毕业设计门防盗报警器Word文件下载.docx
- 文档编号:18858882
- 上传时间:2023-01-01
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:32.84KB
毕业设计门防盗报警器Word文件下载.docx
《毕业设计门防盗报警器Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计门防盗报警器Word文件下载.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
4.3.1晶体三极管..........................................15
4.3.2扬声器..............................................19
4.4灯光控制电路...........................................20
4.4.1双向可控硅..........................................20
4.5预封锁电路.............................................21
4.5.1整流二极管..........................................21
4.5.2电磁继电器..........................................23
第五章:
电路元器件的选择...........................24
5.1元器件的选择...........................................24
5.2安装与使用.............................................25
参考文献...................................................26
门防盗报警器
摘要:
近年来随着科技的飞速发展,一些报警器的应用正在不断地走向深入,因此一种廉价,性能灵敏可靠的防盗报警器必须在防盗和保证财产安全方面发挥更有效的作用,该毕业设计就是针对目前的需要,主要用555定时器,及有555定时器构成的单稳态延时电路,三极管及有三极管构成的音响集成电路,灯光控制电路,预封锁电路等电子元器件构成,其特点是灵敏性,可靠性强,具有突发性和隐蔽性。
关键词:
555定时器
三极管
可靠性
灵敏性
扬声器
Summary:
Inrecentyearsalongwithscienceandtechnologyofflytodevelopsoon,someapplicationswhichreporttothepoliceamachinejustatconstantlyalignmentthorough,soakindofcheap,thefunctionisintelligenttoguardagainstthefttoreporttothepoliceamachinedependablelyandhavetodevelopamorevalidfunctionintheaspectsofguardingagainsttheftwithpromisingpropertyisingsafe,shouldgraduationthedesignistoaimatacurrentdemand,mainlyusing555infixedtimemachine,andhave555infixedtimemachineconstituteofthesinglesteadystatespostponeelectriccircuit,triodetransistorandhavethestereosetsintegratedcircuitsoftriodetransistorcomposing,lightcontrolelectriccircuit,prepareblockaderelectriccircuitetc.electronicsdollarsparepartconstitute,itscharacteristicsisanintelligent,thecredibilityisstrong,havingabruptandconcealment.Keyword:
555infixedtimemachineThetriodetransistorcredibilityIntelligentLoudspeaker
绪论
1.1前言
近年来,随着改革开放的深入发展,人民的生活水平有了很大的提高。
各种高档加电产品和贵重物品为许多家庭所拥有,并且人们手中特别是城市居民的积蓄也十分可观。
因此越来越多的居民家庭对财产安全问题十分关心。
目前,许多家庭使用了较为安全的防盗门,如果再设计和生产一种廉价,性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中,必将在防盗和保证财产安全方面发挥更有效的作用。
为此,提出“门防盗报警器”的设计任务。
该报警器使用于家庭报警,也使用于中小企事业单位。
其特点是灵敏,可靠,一经触发可延时1—60(秒)再报警,以增加报警的突然性与隐蔽性。
报警时可以发出类似公安警车的报警之外,该装置报警一段时间,小偷吓跑了,其警笛声可以自动停止,增加了对犯罪分子的威慑气氛。
1.2设计的任务与要求
(1).设计一个门防盗报警器,主人出门预设置报警时,可先合合上开关S1,然后掀下S2,这样待门锁好之后报警器就自动进入守候状态。
(2).主人回家时,用钥匙开门,如果是夜晚,进门时照明灯H自动点亮,找到室内电灯开关后,应立即断开暗藏的电源开关S1,否则会引起报警.
