红外遥控和报警器.docx
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红外遥控和报警器.docx
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红外遥控和报警器
课程设计说明书
课程设计名称:
模拟电子技术课程设计
课程设计题目:
红外遥控和报警器
学院名称:
信息工程学院
专业:
电子信息工程班级:
学号:
姓名:
评分:
教师:
2011年3月5日
《模拟电路》课程设计任务书
2010-2011学年第2学期 第1周-2周
题目
红外遥控报警器
内容及要求
1、当有人遮挡红外光时发出报警信号,无人遮挡红外光时报警器不工作。
2、红外发射器,发射频率为30KHZ,控制距离≥2M。
3、报警信号频率为800HZ。
进度安排
1.布置任务、查阅资料、选择方案,领仪器设备:
2天;
2.领元器件、制作、焊接:
3天
3.调试:
2天
4.验收:
0.5天
学生姓名:
王伟民
指导时间2011年2月21日~2011年3月4日
指导地点:
E楼610室
任务下达
2011年2月21日
任务完成
2011年3月4日
考核方式
1.评阅□√2.答辩□3.实际操作□√ 4.其它□
指导教师
彭嵩
系(部)主任
陈琼
注:
1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
目摘要3
第一章设计任务及要求5
1.1【设计任务和要求】5
1.2【提高要求】5
第二章系统设计方案6
2.1总体分析:
6
2.2【方案一】6
2.3【方案二】6
第三章系统组成及工作原理8
3.1、系统组成8
3.2、工作原理9
第四章用Multisim10电路仿真10
4.1采用多级运放10
4.2用两个555芯片构成两个多谐振荡电路11
单元电路设计、参数计算、器件选择12
4.3555自激多谐振荡电路12
4.4单元电路设计12
4.5总原理图及工作原理说明15
第五章.实验、调试及测试结果与分析17
第六章.收获与体会18
参考文献19
附录一元器件清单20
附录二实验总设计图21
5、摘要
通过介绍热释红外传感器的工作原理,给出了一种被动型热释电红外报警器的结构原理及其应用电路。
这种电路把红外线的隐蔽性很好地应用于报警系统中,从而实现了防盗报警功能,达到了安全防护之目的。
该报警器能探测人体发出的红外线,由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和报警指示电路等组成。
当人进入报警器的监视区域内,即可发出报警信号,适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。
概述了红外辐射的知识、热释电红外传感器的结构和工作原理。
利用热释电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。
热释电红外传感器具有很多的优点,在防盗、警戒等装置中应用较广。
关键词被动式红外报警器;热释电红外(PIR);传感器;热释电效应;菲涅尔透镜
一、设计任务与要求
1、设计一个红外报警器,当无人进入红外光线探测范围时,报警器不发出报警信号,当有人进入红外光线探测范围时,报警器报警。
2、控制距离在2米以上
2、方案计划与论证
2.2【方案一】
本方案是几本参考书部分电路的组成,本电路包括四部分:
(1)产生频率为30KHZ的方波信号
(2)方波信号的放大电路及红外发射部分
(3)红外接收部分
(4)频率为800HZ的报警电路
本方案基本能满足设计要求,但还是存在一些不足。
易受外界环境辐射影响,电路的稳定性不是很高,而且控制距离可能达不到要求。
2.3【方案二】
本方案是对方案二的改进,修正之后的电路包括六个部分:
(1)频率为30KHZ的方波信号
(2)方波信号的放大电路及红外发射部分
(3)红外接收部分
(4)光信号转为电信号与给定信号的比较电路部分
(5)报警指示灯部分
(6)频率为800HZ的报警电路
本方案不仅能满足设计要求,而且电路的稳定性因为有比较电路有了很大的提高,控制距离也能满足要求,报警指示灯与报警蜂鸣器构成了双保险系统,从而大大的提高了电路的稳定性。
系统组成
由555电路自激多谐振荡产生方波
本方案采用的红外探测器由发射器和接收器组成、发射器和接收器相对安装,其间形成一束看不见的红外线,一旦有人经过遮挡,接收器的输出电平信号发生变化就会传感到安全防盗报警系统中。
1、红外信号发射电路部分
①由555自激多谐振荡电路产生频率为30KHZ的方波
②由三极管组成的信号放大电路
③红外信号发射部分
2、红外接收电路部分
①红外信号接收部分
②接收的电信号的比较电路
