八款紅外線報(bào)警器電路設(shè)計(jì)方案

紅外線報(bào)警器的簡(jiǎn)介

在需要防范的區(qū)域（如家里的客廳、臥室、廚房、走廊，倉(cāng)庫(kù)，商店等）安裝好探測(cè)器之后，如果有盜賊進(jìn)入防范區(qū)域，探測(cè)器就會(huì)探測(cè)到人體紅外線，并立即發(fā)射經(jīng)數(shù)字編碼的報(bào)警信號(hào)，該信號(hào)由安裝在一公里以?xún)?nèi)的紅外報(bào)警器接收后，立即發(fā)出刺耳的警報(bào)聲，驚嚇盜賊，提醒主人，主人可根據(jù)紅外報(bào)警器面板上的報(bào)警提示燈，明確報(bào)警地點(diǎn)，前往抓拿盜賊。本機(jī)還有自動(dòng)記憶報(bào)警時(shí)間功能，如果主人沒(méi)有在家，則回家后可知道盜賊何時(shí)光顧家里。

紅外線報(bào)警器的工作原理

紅外報(bào)警器由報(bào)警主機(jī)和紅外探測(cè)器組成報(bào)警系統(tǒng)。探測(cè)一旦探測(cè)到入侵，紅外報(bào)警器立即把報(bào)警入侵信號(hào)無(wú)線密碼傳輸?shù)綀?bào)警主機(jī)，主機(jī)接收到報(bào)警信號(hào)后，會(huì)立即啟動(dòng)高分貝警笛現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器，紅外報(bào)警器主機(jī)面板上的LED顯示報(bào)警防區(qū)，防區(qū)路數(shù)0-99路，明確顯示入侵方位，同時(shí)報(bào)警主機(jī)還有時(shí)間顯示、報(bào)警記錄查詢(xún)、自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)等功能。

紅外線報(bào)警器的功能

1、探測(cè)器和主機(jī)無(wú)線自動(dòng)對(duì)碼，即學(xué)習(xí)式編碼，系統(tǒng)擴(kuò)容簡(jiǎn)單快捷；

2、100個(gè)獨(dú)立無(wú)線防區(qū)，每個(gè)防區(qū)可單獨(dú)撤布防，方便實(shí)用；

3、報(bào)警主機(jī)有兩組定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間，并具有當(dāng)前開(kāi)、關(guān)機(jī)狀態(tài)指示；

4、三種報(bào)警聲、四級(jí)報(bào)警音量可選；

5、紅外報(bào)警器可同時(shí)滾動(dòng)顯示最新十條報(bào)警信息；

6、可查詢(xún)60條最近報(bào)警記錄；

7、紅外報(bào)警器可選配內(nèi)置備用電源，并具有浮充裝置和低電壓告警功能；

8、提供一組常開(kāi)、一組常閉報(bào)警輸出和＋12V直流輸出，供其他設(shè)備控制使用；

9、加裝撥號(hào)模塊，報(bào)警時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥打６組電話功能。

紅外線報(bào)警器電路設(shè)計(jì)

方案（一）

電路原理圖如圖1所示，可將該電路分為以下三個(gè)部分。

圖1

1、電源電路

220V交流市電經(jīng)變壓器T降壓。橋式整流器D1整流。電解電容C7濾波。三端穩(wěn)壓器78L05穩(wěn)壓，最后得到整機(jī)要求的+5V穩(wěn)定直流電源。

2、單片機(jī)系統(tǒng)

U1為AT89C2051單片機(jī).C1.R0，R1和復(fù)位按鈕RESET組成手動(dòng)電平復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位電路;C2.C3以及晶振T1組成時(shí)鐘電路iC4.C5為+5V電源濾波電容.U2為CM0S6反相器CC4069，起驅(qū)動(dòng)作用.

VD1～VD6為紅外發(fā)射管，其負(fù)極端接與P1口.P1口設(shè)置為輸出狀態(tài)，當(dāng)P1口為.0時(shí)，VD1～VD6發(fā)紅外光.VD7～VD12為紅外接收管。當(dāng)接收到紅外光時(shí)導(dǎo)通，+5V電源通過(guò)VD7一VD12加到反相器CC4069的輸入端，經(jīng)反相為低電平，這時(shí)P3_0~P3.5為低電平。發(fā)管和接收管分別安裝在門(mén)和窗口的適當(dāng)位置。當(dāng)有人闖入時(shí)遮擋了紅外線，接收管截止。反相器輸入端為低電平。這時(shí)U1的P3.0一P3.5為高電平。