(3).小偷进门后,由于不能及时切除报警器的电源开关(不知道设有或一时难以找到),因此延时几十秒钟后就会警笛声大作,引起人们的注意,对小偷起到威慑作用而将其吓走。
设计方案论证及方块图
目前市售的防盗报警器有的结构复杂,体积大,多使用于企事业单位,而一些简易便宜的报警器其性能又不十分理想,可靠性差,综合各种报警器的优缺点,并根据本设计要求及性能指标,兼顾可行性和经济性等各种因素确定门防盗报警方案组成部分的方块图如图1所示,它由电源稳压部分,延时触发器,单稳态延时电路,音频功放电路,灯光控制电路和封锁电路,报警发声器单元等几部分组成。
图1系统方块图
原理图及工作原理
该电路系统是由触发装置、单稳态延时电路、报警声发生器、音频功放电路、灯光控制电路、预置封锁电路和电源电路等部分组成。
工作原理:
当房门锁上时,永久磁铁ZT和常闭型干簧管AG靠得很近,ZT的磁力线导致AG内两触片分离,于是IC1A的⑥脚呈高电平,IC1A处于复位状态,其输出端⑤脚为低电平,双向可控硅VS无触发电流而阻断,故照明灯H处于熄灭状态。
此时三极管VT1亦无偏压而截止,VT2则导通,使IC1B的12、⑧脚呈高电平(大于2/3电源电压),故IC1B的⑨脚亦输出低电平,音响集成电路IC2无电源不工作。
一旦房门被打开,致使ZT和AG分离,AG内两触片自然接通,导致IC1A的⑥脚变为低电平(低于1/3电源电压),此时IC1A立即置位,IC1A的⑤脚由原来的低电平变为高电平,它分为两个支路:
一路使双向可控硅VS触发导通,照明灯H即刻点亮,这可作进门照明灯用。
如果白天进门,由于光敏电阻RG内阻很小,R11与RG的分压不足以使VS触发导通,故白天进门时,H可以不亮。
另一路电流使三极管VT1导通,导致VT2截止,C4的短接状态解除,电源通过R6向C4充电,此时IC1B的12、⑧脚电位越来越低,当其电位低于1/3电源电压时,IC1B的输出端⑨脚变为高电平,此时IC2获得电源而工作。
IC2的T0端不断有脉冲电流产生,经三极管VT3放大后,推动继电器J1的触点j1-1动合开,这样就使原来恒亮的照明灯变成了闪烁灯,以增强报警时的紧张气氛,同是地IC2的O/P端输出报警音频信号,经VT4、VT5放大后,推动扬声器BL发出宏亮的声音。
该装置报警一段时间,小偷吓跑了,其警笛声可以自动停止。
这是因为IC1A呈单稳态工作模式,待它的①、②脚上的电压充至2/3电源电压时,IC1A就自动复位,IC1A的⑤脚就自动恢复为低电平。
预置封锁电路由三极管VT6,VT7构成,在开启整机电源开关S1之后,应近按一下开关S2,使VT6、VT7导通,继电器J2暂时吸合,其触点j2-1断开,切断了报警电路的电源,故主人在设置报警器关门的时候不会引起误报。
当门锁好之后,C9放电完毕,VT6、VT7截止,J2释放,其触点j2-1闭合,振荡器电路的供电自动接通,整机处于守候状态。
电路组成及各部分工作原理
4.1电源部分
4.1.1稳压电源的技术指标对稳压电源的要求
可稳压电源的技术指标可以分为两大类:
一类是特性指标,如输出电压、输出电压及电压调节范围;
另一类是质量指标,反映一个稳压电源的优劣,包括稳定度、等效内阻(输出电阻)、波纹电压及温度系数等。
对稳压电源的性能,主要有以下四个万面的要求
(1)稳定性好
当输入电压Usr(整流、滤波的输出电压)在规定范围内变动时,输出电压Usc的变化应该很小一般要求。
由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度,称为稳定度指标,常用稳压系数S来表示:
S的大小,反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。
在同样的输入电压变化条件下,S越小,输出电压的变化越小,电源的稳定度越高。
负载变化时(从空载到满载),输出电压Usc,应基本保持不变。
稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。
输出电阻(又叫等效内阻)用rn表示,它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。
rn反映负载变动时,输出电压维持恒定的能力,rn越小,则Ifz变化时输出电压的变化也越小。
性能优良的稳压电源,输出电阻可小到1欧,甚至0.01欧
(2)电压温度系数小
当环境温度变化时,会引起输出电压的漂移。
良好的稳压电源,应在环境温度变化时,有效地抑制输出电压的漂移,保持输出电压稳定,输出电压的漂移用温度系数KT来表示:
(3)输出电压波纹小
所谓波纹电压,是指输出电压中50赫兹或100赫兹的交流分量,通常用有效值或峰值表示。
经过稳压作用,可以使整流滤波后的波纹电压大大降低,降低的倍数反比于稳压系数S
4.1.2直流稳压电源的基本原理4.1.2.1直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如下。
各部分的作用:
图4-1直流稳压电源
(1)电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。
变压器副边与原边的功率比为P2/P1=η,式中η是变压器的效率。
(2)整流滤波电路:
整流电路将交流电压Ui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U1。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
图4-2电源变压器T
各滤波电容C满足RL-C=(3~5)T/2,或中T为输入交流信号周期,RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
图4-3整流滤波电路
(3)三端集成稳压器:
常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。
常用可调式正压集成稳压器有CW317(LM317)系列,它们的输出电压从1.25V-37伏可调,最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。
其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护,最大输出电流为1.5A。
其典型电路如图2,其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器,输出电压Uo的表达式为:
Uo=1.25(1+R2/R1)式中R1一般取120-240欧姆,输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压(典型值为1.25V)。
图4-4稳压电路
4.1.2.2稳压电流的性能指标及测试方法
稳压电源的技术指标分为两种:
一种是特性指标,包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;
另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数(或电压调整率)、输出电阻(或电流调整率)、纹波电压(纹波系数)及温度系数。
测试电路如图3。
图4-5稳压电源性能指标测试电路
(1)波纹电压:
叠加在输出电压上的交流电压分量。
用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。
也可用交流毫伏表测量其有效值,但因波纹不是正弦波,所以有一定的
(2)稳压系数:
在负载电流、环境温度不变的情况下,输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化,即:
(3)电压调整率:
输入电压相对变化为±
10%时的输出电压相对变化量,稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响,因此只需测试其中之一即可。
(4)输出电阻及电流调整率
输出电阻与放大器的输出电阻相同,其值为当输入电压不变时,输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值.电流调整率:
输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。
输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响,因此也只需测试其中之一即可.
