电子门铃.doc

继续教育学院毕业设计（论文）题目：语音电子门铃设计院、系（站）：渭南工业学校函授站学 科 专 业：应用电子技术 学 生： 马 蓉 学 号： 指 导 老 师： 2014年12月继续教育学院毕业设计（论文）题目：电子门铃设计摘要鉴于现今社会商品化的进程，顾客对商家服务的态度越来越高，现在很多商家用上大量的人力物力在商店门口招呼顾客，这样就造成了对资源的浪费，如果采用本文所要设计的迎客，送客，语音留言门铃，就可以完全节省这部分成本，而且这部分门铃不需要机械开关，具有电路新颖，结构简单，灵敏度高，性能稳定和安全可靠等特点，并且可以代替主人向来客的到访或离开表示一种礼貌上的欢迎，表达对客人的尊敬，让人有一种宾至如归的感觉。本文介绍一种具有简单识别来人功能的语音门铃，适合在宾馆，商场等公共场所的门前安装使用。当有人进门时，他会礼貌的发出“欢迎光临”声，有人出门时则自动发出“谢谢光临”的欢送语，使人倍感亲切。此外，它还具有复用性，平时能够当作一般的时钟来用。关键词：电子门铃 多功能 语音门铃目录 目录1绪论2第一章 常见几种实用门铃31.1叮咚门铃31.2不用电池的双音门铃41.3两种无按钮音乐门铃51.4触摸式门铃5第二章 电路的设计与工作原理72.1电路设计思想72.2电路工作原理72.3 实现的功能8第三章 电路的实用试调93.1 电路简介93.2 元件的选择和检测103.3焊接电路113.4检验和试听123.5用音乐集成电路制作报警器13结束语16致 谢17参考文献18 绪 论“门铃”的作用顾名思义就是提醒主人开门。“门铃”这玩意在中国古代较少听说，有钱的大户人家是在大门上装有装饰性的门环，叫门的人可用门环拍击环下的门钉发出较大的响声，有现代“门铃”的作用。“门铃”在外国电影的古代片中常有出现，也多是有钱的人户在门前吊着一只硕大的青铜手柄。马车夫将客人送到门前的时候，会顺便拉拉它牵动里面的铃当以示来人。 在近代“门铃”不再是有钱人家的专项，“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。各式各样的“门铃”比比皆是，“门铃”的作用也不仅仅是局限敲门。随着人们生活质量的提高，原始的门铃远远不能满足现代生活的需要，人们需要更人性化、个性化、趣味化、智能化的居家门禁系统，可以使人们在外出时不会错过一些来访客人的重要信息，正是基于这种思想，在总结单纯的“叮咚”门铃和语音门铃的基础上设计了将两者结合起来，真正实现在较高的性价比基础上实现了系统的人性化，智能化。随着电子技术的飞速发展，80年代出现了电子集成电路。这是一种封装在小型印刷电路板上的大规模集成电路。当触发输入的一个触发信号，它就会按内部存储好的程序，发出一曲优美动听的音乐。近年来，又出现了内存语言程序或声响程序的集成电路，触发后，会发出“谢谢光临”、“请注意倒车”、“抓小偷”等语言声或模拟动物叫声、叮咯声、警笛声等声响。这种集成电路已被广泛应用于电子玩具、门铃、钟表或报警装置上。本文设计的电子门铃不仅具普通电子门铃的功能，而且还具有一些扩展功能。它的工作状态能够由用户自行设定，并能够用不同的音乐声来区分不同类型的访问者，并给来访者提供必要的语音和文字回应信息，此外，用户还可以对来 访信息进行多方面的查询。第一章 常见几种实用门铃1.1叮咚门铃 下图是一种能发出“叮、咚”声的门铃的电原理图。它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的。它的音质优美逼真，装调简单容易、成本较低，一节6V迭层电池可用三个月以上，耗电量较低。图中的IC便是时基电路集成块555，它构成无稳态多谐振荡器。按下按钮AN（装在门上），振荡器振荡，振荡频率约700Hz，扬声器发出“叮”的声音。与此同时，电源通过二极管D1给C1充电。放开按钮时，C1便通过电阻R1放电，维持振荡。但由于AN的断开，电阻R2被串入电路，使振荡频率有所改变，大约为500Hz左右，扬声器发出“咚”的声音。直到C1上电压放到不能维持555振荡为止。“咚”声的余音的长短可通过改变C1的数值来改变。1.2不用电池的双音门铃随着电话机的普及率越来越高，拥有住宅电话的家庭也越来越多，但大多数住宅电话使用率很低，利用电话入户馈线提供的48V（60V）直流馈电作电子门铃的工作能源是经济实用的。现介绍一款不用电池的双音门铃电路。电路原理如图所示，不难看出，图中电路是常规的电话机振铃电路的变型。a、b分别是电话机入户线的正、负两端。AN为常开型门铃按钮，在电话机候机时，按下AN，程控交换机提供的48V（或60V）电压，直流馈电经VD1、R1对电容C1充电，当C1端电压Vc达到IC1的起控电压时，IC1起振送出双音电子铃流使蜂鸣器B发声，告知主人有客来访。