③由555自激多谐振荡产生频率为800HZ的方波信号
④指示灯报警电路
⑤蜂鸣器报警电路
3.2、工作原理
由555自激多谐振荡电路产生频率为30KHZ的方波信号,方波信号再经过由三极管组成的放大电路来驱动红外发射管发射红外信号。
当没有人遮挡红外信号时,红外接收管接收到红外信号后经比较电路产生低平信号,从而报警电路不工作。
当有遮挡红外信号时,红外接收管接收不到信号经比较电路产生高电平信号,高电平信号驱动由555芯片组成的自激多谐振荡电路产生方波信号,然后驱动报警指示灯和报警蜂鸣器。
第四章用Multisim10电路仿真
4.1采用多级运放
4.2用两个555芯片构成两个多谐振荡电路
四、元器件清单
2、方案二元件清单:
元件序号
主要参数
数量
备注
R
(电阻)
R1=10k、R2=22k、R3=100、R4=750、R5=220k、R6=47k、R7=47k、R8=33、R9=2.1k、R10=100k、R11=47k、R12=22k、R13=22k、R14=27k、R15=22k、R16=100、R17=22k
17
C
(电容)
C1=1000μ、C2=100μ、C3=100μ、C4=47μ、C5=20μ、C6=10μ、C7=100μ、C8=33μ、C9=10μ、C10=33μ、C11=33μ、C12=10μ、C13=100μ、C14=200μ、C15=1000μ、C16=100μ
16
C4和C15为有极性电容
光电发射元件
D2
1
光电接收元件
D1
1
二极管
VD1、VD2
2
三极管
N1、N2、N3、N4
4
N1~N3放大,N4输出
放大器
A1、A1、A3、A4
4
蜂鸣器
BELL
1
555芯片
555触发器
1
总原理图如下:
C8与R17R18C7组成无稳态振荡器,产生频率为30KZ的信号。
电路中:
振荡频率f≈1.443/C(R1+2R2),占空比_=(R1+R2)/(R1+2R2)。
发射器的工作电压为直流+6V。
按上述电路原理设计、即使在夏季温度最高时,发射器的最大作用距离也能达到2m以上。
D1为光电接收元件。
D1接收到发射器的红外脉动光信号后转换成电信号,并经过由运放LM324组成的比较器,管脚1输出恒定的低电平,其电平信号幅度接近零,从而不能驱动后面的555芯片,进而报警器不响。
如有遮挡,D1收不到红外光信号,经过由运放LM324组成的比较器,管脚1输出电平变高;LED指示灯亮。
555芯片管脚3输出的电平信号由低变高从而触发报警系统的接口电路。
电阻尽可能选用误差小的金属膜电阻。
电容的漏电尽可能小。
六、结论与心得
在这几天的电子技术课程设计中,我做的课题是“红外线遥控报警器”。
这是一种分主动和被动两种方式的红外探测报警器。
它可以用于楼梯、过道、库房、银行、大型企业的非公开或需要保密的场合。
该设计可以自己设定白天或者夜晚的工作。
无论是白天还是夜晚,红外线探测器都能正常的工作并探测到被测物体。
而且在设计中采取调制红外脉动光的原理使用小功率发光器件也可以达到较远的探测距离。
在电源设计中要根据其主体电路及执行机构不同,要求可靠,价廉,有效益。
由于此开关在探测距离较远的范围时是否接通取决于红外线发射的距离,因此为加强其工作效应,设计了信号放大整形电路,微弱的信号经过此电路加工也能使开关工作。
本次的红外线遥控报警器的设计实践将我们学到的知识应用到了实践,深化了对数字电路设计、和模拟电子设计的认识,使我们在设计的实践中获得新知。
学习了一年的理论知识和实践操作,我不仅仅得到的是课本上的东西,更重要的是我通过自己的独立动手,老师和同学的耐心指导下,让我学会了分析电路、设计电路的步骤以及计算机辅助作图等。
在此设计中利用到了三极管的放大、光敏效应,特别是让我温习了555触发器的知识与应用,让我们进一步巩固和掌握前面所学的基础知识,加深对了对模拟电路、数字电路的理解,更加深了对原器件的使用,把知识真正变成自己的东西。
七、参考文献
1康光华陈大钦《电子技术基础模拟部分(第五版)》科学出版社,2002年。
2康光华邹寿彬《电子技术基础数字部分(第五版)》科学出版社,2002年。
3邹其洪黄智伟《电工电子实验与计算机仿真》电子工业出版社2003年。
4刘原管金云《电路分析基础》电子工业出版社2006年4月。
5黄继昌郭继忠《实用单元电路及其应用》人民邮电出版社第一版2000年10月。
6黄继昌郭继忠《电子元器件应用手册》人民邮电出版社2004年7月。
7王文郁石玉《电力电子技术应用电路》机械工业出版社2001年5月。
8蔡灏李平《电工与电子技术实验指导书》中国电力出版社2005年9月。
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- 关 键 词:
- 红外 遥控 报警器