4.2单稳态延时电路
单稳态触发器具有下列特点:
第一,它有一个稳定状态;
第二,在外来出发脉冲的作用下,能够由稳定状态翻转到暂稳状态;
第三,暂稳状态维持一段时间后,将自动返回到稳定状态,而暂稳状态时间的长短,与触发脉冲无关,仅决定于电路本身的参数。
这种电路在数字系统和装置中,一般用于定时(产生一定宽度的方波),整形(把不规则的波形转换成宽度,幅度都相等的脉冲)以及延时(将输入信号延迟一定的时间之后输出)等。
4.2.1电路组成及其工作原理
(1)电路组成
下图所示是用555定时器构成的单稳态触发器。
R,C是定时元件;
u1是输入触发信号,下降沿有效,加在555的(2脚);
u0是输出信号。
图4-7单稳态触发器
(一)工作原理
1.没有触发信号时电路工作在稳态
无触发信号即u1为高电平时,电路工作在稳定状态——Q=0,=1,u0为低电平,TD饱和导通。
若接通电源后,uI=UIH,555定时器中基RS触发器是处在0状态,即Q=0,=1,uO=UOL,TD饱和导通,则这种状态保持不变。
若接通电源后,uI=UIH,555定时器中基RS触发器是处在1状态,即Q=1,=0,TD截止,则这种状态是不稳定的,经过一段时间之后,电路会自动地返回到稳定状态。
因为TD截止,电源Vcc会通过R对C进行充电,uc将逐渐升高,当uc=uTH上升到2Vcc/3时,比较器C1输出0,将基本RS触发器复位到0状态,Q=0,=1,uo=Uol,TD饱和导通,电容C通过TD迅速放电,使uc0,既电路返回稳态。
2.下降沿触发
当u1下降沿来时,电路被触发,立即由稳态翻转到暂稳态——Q=1,=0,uo=UoH,TD截止。
因为u1=u由高电平跳变到低电平时,比较器C2的输出跳变为0,基本RS触发器立刻被置成1状态,既暂稳态。
3.维持时间
在暂稳态期间,电路中有一个定时电容C充电的渐变过程,充电回路是VccRC地,时间常数为t1=RC。
在电容上电压uc=uTH上升到2Vcc/3以前,显然电路将保持暂稳态不变。
4.自动返回(暂稳态结束)时间
随着C充电过程的进行,uc=uTH逐渐升高,当uc=uTH上升到2Vcc/3时,比较器C1输出0立即将基本RS触发器复位到0状态,既Q=0,=1,uo=Uol,TD饱和导通,暂稳态结束。
5.恢复过程
当暂稳态结束后,定时电容C将通过饱和导通的晶体三极管TD放电,时间常数为t2=RCES·
C(RCES是TD的饱和导通电阻,很小),经3-5t2后,C放电完毕,uc=uTH=0,恢复过程结束。
恢复过程结束后,电路返回到稳定状态,单稳态触发器又可接受新的输入触发信号。
4.2.2555定时器
555定时器是一种中规模集成电路,只要在外部配上适当的阻容元件,就可以产生和整形电路,在工业控制,定时,防声,电子乐器及防盗报警等方面应用很广。
1.电路组成:
由5部分组成,基本RS触发器,比较器,分压器,晶体管开关,输出缓冲器。
电路结构如下:
图4-8555定时器
(1)基本RS触发器
有两个与门组成,是专门设置的可以从外部进行置0的复位端,当=0时,使Q=0,=1。
(2)比较器
C1,C2是两个电压比较器。
比较器有两个输入端,分别标有十号和一号,如果用U+和U-表示相应输入端上所加的电压,则当U+
〉U-时其输出为高电平U+〈U-时输出为低电平两个输出端基本上不向外电路索取电流,即输入电阻越近于无穷大。
(3)分压器
三个阻值均为5千欧的电阻串联起来构成分压器(555也因此而得名),为比较器C1和C2提供参考电压,C1之+端U+=2Vcc/3,C2之-端U-=Vcc/3,如果在电压控制端C0另加控制电压,则可改变C1,C2的参考电压.工作中不使用C0端时,一般都通过一个0微发的电容接地.以旁路高频干扰.
