光电控制防盗报警器.doc

国家职业资格全省（或市）统一鉴定维修电工论文（国家职业资格II级） 论文题目： 光电控制防盗报警器 姓 名： 徐立娟 身份证号：准考证号： 08510103 所在省市： 江苏省盐城市 所在单位： 江苏省盐城技师学院 光电控制防盗报警器徐立娟盐城技师学院摘要 ：生活中随处可见报警器的引用，随着时代的发展，人们对其要求也越来越高，传统的报警器虽然实用，但使用范围窄，安全性也不高，光电报警器就可以很好的改善这点。人工防盗已远远不能满足现今人们的需要，智能防盗报警器的出现时社会发展的必然趋势，而由555定时器实现的光电控制防盗器就是其中的一种。关键词：光电报警器 智能防盗 555定时器 光电控制防盗1引言随着科技的进步和人们生活水平的不断提高，人工防盗已远远不能满足现今社会发展的需要，人们对报警器的要求也越来越高，防盗报警成为现今社会生活中不可或缺的一部分。它广泛应用于机关单位、商场、金融部门和家庭住宅等场合。 传统的报警器一般采用开关、触摸式报警，这种报警器相对实用性强、性能稳定，但是应用范围要相对狭窄等一点，而且安全性能也不是太好，而光电控制报警器就可以很好的改善这点。而本设计通过数字逻辑电路和模拟电路，让设计变的更加方便、简单，电路更简单。使防盗报警器能自动探测其区域范围内的侵入行为，产生报警信号，并提示相关工作人员发生报警的区域。它通常由探测器 、传输通道和报警控制器三部分组成。报警探测器的核心元件是传感器，采用不同的传感器件可以构成不同种类的报警探测装置。在实际应用中，根据使用情况不同，合理选择不同种类的报警探测器，以此来满足不同的安全防范要求。2电路设计经过方案论证与比较， 系统组成框图如图1所示，在没有物体或人经过时，发光二极管发出的光直接照射到光敏电阻上，由于受到的光照阻值较小，使落在三极管上的电压较小，基极电流较小，三极管处于截止状态，不能使接在其集电极的发光二极管发光，报警器没有信号，当有物体或人经过时，发光二极管发出的光被遮挡住，照射在光敏电阻上的光通量减少，光敏电阻的阻值升高，流过基极的电流增大，经三极管放大后驱动报警的发光二极管发光，从而实现报警。光电三极管也可称为光敏三极管，它的电流受外部光照的控制，是一种半导体光电元件，比光电二极管灵敏的多，光照集中电结附近区域，采用一般晶体管放大原理，得到一种具有电流内增益的光伏探测器，即光电三极管。小功率的发光二极管正常工作电流在10mA-30mA范围内，根据欧姆定律，与红外发光二级管串联的电阻值为510欧姆，光敏三级管需要串联一个240欧姆的电阻防止被击穿。发射电路接受电路放大电路报警电路 图1:系统组成方框图本电路中，通过三极管输出高低电平来控制74LS247显示数字是哪路被挡，同时由555报警器发出间歇式的报警声。芯片74LS247是驱动共阴数码管的译码器。 2.1 直流稳压电源图2 电源电路直流稳压电源主要由电源变压器、桥式整流器、滤波电容器及三端稳压器等组成，其作用是为信号发射及信号检测等电路提供稳定的直流电源。电源变压器将电网的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压，再变换成脉动的直流电压，再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压，常用的整流滤波电路有全波整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。整流电路再将交流电压变成脉动的直流电，电路如图2所示。2.2 发射器电路红外光信号发射电路如图3所示，主要由电阻、红外线发射二极管DL1、电容器和555计时器等组成。 图3 发射电路2.3 接收器电路 电路由红外接收集成和红外接收管电路组成，如图4所示。正常情况下，红外接收管收到由发送管送来的红外信号后，转变成微弱的电信号，经过三极管放大、检波、限幅、滤波、积分、整形后输出高电平，送入反向器。反向器输出低电平，不导通，后面电路不工作。当阻隔红外发射管发射的红外线时，红外接收管收不到红外线没这事输出低电平，送入反向器，反向器输出高电平，芯片触发，芯片输出脉冲信号，经过放大，蜂鸣器发出报警音。 