易接收到静电感应信号而损坏，在制作时焊的时间不能太长，电烙铁外壳最好接地。
其中这个电路必须接上振荡电阻后方能产生报警信号，由于电路没有引脚引出，要装于线路板上，我们必须焊上三根引脚，引脚可以采用剪下来的电阻引脚。
2）其他器件的安装
红外线发射与接收管的安装，必须是折弯对齐，焊接时不要直接在线路板上插到底，不然的话就无法折弯对齐了。
3、电路的调试
1）首先对电源进行调试。
先将整流、滤波部分元件焊上，然后接上变压器，用交流档测变压器输出电压为12.7V，再用直流档测整流滤波后的电压为直流12V左右，正常，接上三端稳压后再测其输出电压，为稳定的5V，这些数据说明电源部分全部工作正常。
2）发射部分的调试。
接通发射部分的电源，用万用表测VT7脚的基集电压为-0.4V,说明电路已起震，正常工作。
3）红外接收部分的调试。
将红外发射部分与接收部分对齐，测CD4011的8脚，为0.4V，然后用手挡住红外线，这时电压变为4.8V，说明红外部分电路正常工作。
4）报警电路的调试。
用一根导线将VT3的发射极与集电极短接，这时听到响亮的110警车报警声。
5）与报警组装输出使用。
4、操作说明
1）将电源插头插入12V交流插口，电源指示灯亮。
2）将发射器与接收器的红外线发射与接收管对齐。
3）确认发射管与接收管对齐后，若还在报警，可以按下复位键，此时报警停止，系统进入守候状态。
4）当用手在红外发射与接收管间挡住时，马上响起110警车的报警声，此时就算人离开也会一直报警，直到人为按下复位键后，只要发射与接收间无遮挡，就不会报警，若一直有东西挡住，将一直报警。
3.4器件选择
管脚功能：
1A数据输入端
2A数据输入端
3A数据输入端
4A数据输入端
1B数据输入端
2B数据输入端
3B数据输入端
4B数据输入端
VDD电源正
VSS地
1Y数据输出端
2Y数据输出端
3Y数据输出端
4Y数据输出端
CD4011内部逻辑结构图
CD4011内部保护网络
CD4011逻辑图
CD4011电气特性:
VDD电压范围：
－０.5Vto18Ｖ
功耗：
双列普通封装700mW
小型封装500mW
工作温度范围：
CD4011BM-55℃-+125℃
CD4011BC-40℃-+85℃
制作名称
红外对射报警器
标注
元件名称
型号规格
数量
配货
R1R9R14R15R18
电阻
100K
5
R2、R21
560
2
R3R4R12
1.2M
3
R5,R22
200K
2
R6R13R16
10K
3
R7R8R11R17R19
2．2K
5
R10
2M
1
R20
100/1W
1
C1C10
电容
220uF
2
C2C8C9C11
103
4
C3
10uF
1
C4C5C7
104
3
C6
100uF
1
D1—D5
二极管
1N4007
5
D6白、D7黑
红外收、发对管
2
D8-D10
1N4148
3
CW1
3.6V
1
LED1
发光φ5红色
1
VT1VT2VT4VT5VT7VT8
三极管
9013
6
VT3VT6
9012
2
IC1
集成电路
CD4011
1
IC2
LM7805
1
IC4
BJ9561
1
SB1
轻触按键
-
1
SP
扬声器
8Ω/0.25W
1
-
接线柱
2位
4
-
导线
2*0.12
1
-
线路板
1发射，1接收
2
4报警器原理图（见附图）
心得体会
经过两周的设计，本设计基本上达到了设计目的。
这次电路的制作主要应用到了模拟电子技术、数字电子技术、电子工艺等多方面的知识，所设计的红外线探测报警器已达到了家用防盗报警的要求，同时也使我的电子设计能力得到了极大锻炼。
特别是一些在之前学习中没有学好的课程，在这次毕业设计中都得到了很好的再次学习机会，不管是画原理图还是画PCB图，都比以前来的熟练的多。
两个周的设计时间真的让我学会了好多，之前很多不懂的问题在老师和同学的帮助下都很好的解决了。
在这个电路制作的过程使我更进一步的了解到了，理论与实践是有很大的区别的。
要想做好一个电子产品，必须要有非常好的理论基础。
如果你只会懂理论不会动手，那你是不会做成一个完整的电子产品。
经过了这一次的设计，使我对理论知识有了更深刻的了解，同时锻炼了我的动手能力培养了我对这门技术的兴趣和爱好。
另外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。
文中也可能出现很多错误，望老师指出纠正，在以后的工作学习中我会努力学习！
在此，非常感谢柏老师的指导帮助我完成这次设计。
参考文献
[1]董春利.传感器与检测技术机械工业出版社2008.4
[2]赵晓锋.传感器原理及其应用高等教育出版社2008.12
[3]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计电子工业出版社2002.2
[4]沙占友等.数字仪表新颖电路原理与应用机械工业出版社2006.5
[5]邱关源.电子基础高等教育出版社
答辩评语
成绩：
指导教师：
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