當(dāng)在一定時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到位于不位置的光束被遮擋時(shí)。則由P3.7口輸出報(bào)警信號(hào)（高低電平間隔1S的脈沖信號(hào)）。驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路。進(jìn)聲光報(bào)警。直至按復(fù)位按鈕RESET或電源開(kāi)關(guān)S1.由于紅外收發(fā)管之間沒(méi)有遮擋時(shí)為正常。有遮擋時(shí)為異常，則當(dāng)P1口輸出o0H時(shí)。P3口的正常狀態(tài)數(shù)據(jù)為00H。

3、聲光報(bào)警電路

555定時(shí)器U4.揚(yáng)聲器BY，普通紅色發(fā)光二極管VD13等組成聲光報(bào)警電路。其中555定時(shí)器接成了一個(gè)低頻多諧振蕩器。其控制電壓輸入端5腳與單片機(jī)AT89C2051的P3.7腳相連，受P3.7腳輸出的高低電平間隔1S的脈沖信號(hào)控制。

當(dāng)P3.7為高電平時(shí)控制電壓Uco較高，閾值電壓UT+（=Uco）和UT-（=1/2Uco）也較高;當(dāng)P3.7為低電平時(shí)UT+和UT-也較低。當(dāng)UT+較高時(shí)，電容C9充、放電的電壓幅度較大。因而振蕩頻率較低。反之，當(dāng)UT+較低時(shí)，電容C9充、放電過(guò)程中電壓變化幅度較小。充、放電過(guò)程完成得較快，故振蕩頻率較高。即當(dāng)P3.7=1時(shí).555輸出脈沖的振蕩頻率較低;當(dāng)P3.7=0時(shí).555輸出脈沖的振蕩頻率高。該輸出脈沖經(jīng)過(guò)隔直電容C8加到揚(yáng)聲器上，揚(yáng)聲器將交替發(fā)出高、上位機(jī)的通信。

液晶顯示模塊使用了12864的并行模式，數(shù)據(jù)端DB0-DB7與單片機(jī)的P2.0-P2.7相連，PSB控制12864工作在并行模式，電路中未接液晶的背光.RST復(fù)位端直接懸空。

紅外線報(bào)警器電路設(shè)計(jì)

方案（二）

紅外線探測(cè)報(bào)警器工作原理該裝置電路原理見(jiàn)圖。由紅外線傳感器、信號(hào)放大電路、電壓比較器、延時(shí)電路和音響報(bào)警電路等組成。

紅外線探測(cè)傳感器IC1探測(cè)到前方人體輻射出的紅外線信號(hào)時(shí)，由IC1的②腳輸出微弱的電信號(hào)，經(jīng)三極管VT1等組成第一級(jí)放大電路放大，再通過(guò)C2輸入到運(yùn)算放大器IC2中進(jìn)行高增益、低噪聲放大，此時(shí)由IC2①腳輸出的信號(hào)已足夠強(qiáng)。IC3作電壓比較器，它的第⑤腳由R10、VD1提供基準(zhǔn)電壓，當(dāng)IC2①腳輸出的信號(hào)電壓到達(dá)IC3的⑥腳時(shí)，兩個(gè)輸入端的電壓進(jìn)行比較，此時(shí)IC3的⑦腳由原來(lái)的高電平變?yōu)榈碗娖健?/p>

IC4為報(bào)警延時(shí)電路，R14和C6組成延時(shí)電路，其時(shí)間約為1分鐘。當(dāng)IC3的⑦腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，C6通過(guò)VD2放電，此時(shí)IC4的②腳變?yōu)榈碗娖?，它與IC4的③腳基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)它低于其基準(zhǔn)電壓時(shí)，IC4的①腳變?yōu)楦唠娖?，VT2導(dǎo)通，訊響器BL通電發(fā)出報(bào)警聲。人體的紅外線信號(hào)消失后，IC3的⑦腳又恢復(fù)高電平輸出，此時(shí)VD2截止。由于C6兩端的電壓不能突變，故通過(guò)R14向C6緩慢充電，當(dāng)C6兩端的電壓高于其基準(zhǔn)電壓時(shí)，IC4的①腳才變?yōu)榈碗娖?，時(shí)間約為1分鐘，即持續(xù)1分鐘報(bào)警。

由VT3、R20、C8組成開(kāi)機(jī)延時(shí)電路，時(shí)間也約為1分鐘，它的設(shè)置主要是防止使用者開(kāi)機(jī)后立即報(bào)警，好讓使用者有足夠的時(shí)間離開(kāi)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)可防止停電后又來(lái)電時(shí)產(chǎn)生誤報(bào)。

該裝置采用9－12V直流電源供電，由T降壓，全橋U整流，C10濾波，檢測(cè)電路采用IC578L06供電。本裝置交直流兩用，自動(dòng)無(wú)間斷轉(zhuǎn)換。

紅外線報(bào)警器電路設(shè)計(jì)

