基于紅外反射法的防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)與制作

一、設(shè)計(jì)思路

為降低成本，設(shè)計(jì)中未采用單片機(jī)進(jìn)行控制，利用455K陶瓷晶振搭建振蕩電路，產(chǎn)生455KHz脈沖信號(hào)，經(jīng)計(jì)數(shù)器12分頻，得到38KHz信號(hào)，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線。

發(fā)射出的紅外線如遇障礙物，則反射回來，被紅外一體化接收頭接收到，接收頭輸出觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作，驅(qū)動(dòng)LED及發(fā)聲裝置進(jìn)行聲光報(bào)警。

反射式紅外報(bào)警器的原理框圖如圖1。

二、電路設(shè)計(jì)

1. 振蕩電路

利用455K陶瓷晶體振蕩器搭接多諧振蕩器，產(chǎn)生455Khz脈沖信號(hào)，U1選用74LS00集成芯片。具體電路及參數(shù)如圖2。

2. 分頻電路

要得到38Khz信號(hào)，需要對(duì)455KHz信號(hào)進(jìn)行12分頻，電路如圖3所示，計(jì)數(shù)芯片選用74LS193，74LS193的詳細(xì)用法請(qǐng)參見其用戶手冊(cè)。

3. 發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路

采用一個(gè)三極管S9013驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管，R4為可調(diào)電阻，用于調(diào)整發(fā)射功率，從而達(dá)到調(diào)整紅外發(fā)射距離的目的。電路如圖4所示。

4. 接收電路

接收采用紅外一體化接收頭TL1838，使用非常簡單，如圖5，接收到紅外線時(shí)，1腳輸出低電平，否則，輸出高電平。利用555芯片實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路，低電平觸發(fā)，當(dāng)接收到紅外線時(shí)觸發(fā)器被觸發(fā)，由555定時(shí)器的3腳輸出高電平，高電平的維持時(shí)間根據(jù)t=1.1RC來計(jì)算，本電路中R=R6=200K，C=C3=10uF，計(jì)算得t=2.2S，也就是報(bào)警時(shí)間為2.2秒，通過調(diào)整R6和C3，可改變報(bào)警時(shí)間的長度。

報(bào)警器具有兩種工作模式，通過J1、J2選擇報(bào)警器的工作模式，

模式1：連通J2，斷開J1，則當(dāng)報(bào)警器前方有障礙物時(shí)報(bào)警，此種模式適用于門窗等位置的防盜報(bào)警。

模式2：連通J1，斷開J2，當(dāng)報(bào)警器前方無障礙物時(shí)報(bào)警，這種模式主要應(yīng)用于物品看管，物品作為障礙物放置在報(bào)警器的前面，如果物品被挪走則發(fā)出報(bào)警信息。

5. 報(bào)警電路

如圖6，三極管Q2基極輸入高電平時(shí)，管子飽和導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器B1及發(fā)光二極管D2進(jìn)行聲光報(bào)警。

三、實(shí)物制作

采用單面板進(jìn)行制板，有三根線沒有布通，需要用飛線連接，設(shè)計(jì)完成的PCB布線圖，如圖7。

焊接完成的電路板如圖8所示。

元件及其參數(shù)如表1 所示。

四、優(yōu)缺點(diǎn)

本制作結(jié)構(gòu)簡單清晰，采用常用的元件，容易實(shí)施。缺點(diǎn)是由于74LS00和NE555工作電壓限制，必需使用5V穩(wěn)壓電源，不便于電池供電，功耗上仍需改進(jìn)。