图4 接收器电路2.4光电转换模块 R1 R3 R4 R5 LED1 LED2 图5 光电转换图 光电转换采用红外线发光二极管和光敏三极管构成，因采用5V直流供电，在二极管串联一个电阻，被遮挡时相当于断路。所以才有了高低电平的输出来控制后面的数字电路部分，实际上这部分是实现把电信号转换成数字信号的功能，如图5。3 放大电路设计 放大电路采用复合晶体管放大，将二只三极管适当的连接在一起，以组成一只等效的新的三极管。两个三极管接在一起，记性只认前面的三极管。等效电路如图6：图6 ：复合管及其等效电路两个相同极性的三极管S9014，为前面三极管集电极跟后面三极管集电极相接，再将前面发射极跟后面基极相接。后面三极管发射极为复合管的发射极，放大倍数是两个三极管放大倍数的乘积，复合管的类型与前面晶体管的类型相同，和后面三极管无关。4 报警电路设计 利用555定时芯片，如图7，采用三极管控制，使三极管处于截止状态，假设突然出现情况，三极管导通，产生报警信号。 图7 555芯片示意图由555定时器和三极管构成的报警电路如图8所示。其中555构成多谐振荡器，其输出的信号经过三极管推动扬声器。PR是控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，相反，则电路停振。电网正常供电时，通过电源变压器供给所需要的直流电压，为防止停电，在控制器的输入口设置备用电源，保证报警器在停电时依然可以工作。 图8报警电路 4.1 数字显示模块 图9 数字显示数码管 显示电路选择74LS247和共阴7段LEDS译码管，实现1为低电平和7为低电平时，数码管显示0；1为高电平7为低电平时，数码管显示1；1为低电平7为高电平时数码管显示3. 74LS247是一款低电平驱动的数字译码芯片，在共阳数码管之前要加8个100欧的电阻，以保护数码管不被烧坏，如果数码管显示的过亮了就要增大电阻的阻值。 图10 引脚功能表、系统总设计图4.2 蜂鸣器的结构原理压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗压配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后，一般为1.5-15V直流工作电压，多谐振荡器起振，阻抗压配器推动压电蜂鸣片发声。5 防盗报警器误报分析后解决方法一 、防盗报警器自身设计不当引起的误报警。报警器种类繁多，而且也有各自的使用范围和局限性，选用不当就会引起误报警。因此要减少由于选材不当而引起的误报警，设计人员要十分熟悉各种报警器材的特点、适用范围和局限性，因地制宜。除了设备器材的选择之外，设计不当还表现在器材安装位置、防护的措施以及布线等。二、用户使用不当引起的误报警。由于用户使用不当常常会引起报警系统的误报警，如不小心触发了紧急报警装置，系统值班人员的误操作，未注意工作程序的改变等都是导致系统误报警的原因，对用户使用不当进行分析，弄清问题的原因，可以大大降低报警系统的误报警次数。三、 报警器设计引起的误报警。 要求熟悉报警器的原理、特点、适用范围和局限性。排布元件要注意元件和元件之间的干扰。四、环境引起的误报警 这是指报警系统在正常的工作状态下产生的，从原理构造上是不可避免的，但事实上又是不需要的，属于误报警。随着传感技术、计算机技术的发展，大规模的集成电路的应用，报警系统智能化也会不断提高，环境噪声引起的误报警也会随之降低。结论这次的设计，使我更进一步的了解学习了电子技术的重要性，也通过自己这次的思维设计出电路，加深了我对模拟电路的基本概念、基本电路的工作原理和基本分析的理解。提高了自身的水平，我这次设计的是光电控制防盗报警器，设计的过程中，遇到了很多的问题，搜索了这方面的资料的同时加以改进自己的设计，通过这次的练习，体会到了成功所有的喜悦，整个电路图简单明了，方便查阅。 这次的设计在忙碌了的学习生涯中接近尾声了，由于缺乏经验，难免在设计中考虑不全面，要谢谢老师在一旁的督促耦合指导，老师的严谨治学和科学的规划师我永远学习的动力，将一直影响着我。参考文献【