而当电话机正在使用时，则图中a、b之间的电压较低达不到IC1的起控电压，此时，即使按下AN门铃按钮也不工作，这是因为由于R1取值较大，远大于电话机的阻抗。故AN按下时对电话机的正常通话无影响。也对程控交换机无不良影响，仅在使用门铃时对其间打入的电话遇忙。1.3两种无按钮音乐门铃门铃均需安装按装，因而存在着安装麻烦和易于丢失损坏等问题。用复合开关管代替机械触发开关制作的音乐门铃，即可克服上述弊端。图1为振动式。当有人用手敲门时，安装在门内侧的压电陶瓷片YD受到振动而产生相应的音频电压，使复合管开关BG1和BG2导通，音乐电路CIC受到触发即演奏一段乐曲。压电陶瓷片以采用直径较大的为宜，用502胶水将其粘合在门内偏上的中心位置即可。图2为触摸式。当用手指触摸电路A点时，人体感应电压使复合管BG1和BG2导通，音乐电路CIC受到触发即演奏一段乐曲。触摸电极A可用一大小适中的金属片固定在门框上即可。 1.4触摸式门铃本文介绍的触摸式门铃，用触摸方式代替机械开关，它简单可靠，实用有趣。工作原理：电原理图如图所示。555时基集成电路工作在单稳状态，平时脚和脚均为低电平当用手触摸一下金属感应片M时,人体的感应信号通过0.1F电容加至555时基集成电路的脚，使电路翻转进入暂稳态，这时脚输出高电平直接加到门铃芯片的触发端，芯片被触发并通过三极管推动扬声器发声。同时脚也变为高电平，电源通过100K电阻对4.7F电容充电,当电容上的电压充至2/3电源电压时，电路又翻转，暂稳态结束，脚又变为低电平。待再触摸一次M时，上述工作过程周而复始。因此每触摸一次M，门铃就被触发一次。脚上的0.01F电容为抗干扰电容,可防止门铃被误触发。元器件选择与制作：本电路的门铃芯片选用“叮咚”（HL9300）芯片，它每被触发一次，尽管脚变为低电平后，它仍可连续发出三次“叮咚”声。如选用的是需要触发端一直为高电平才可发声的芯片（如音乐芯片），应适当调整脚上的阻容时间常数来调整暂稳态的时间，使脚的高电平足以使芯片发出一曲完整的音乐后才变成低电平。另外还应通电测量一下门铃芯片推动三极管的基极电位，如静态（不发声）时为低电平，则改用NPN型三极管作推动管，目的是防止静态动耗，延长电池使用寿命。触摸片的引线太长时最好使用屏蔽线并将屏蔽层接地。本电路制作简单，只要安装无误即可正常工作。本电路还可扩展为触摸开关、触摸报警器等实用电路。 第二章 电路的设计与工作原理2.1电路设计思想该电子门铃电路主要有两个相同的红外线接收电路、语音电路和稳压源供给电路等组成。红外线接收电路、脉冲控制电路、语音电路、喇叭稳压电源电2.2电路工作原理该电子门铃电路由电源电路、触发控制电路、音频振荡器输出电路组成， 如下图所示 电源电路由电源变压器T、整流二极管VDl-VD4和滤波电容器Cl组成。触发控制电路由门铃按钮S、二极管VD5、电容器C2和电阻器Rl、R2组成。音频振荡器A由四与非门集成电路IC(Dl-D4)内部的Dl、D2和电阻器R3、电容器C3组成。音频振荡器B由IC内部的D3、D4和电位器RP、电容器C4组成。音频输出电路由电阻器R4、R5、二极管VD6、VD7、晶体管V和扬声器BL组成。交流220V电压经T降压、VDl-VD4整流，Ic滤波后，为整机提供9V工作电压。平时，两个音频振荡器均不工作，扬声器BL不发声。当客人按下门铃按钮S时，C2快速放电，两个音频振荡器同时工作，产生的音频信号经VD6、VD7混合后通过V放大，驱动BL发出叮声。当客人松开S时，C2快速充电，音频振荡器A停止工作，音频振荡器B产生的音频信号经V放大后，推动BL发出咚声。调整R3和RP的阻值，可改变 叮咯声的音调。元器件选择Rl-R5选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。RP选用微型可变电阻器。Cl和C2均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C3和C4选用涤纶电容器或独石电容器。VDl-VD4选用1N4001或1N4007型硅整流二极管;VDS-VD7均选用1N4148型硅开关二极管。V选用S9013或C8050型硅NPN晶体管。IC选用CD4011型四与非门集成电路。S选用门铃用动合口按钮。BL选025W、8的电动式扬声器。T选用3W、二次电压为8-9V的电源变压器。 2.3 实现的功能1 当顾客进门时，能够发出“您好，欢迎光临”。2 当顾客出门时，能够发出“谢谢光临”的女声。3 可以随时设定报警状态。