方案（三）

紅外感應(yīng)報(bào)警電路設(shè)計(jì)思路來(lái)源于自動(dòng)開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)的生活場(chǎng)景，人走進(jìn)銀行，門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，離開(kāi)后門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。或者說(shuō)來(lái)源于肯德基等高檔餐廳的水龍頭，當(dāng)手放在水龍頭下，水自動(dòng)流出，離開(kāi)后水自動(dòng)關(guān)閉。該電路應(yīng)用的生活場(chǎng)景非常多，是電路設(shè)計(jì)人員必須掌握的一種電路，紅外二極管感應(yīng)報(bào)警電路焊接專(zhuān)用原理圖如下：

紅外二極管感應(yīng)報(bào)警電路主要由紅外感應(yīng)電路、電壓取樣比較電路、聲光報(bào)警電路等構(gòu)成。紅外感應(yīng)電路由紅外發(fā)射管VD1、紅外接收管VD2、瓷片電容C1、C2構(gòu)成。電壓取樣比較電路由電位器RP1、通用運(yùn)算放大器LM358構(gòu)成，聲光報(bào)警電路由9012三極管VT1、VT2、有源蜂鳴器HA1、發(fā)光二極管LED1構(gòu)成。

特別要說(shuō)明的是本電路焊接成功后，必須調(diào)試后才能達(dá)到相應(yīng)的效果，只有弄懂了紅外感應(yīng)電路的工作原理后才能調(diào)試相關(guān)的參數(shù)，具體調(diào)試方法如下。通上5V電源，紅外發(fā)射管VD1導(dǎo)通，發(fā)出紅外光（眼睛是看不見(jiàn)的），如果此時(shí)沒(méi)有用手擋住光，則紅外接收管VD2沒(méi)有接受到紅外光，紅外接收管VD2仍然處于反向截止?fàn)顟B(tài)。

紅外接收管VD2負(fù)極的電壓仍然為高電平，并送到LM358的3腳。LM358的2腳的電壓取決于電位器RP1，只要調(diào)節(jié)電位器RP1到合適的位置（用萬(wàn)用表測(cè)量LM358的2腳的電壓大概為2.5V左右），就能保證LM358的3腳的電壓大于LM358的2腳的電壓，根據(jù)比較器的工作原理，當(dāng)V+》V-的時(shí)候，LM358的1腳就會(huì)輸出高電平，并通過(guò)限流電阻R3送到PNP型三極管VT1、VT2的基極，致使三極管VT1、VT2截止，蜂鳴器HA1不發(fā)聲，發(fā)光二極管LED熄滅。

當(dāng)用手靠近紅外發(fā)射管VD1時(shí)，將紅外光檔住并反射到紅外接收管VD2上，紅外接收管VD2接受到紅外光，立刻導(dǎo)通，使得紅外接收管VD2負(fù)極的電壓急速下降，該電壓送到LM358的3腳上。此時(shí)，LM358的3腳電壓下降到低于2腳的電壓，根據(jù)比較器的工作原理，V+通過(guò)以上調(diào)試，就可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)手移動(dòng)到紅外發(fā)射管VD1和紅外接收管VD2的上面時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。

當(dāng)手離開(kāi)紅外發(fā)射管VD1和紅外接收管VD2的上面時(shí)，蜂鳴器停止發(fā)聲，發(fā)光二極管熄滅，產(chǎn)生了感應(yīng)手的效果。

紅外線報(bào)警器電路設(shè)計(jì)

方案（四）實(shí)驗(yàn)電路圖

工作原理

Atmega8的PD0端口輸出經(jīng)過(guò)調(diào)制的38KHZ的方波信號(hào)，然后經(jīng)Q2驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射管LED0發(fā)出紅外線信號(hào)。TL0038是集紅外線信號(hào)接收放大為一體的接收器。其中心接收頻率為38KZH，輸出為T(mén)TL電平，平時(shí)輸出高電平，當(dāng)收到碼信號(hào)后，輸出低電平。

BELL為長(zhǎng)鳴蜂鳴器，兩個(gè)引腳分別為正負(fù)極，當(dāng)正負(fù)極兩端加上5V電壓后，蜂鳴器發(fā)出響聲。注意，該蜂鳴器兩腳不能接反，否則蜂鳴器會(huì)燒毀。

電路工作后，正常情況下TL0038接收不到紅外信號(hào)，而輸出高電平。當(dāng)有物體出現(xiàn)在發(fā)射管前方時(shí)，TTL0038會(huì)接收到從物體上反射回來(lái)的紅外光信號(hào)，然后輸出低電平通知MCU打開(kāi)蜂鳴器報(bào)警。

紅外線報(bào)警器電路設(shè)計(jì)

方案（五）

火災(zāi)報(bào)警器集成電路MC145012集成了報(bào)警器的全部功能，只要外接紅外線發(fā)射、接收元件及喇叭等，就可構(gòu)成一臺(tái)火災(zāi)報(bào)警器，而且還可以與電腦連接構(gòu)成報(bào)警系統(tǒng)。

