传感器与检测技术(设计报告)

1、精选优质文档-倾情为你奉上传感器与检测技术 期末考核实物设计报告书题 目：声光双控自动报警及照明电路姓 名：黄飞（） 张侃（）专 业：电子信息科学与技术指导老师：程伟设计时间：2012年 12 月专心-专注-专业目 录声光双控自动报警及照明电路1. 引 言 本文设计并制作了声光双控自动报警及照明电路。通过对现有的各种方案分析，采用红外对管、驻极体传感器以及为主要器件，通过555多谐振荡器原理设计制作而成。1.1. 设计意义本系统具有声控制电路、光控制电路、红外报警电路，具有报警及照明的功能，利用红外线的良好的隐蔽性，使报警器在白天和黑夜都能使用，同时声光双控使照明灯有节能的作用。1.2. 本组

2、成员所做的工作黄飞：确定整体电路图，利用protues仿真调试，撰写设计报告。张侃：检查核对电路，实物焊接布线，最终整体调试。2. 方案设计v 光控制电路 主要采用555时基集成电路，当通电后，在夜间，光敏晶体管没有受到光线照射而呈高电阻值，555时基集成块的2、6脚处于低电平，此时的555时基集成电路的3脚输出高电平，此时电路为高电平，照明灯亮，电路处于工作状态，红外报警电路就自动断开不工作。在白天或周围环境有光线时，光敏晶体管受到光线照射，呈低电阻值，光控制电路的555时基集成块的2、6脚是高电平，555时基集成电路的3脚输出低电平，此时的电路就处于低电平，电路不工作，而此时的红外报警电路

3、就处于高电平工作状态。v 声控制电路 是将击掌声、脚步声或说话等声音通过驻极体传感器将声信号转换成电信号，再经过两级放大由检波二极管变成直流电压，使继电器得电吸合，此时输出高电平，当没有声音时，电路处于低电平状态。只要声光电路有一个电路处于低电平，整个电路就是低电平，灯不亮，只有全是高电平的时，才是高电平照明灯亮。 即白天或有光线的照射时，光控制电路为低电平，此时即使有声音也是低电平。v 红外报警电路 555时基电路只要有物体挡住红外对管的发送与接收就处于高电平工作状态，就能通过扬声器进行报警。在夜里并且没有其他光线时，只要有声音就变为为高电平，就可以作为照明灯了。3、电路框图本设计是声光双控

4、自动报警及照明电路的设计与制作，主要由生控制电路、光控制电路、与控制电路和红外报警电路四部分组成。如下图3-1所示为电路的组成框图。红外报警电路输出与控制电路光控制电路声控制电路 图3-1 电路的组成框图3.1光控制电路与红外报警电路的作用 在光控制电路与红外报警电路中，555时基电路U2、U3接成多谐振荡器，U2的3脚输出高电平，VD4导通，通过继电器K1的控制，可以控制EL的工作状态。U3接入VD7、VD8的目的是为了使输出的低频方波有一个合适的占空比。U3输出的低频方波经3脚通过R15直接将信号传递给扬声器。当工作电压为15V时，扬声器的阻抗为4，通电后，将物体挡住红外对管时，三极管的基

5、极对地短接而截止，从而扬声器就连续不断地发出报警声音。3.2 声控制电路的作用在声控制电路中，是由继电器K2控制，当有击掌声、脚步声或说话声时，驻极体传感器将声音信号传入经过VT3，VT4的两级放大，再经过检波二极管VD1、VD2整流变成直流，使电路导通，成为高电平。与门电路连接声控与光控电路。3.3 红外线接收发射控制电路的作用与门控制电路由VD4和VD5组成2输入与门电路。P=AB，A或B中只要有一个是低电平，P点即为低电平；只有当A及B都是高电平时，P点才呈高电平。如上所述，白天或是有光线照射时，A点呈低电平，这时即使有声音（即B点为高电平），此时若有声音（即B点为高电平），P点才呈高电

6、平使VT5导通，继电器K1得电吸合，常开触点K1-1闭合，照明灯EL点亮。3. 硬件设计（字体4号，黑体，居中）4. 系统调试4.1调试步骤 首先用万用表测试芯片管脚是否有电源，接地是否正确。然后再检查555芯片3引脚输出波形，在实物调试的过程中先接通地线和电源线，遮挡红外对管，观察扬声器是否发出声音发出声音则正常；在室内（相当于无光线照射），对着驻极体传感器发出声音，看照明灯是否会亮，亮则正常；再用手电筒照射光敏晶体管（相当于有光线照射），再对着驻极体传感器发出声音，看照明灯是否会亮，不亮则正常。4.2 调试遇到的问题 首先用万用表根据原理图检查电路，找出断路、短路错误并修改过来。刚开始是由