当有贼进入时发出警笛声报警。4 可以记录进入某个商店的大概的人数，提供给店主，以供参考。5 增加了电子迎宾器的功能。第三章 电路的实用试调3.1 电路简介 下图是一种能发出“叮、咚”声的门铃的电原理图。它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的。它的音质优美逼真，装调简单容易、成本较低，一节6V迭层电池可用三个月以上，耗电量较低 1、采用音控式电路，使门铃在平时耗电少，而在工作时又保证门铃声音宏亮、清晰。2、工作原理，它由对讲式门铃电路、音控式音频功放电路、自动应答留音控制电路及留言录音电路等组成。其中对讲式门铃电路由内储“叮咚，您好，请开门”的语音片和内储“欢迎光临”的语音片等组成的留言信号放大电路组成。3.2 元件的选择和检测1.音乐集成电路KD153H，可用替代法在已装好的电子门铃上检测。也可用KD一9300型的其它音乐集成电路代替，可制成音乐电子门铃。2三极管9013。采用放大倍数较大的效果好。3按钮开关，可采用任何规格的按钮开关，可用万用表欧姆档检测它的通 断情况。按下时接通，松开手后开关断开。图211扬声器及符号4扬声器。采用55毫米或65毫米、阻抗8欧姆的永磁场声器（如图2一1 1）。可用万用表R1档检测。当两只表笔分别碰触扬声器两个接线片时，扬声器将发出“喀喀”声。3.3焊接电路1将所用导线、三极管引脚、扬声器接线片用小刀刮亮后镀锡。2将三极管按电路板上标志插入小孔（如图3一22），用电烙铁焊好。为防止电烙铁外壳感应带电损坏集成电路，电烙铁外壳应妥善接地或电烙铁烧热后，拔下电源插头后趁热焊接。焊接时间要短，焊点要小而圆。注意防止相邻焊点相碰而发生短路。3焊接扬声器。将两根短导线一端焊在扬声器接线片上，另一端分别焊在印刷板的1、3两端。 (A)(B)(C)(D)接上由两节电池组成的电源，注意正负极、按一下按钮开关，扬声器将发出三声悦耳、响亮的“叮咚”声。4焊接电源引线。红线焊在1端，黑线焊在4端。红黑导线的另一端将分别接在电池组正负极上。5焊接按钮开关。导线采用多股软线，长度应视安装门铃的实际情况而定，但不可过长。注意：焊接多股导线时，应将多股细线拧在一起焊接。2根导线分别焊在印刷板1、2两端。导线另一端分别接在按钮开关上。3.4检验和试听焊接完毕后应逐个检查各焊点的焊接情况。不应有假焊和虚焊，各焊点应小。防止相邻焊点短路。尤其印刷板1端同时焊有3根引线，不易焊好。可请同学帮助，将3根导线镀锡后，并在一起，同时焊在1端上。用万用表RlK档测量两根电源线间的电阻，应在几K左右，不可为零（若为零，电路中有短路的地方）。3.5用音乐集成电路制作报警器在电子门铃的基础上，增加少量元件，就可以制成自动报警器。我们知道，在上面的门铃电路中，当按下开关时，电路板上的2端和1端接通，音乐集成电路被触发而发声。如果去掉开关，而用其它方法去触发电路，就可以制成自动报警器。表2-12是几种不同的传感器的构造、工作原理及对应的报警电路。表2一12 几种报警器传感器构造工作原理实际电路图温控温度升高，双金属片接触，AB接通电路触发传感器A、B两端磁控JAG型干簧管磁极靠近时干簧管内金属片接触AB接通，电路触发液位控制液位升高到金属片位置液体导电将AB接通电路触发断线报警0.1mm细漆包线两端刮亮镀锡后接在BC间细导线碰断后由100K电阻将AB接通电路触发光控报警2CU型光电二极管光电二极管电阻随照射光线强度达到一定值时，AB接通电路触发 100k微调电阻控制报警灵敏度利用传感器可以自动触发音乐集成电路。传感器可以把周围环境中的“非电量”的变化如亮度变化、温度变化、水位变化等转化为电路的通断。所以利用不同的传感器可以在不同的环境变化时触发音乐集成电路而提供报警。 结束语 本电子门铃从另一个角度扩展了电子门铃的功能。而且系统电路简单，运行稳定。如果要记录大量的来访信息，只需要更换同系列且容量更大的存储芯片，并在软件上对存储信息的相关起始地址作简单的修改即可。通过这次电子门铃的设计，使我更加对门铃有了更深刻的了解和认识，获得了许多关于门铃方面的知识，也认识到自己学习中的不足，促使我会在今后的学习中更加努力学习，同时由于本人能力有限，在论文中如有错误和不足请读者不吝赐教，我会虚心接受的。 致 谢毕业论文暂告收尾，这也意味着我在校的三年学习生活既将结束。回首既往，自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中，能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。在这三年的时间里，我