红外线电子感应门铃.docx
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红外线电子感应门铃.docx
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红外线电子感应门铃
成绩评定:
传感器技术
课程设计
题目红外线电子感应门铃
摘要
本设计的红外线感应电子门铃,可在来客距房门一定距离时发出音频信号,以告知主人“有客来访”。
该门铃还可兼作报警器用。
电路能探测人体发出的红外线,该红外线感应电子门铃电路由红外线发射电路、红外线接收电路、低频振荡器、音频振荡器和音频输出电路等组成。
当人进入感应的区域内,即可发出铃声或者报警声,适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合的铃声和报警。
概述了红外辐射的知识、反射式红外传感器的结构和工作原理。
利用反射式红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。
反射式红外传感器具有很多的优点,在人们生活、安全、警戒等装置中应用较广。
关键词:
红外线反射式感应门铃
目录
一、设计目的1
二、设计任务与要求1
2.1设计任务1
2.2设计要求1
三、设计步骤及原理分析
3.1设计方法2
3.2设计步骤2
3.3设计原理分析3
四、课程设计小结与体会5
五、参考文献7
一、设计目的
红外线(Infraredrays)也是一种光线,由于它的波长比红色光还长,超出了人眼可以识别的范围,所以我们看不见它。
红外线由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射。
通常把波长为0.75~1000μm的光都称为红外线,并可以按照波长继续细分为三部分,即近红外线,波长为0.75~1.50μm之间;中红外线,波长为1.50~6.0μm之间;远红外线,波长为6.0~l000μm之间。
红外对射的特点是不影响周边环境、不干扰其它设备,红外线是一种光线,但又不同于普通可见光,它不会被察觉有了它不仅大大提高了劳动生产率,降低了成本,而且减轻了人们的劳动强度,改善了劳动条件。
二、设计任务与要求
2.1设计任务
感应门铃能探测到从红外线发射管发出的红外线,当人进入反射区域内,红外线被人体反射回来,被红外线接收管收到后,经过电路处理,从而发出音频信号,适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合的提醒门铃和报警功能。
2.2设计要求
通过对红外反射感应系统的设计和分析,用LM567通用音调译码器、红外线发射接收装置、CD4001或非门、三极管等器件设计电路。
可以监测到一定范围内人体的运动,并发出音频信号。
熟悉Protel99se软件的应用,并且应用Protel99se软件画出原理图以及制作电路板,制作实物并且调试、展示功能。
掌握红外线发光二极管和红外线接收二极管的工作原理,理解芯片LM567和CD4001芯片的工作方式。
正确调试出电路的实物功能。
三、设计步骤及原理分析
3.1设计方法
使用一对红外线发射与接收的装置,构成红外线的对射系统,称为主动式红外线应用系统。
当红外线收、发装置之间的隐形光路被阻挡时,接收装置可以立即察觉到,发出警示信号。
利用这种对射系统,可以很方便地构建各种隐蔽的防盗警戒布控,还可以用于各种设备的安全防护或者自动控制方面,过探测特定空间中,一定波长范围内红外光线的位置移动,识别空间范围内是否有移动人体存在,达到安全警戒或者自动控制的目的。
3.2设计步骤
(1)输出振荡信号:
接通电源后,红外线发射管发射红外光,电路等待反射红外光;
(2)接收红外光:
当红外光反射回来后,红外线接收管接收红外光;
(3)音频、低频振荡器工作:
LM567和CD4001芯片开始工作,发出音频信号;
(4)音频电路工作:
信号通过音频电路接收,经三极管放大信号然后输出信号,扬声器开始工作,发出声音
3.3设计原理分析
3.3.1电路的原理图
图3-1红外感应门铃原理图
3.3.2电路的组成部分
该红外线反射式电子门铃电路由红外线发射电路、红外线接收电路、低频振荡器、音频振荡器和音频输出电路等组成,如图3-1所示。
电路中,红外线发射电路由红外发射管(红外线发光二极管)VLl、驱动晶体管V1、集成电路LM567的6脚的内电路及有关外围元器件组成;红外线接收电路由红外接收管(红外线光敏晶体管)V2和LM567的3脚内电路组成;低频振荡器由四或非门数字集成电路CD4001电部或非门D1与D2和电阻器R5,电容器C4等组成;音频振荡器由CD4001内部的或非门D3与D4和电阻器R6、电容器C5等组成;音频输出电路由放大晶体管V3、电阻器R7和扬声器BL等组成。
3.3.3电路的工作原理
LM567的输入端3脚为固定的高电平,它的输出端8脚输出高电平。
LM567通过外接电阻R3及电容C3将其内部压控振荡器的振荡频率能够为100Hz,作为译码器的选频频率。
接通电源后,LM567的6脚输出振荡信号,该信号经三极管V1放大后,驱动红外发射管VLI向空间发射一定距离的红外光。
在房门前无人(VLI的前方无障碍物)时,光敏晶体管V2接收不到反射信号,LM567的8脚输出低电平,音频振荡器和低频振荡器均不工作,扬声器BL不发声。
当有人靠进房门时,VLI发射的红外光信号将被人体反射回来,使V2接收到红外线信号。
当红外线接收管V2接收到红外反射信号后该信号直接由3脚输入LM567,经过译码后由8脚输出低电平。
这一低电平经CD4001的1脚进入CD4001的或非门电路,低频振荡器和音频振荡器均不工作,信号经过三极管V3放大后,通过扬声器BL发出“嘟、嘟”声,告知主人门外有人。
当主人外出时,可将开关S接通,此时若有客来访,则发光二极管VL2闪亮,提示主人不在家。
电路也可以通过调节电位器RP的阻值,可增加VLI的辐射距离,这样可将门铃作为报警器使用。
4、课程设计小结与体会
经过一个星期的打理,课程设计总归完成了。
我是积极地去做我的课程设计。
本设计中所阐述的仅仅是一种简易的红外线感应门铃电路设计。
在大学里我一半的学习成果来自于课堂,另一半来自于我的课外阅读,我自学的只是一点皮毛,肤浅的东西,总之,不论工作还是学习,都要理论联系实际,运用相关的理论知识,通过对电路原理的介绍和探究,得出其制作方案与实践应用原理,并重点研究了其相关的核心技术和应用理论。
相信,在现实生活中该理论一定能得到很好的应用和更为广阔的发展。
现在才发现课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高,同时学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己知识和综合素质,而自己需要学习的东西还有很多。
在课程设计过程中,我也上网查阅了许多资料,掌握了科技文献的检索方法,大大提高了自己获得新知识,新信息的能力。
我也深深的体会到,实践必须在充分理解电路原理的基础上,才能做到目标明确,操作准确。
反过来,分析调试过中的得失,能加深对理论的理解。
我也将许多遗忘的知识又给温习了。
通过这次课程设计,我才明白学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己知识和综合素质。
本课题在选题及研究过程中得到老师悉心指导和同学的热心帮助。
5、参考文献
[1]何希才.传感器及其应用实例[D].北京:
机械工业出版社.2004
[2]陈永甫.外探测与控制电路[P].北京:
人民邮电出版社.2004
[3]康华光陈大钦.模拟电子技术基础[M].北京:
高等教育出版社.2002
[4]杰哈.红外技术应用[M].化学工业出版社.2004
[5]张岳.自动控制原理[M].北京:
清华大学出版社.2005
[6]张海洋,高成,高泽溪.多路温度采集系统[J].电子测量技术,2005
[7]姚福安.电子电路设计与实践[M].济南:
山东科学技术出版社,2001[8]肖景和.无线电遥控组件及其应用电路[M].人民邮电出版社2004
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