電路原理。由⑥腳輸出驅(qū)動(dòng)紅外LED（D3）發(fā)射紅外光，由紅外接收管D2接收：D2和D3安裝成相互不能直射的位置。當(dāng)不存在由火災(zāi)引起的煙霧時(shí)，D2輸出為0；如果有煙霧，則紅外光因煙霧而發(fā)生散射，使D2能接收到散射光，觸發(fā)報(bào)警器報(bào)警。

圖中，調(diào)整C2和R13的值可粗調(diào)檢測(cè)靈敏度；VB1為靈敏度細(xì)調(diào)；SW1為啟動(dòng)按鈕；喇叭采用壓電喇叭；⑦腳為I/O口，用于與電腦等外控電路連接。

整機(jī)由9V電池供電，當(dāng)使用錳鋅電池時(shí)，C4為22μF，使用堿性電池時(shí)，C4為1μF。

紅外線報(bào)警器電路設(shè)計(jì)

方案（六）

本例介紹的紅外線遮光式防盜報(bào)警器具有觸摸報(bào)警功能，能在有人擋住紅外光束或觸摸門(mén)鎖時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，可用于家庭、商店等防盜場(chǎng)合。

電路工作原理

紅外線遮光式防盜報(bào)警器由紅外線發(fā)射器和紅外線接收/觸摸報(bào)警電路組成。

紅外線發(fā)射器電路由時(shí)基集成電路IC1、電阻器R1~R4、電容器C1~C3、紅外發(fā)光二極管VL1、VL2、電源開(kāi)關(guān)S和電池GB組成，如圖所示。

紅外線接收/觸摸報(bào)警電路由紅外接收放大電路、譯碼器、觸發(fā)控制電路、穩(wěn)壓濾波啥路、多諧振蕩器和音頻輸出電路組成，如圖所示。

紅外接收放大電路由紅外光敏二極管VD1、VD2、電阻器R4~E8、電容器C4、C5和晶體管V1~V2組成。

譯碼器電路由音頻譯碼器集成電路IC2、電容器C6~C9、電阻器R9和可變電隨器RP組成。

觸發(fā)控制電路由電阻器R1O~Rl2、電容器C10、C11、晶體管V3、V4、觸摸電極A和晶閘管VT組成。多諧振蕩器由晶體管V5、V6、電阻器R13~R16、電容器C13、C14和發(fā)光二極管VL3組成。

紅外線報(bào)警器電路設(shè)計(jì)

方案（七）

紅外線發(fā)射器由IC2（NE555）、R1、R2、C3等元件組成振蕩頻率為40kHz的多諧振蕩器。VLS是紅外線發(fā)射探頭，其40kHz高頻信號(hào)由它向外輻射，形成紅外線光束。VDL是紅外線接收探頭，它與IC3（CX20106A）組成紅外線接收、整形和放大電路，放大后的紅外線信號(hào)變成電脈沖信號(hào)。IC4及其外圍元器件組成報(bào)警執(zhí)行電路，一旦其2腳為低電平，電路立即翻轉(zhuǎn)，信號(hào)輸出端3腳立即轉(zhuǎn)為高電平輸出，同時(shí)具有延時(shí)功能。

平時(shí)，VDL接收到VDL輻射的紅外光束。紅外線接收專(zhuān)用前置放大集成電路（它的特點(diǎn)是靈敏度高、不用電感諧振線圈）IC3的信號(hào)輸出端7腳為低電平，VT1呈截止?fàn)顟B(tài)，IC4的2腳為高電平，3腳為低電平輸出，因此后續(xù)電路均不會(huì)工作，無(wú)報(bào)警聲發(fā)出。當(dāng)有人經(jīng)過(guò)防盜物的主要通道、進(jìn)人房門(mén)或靠近防盜物時(shí)，擋了一下紅外光線，在擋住的瞬間，IC3的7腳立即轉(zhuǎn)為高電平，從而使VTl飽和導(dǎo)通，2腳立即為低電平，故IC4翻轉(zhuǎn)，3腳為高電平，K得電吸合，接通模擬聲報(bào)警專(zhuān)用集成電路IC5的電源，揚(yáng)聲器BL就發(fā)出響亮的警報(bào)聲。

與此同時(shí)，IC4進(jìn)人延時(shí)階段，約經(jīng)過(guò)2nun（計(jì)算公式為t=1．1RgC8）時(shí)間后，IC4置位，使3腳又轉(zhuǎn)為低電平，報(bào)警聲停止。如果這時(shí)紅外線又被擋住，電路會(huì)再次工作。

紅外線報(bào)警器電路設(shè)計(jì)

方案（八）

審核編輯：湯梓紅