(4)晶体管开关和输出缓冲
晶体管TD构成开关,其状态受控制,当为0时截止,为1时TD导通.输出缓冲器就是接在输出端的反相器G3,其作用是提高定时器的带负载能力和隔离影响.
综上所述可知,555定时器不仅提供了一个复位电平为2Vcc/3,置位,电平为Vcc/3且可通过端直接从外部进行置0的基本RS触发器,而且还给出了一个状态受该触发器端可控制的晶体管开关,因此使用起来极为灵活。
2基本功能
=0时,=1,输出电压u0=U0l为低电平,TD饱和导通。
=1,UTH>2/3Vcc,U>Vcc/3时,C1输出低电平,C2输出高电平,=1,Q=0,u0=Uol,TD饱和导通。
=1,UTH<2/3Vcc,U>1/3Vcc时,C1,C2输出均为高电平,基本RS触发器保持原来状态不变,因此uo也保持原来状态不变。
=1,UTH<2/3Vcc,U<1/3Vcc时,C1输出高电平,C2输出低电平,=0,Q=1,uo=UOH,TD截止。
555定时器的电源电压范围较大,双极型电路Vcc=4.5-16v,输出高电平不低于电源电压的90%,带拉电流和灌电流负载的能力可达200mA,CMOS电路VDD=3-18v,输出高电平不低于电源电压的95%,带拉电流的负载能力为1mA,带灌电流负载能力为3.2mA。
4.2.3双时基集成电路
NE556是一只双时基集成电路,内含两个独立的555电路,电路中第一个1/2556的输出UA1经0.01uF耦合电容加到第二个1/2556的输入端,得到总延时等于二个单独定时延时总和的输出UA2。
把连接引脚6的导线瞬间接地可以启动第一个1/2定时器,在由1.1R1C1确定时间间隔以后,第二个1/2定时器启动,其延时由1.1R2C2确定。
4.3音频功放电路
音频功放电路是由集成音响电路,晶体三极管,扬声器构成,当集成电路有电源时工作发出声音,经晶体三极管放大,再经扬声器发生。
4.3.1晶体三极管
(1)三极管的电流放大原理
晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:
储管和硅管。
而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。
图4-10:
晶体三极管(NPN)的结构
图4-10是NPN管的结构图,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,从图可见发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极。
当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。
在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量,这样,一旦接通电源后,由于发射结正确,发射区的多数载流子(电子)极基区的多数载流子(控穴)很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散,但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流Ie。
由于基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic,只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴进行复合,被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给,从而形成了基极电流Ibo根据电流连续性原理得:
Ie=Ib+Ic这就是说,在基极补充一个很小的Ib,就可以在集电极上得到一个较大的Ic,这就是所谓电流放大作用,Ic与Ib是维持一定的比例关系,即:
β1=Ic/Ib式中:
β--称为直流放大倍数,集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为:
β=△Ic/△Ib式中β--称为交流电流放大倍数,由于低频时β1和β的数值相差不大,所以有时为了方便起见,对两者不作严格区分,β值约为几十至一百多。
三极管是一种电流放大器件,但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用,通过电阻转变为电压放大作用。
(2)三极管的特性曲线1、输入特性图2(b)是三极管的输入特性曲线,它表示Ib随Ube的变化关系,其特点是:
1)当Uce在0-2伏范围内,曲线位置和形状与Uce有关,但当Uce高于2伏后,曲线Uce基本无关通常输入特性由两条曲线(Ⅰ和Ⅱ)表示即可。
2)当Ube<UbeR时,Ib≈0称(0~UbeR)的区段为“死区”当Ube>UbeR时,Ib随Ube增加而增加,放大时,三极管工作在较直线的区段。
3)三极管输入电阻,定义为:
rbe=(△Ube/△Ib)Q点,其估算公式为:
rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏)rb为三极管的基区电阻,对低频小功率管,rb约为300欧。
2、输出特性
输出特性表示Ic随Uce的变化关系(以Ib为参数)从图2(C)所示的输出特性可见,它分为三个区域:
截止区、放大区和饱和区。
截止区当Ube<0时,则Ib≈0,发射区没有电子注入基区,但由于分子的热运动,集
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 防盗 报警器
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)