7、于光明二极管未被罩住，测试照明灯如何都亮不了，后来用黑胶布覆盖就恢复正常了。因为与门控制电路是结合声控制电路和光控制电路的，在它们一起工作时，还是没有遵循与门的逻辑关系，最后发现是R4的参数值不正确，后来将其换成微调电阻，最后终于成功了。在红外报警电路中，由于反向器使用了74LS04，它的工作最大电压是5V，而本设计的电源电压为15V，顾该芯片无法正常工作，最后用CD4069来替换了。在设计红外报警电路时，喇叭是经过VT7的，发现串入电阻太大，不能正常驱动发声，所以改为300欧就好了。4.3 调试结果接通15V的电源后，用纸板挡住红外对管，喇叭就能发出“嘟嘟嘟”的声音；遮挡住光敏晶体管，对着驻

8、极体传感器发出声音，照明灯亮，调试成功。红外线接收发射部分效果不好。5. 设计总结本次的传感器实物设计使我们进一步巩固了书本上的知识，做到了学以致用。通过系统仿真软件protues，使我们进一步了解了完整传感器系统的设计制作过程，其中最为困难的是仿真部分，我们上网找了好多资料，虽然经过自己的修改，但还是有很多功能不能实现，如滑动变阻器上下限设置。最后一步的焊接硬件也遇到了不少麻烦，由于一时粗心大意烧坏了红外线发射二极管。总结经验的时候我们得出这样的结论，学习应该学以致用，有目的的去学习，如果学了不用等于没学。其次，要学致用，理论联系实际，这样才会取得事半功倍的效果。此次设计断断续续经历了3个星

9、期，我从中学到了许多。从最开始的资料的收集，核对元器件，中间的电路板的焊接，程序的设计，到最好的调试和再调试。通过查找各种资料，我更加熟练的运用所学过的信息检索方法。也懂得了耐心的重要性,焊接电路培养了我的细心，调试过程挑战了我的坚持能力，打磨了我的性格。这次经历不仅仅扩充了我的知识面，培养了动手能力，还教会了我怎样做好一件事的方法。实物设计的过程带给我的是对所学知识的复习，是对新知识的拓展.是对遇到各种困难的坚持，也是对坚持就是胜利这种信仰的肯定。6. 附 录A；整体电路图7. 附 录B 作品实物图片8、附录C 元器件清单序号名称型号单位数量备注1碳膜电阻RT0.252005个1R82碳膜电

10、阻RT0.255105个3R3，R12，R213碳膜电阻RT0.255605个2R16,R194碳膜电阻RT0.251K5个3R2,R5,R75碳膜电阻RT0.252.2K5个1R156碳膜电阻RT0.253.3K5个1R97碳膜电阻RT0.253.9K5个1R138碳膜电阻RT0.256.8K5个1R209碳膜电阻RT0.2510K5个1R1410碳膜电阻RT0.2520K5个1R1111碳膜电阻RT0.2547K5个1R1712碳膜电阻RT0.2556K5个1R1813碳膜电阻RT0.25200K5个1R1014碳膜电阻RT0.25220K5个2R1，R615微调电位器WS220.5100

11、K个1RP16微调电位器WS220.5180K个1R417瓷片电容CC63V0.01个1C618电解电容CD1125V2.2个1C519电解电容CD1125V10个1C720电解电容CD1125V50个1C321电解电容CD1125V100个1C422电解电容CD1125V220个3C1,C2,C823整流二极管1N4001个6VD3824发光二极管红个1EL25检波二极管2AP9个2VD1,VD226红外接受二极管个1VD1027红外发射二极管个1VD928三极管9013个5VT2VT629光敏晶体管3DU5C个1VTL30正压三端稳压器LM7815个1U131继电器HK19F-DC12V个2K1,K232集成块555块2U2,U333集成块CD4069块1U434驻极体传感器CM-18个1BM135喇叭个1U536集成块插件DIP-14个137导线根238万用板19. 附录D 参考文献1 传感器手册，廖常初主编, 第3版，北京，机械工业出版社2 传感器应用技术,廖常初 编，（14版）,重庆大学出版社3 马争、汪亚南. 传感器M. 高等教育出版社，20104 林立、张俊亮、曹旭东、刘得军.传感器原理及应用M.电子工业出版社， 20095 肖俊峰、郑小琴