应物 光控防盗报警器

第2章 光控防盗报警器的工作原理

2.1 系统总体方案设计

光控防盗报警电路的总体框架图如图1所示。它由红外线发射电路、红外线接收电路，选频及声光报警电路、时间延迟电路，自动喷洒麻醉剂电路和电源电路6部分构成的。

红外线发射电路 红外线 接收电路 选频及声光 报警电路 时间延迟和自动喷洒电路

电源电路

图2.1 简易光控报警防盗报警电路的总体框图

红外线发射电路的功能是利用红外线发光二极管发射光脉冲，从而实现电路对人体或物体的感应。红外线接收电路的功能是利用光敏元件接收发射出来的光脉冲，并且将光脉冲信号转化为电信号，同时对其进行放大。声光报警电路的功能是当有人体或物体接近防盗报警电路时，通过声音和显示信号提示主人。时间延迟和自动喷洒电路的功能是当声光报警一段时间之后自动喷洒麻醉剂来保护财产。电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电压，该电路也可采用电池供电，但需要注意的问题是选择合适电池的指标参数与电路相匹配。

2.2 各单元的模块方案设计

2.21 电源电路

电源电路的设计可以采用两种方法来实现：第一种方法是采用电池供电。但这种方法耗电量大，还得选择合适的指标参数，而电池的使用时间太短，故不易采用。二是直接从电网供电，通过变压器电路，整流电路，滤波电路和稳压电路将电网中的交流电转换为+12V的直流电。电路中的变压器采用常规的铁心变压器，整流电路采用二极管桥式整流电路，C1，C2，C3和C4组成滤波电路，而稳压电路是用三端集成稳压电路。

2.22 红外线发射电路

电路的核心器件是红外线发光二极管SE303。红外线发光二极管PN节构成，其发光波段处于可见光波段之外，因此不能在显示中使用，一般作为光信号传输使用，本电路的感应

装置一般不要求可见，因此只能采用红外线发光二极管作为感应装置。

红外线发光二极管正向电流不能超出其最大值，而作为感应装置则要求其具有较大的光输出。因此电路前端需要一个脉冲信号电路，本电路采用的是由NE555集成电路构成的多谐振荡器组成。其电路运行包含两个过程：一是利用直流电源经电阻R1和R2对电容C1的充电过程；而是电容C1经电阻R2从NE555集成电路的DIS端的放电过程。通过这两个过程的交替运行，就可以在NE555集成电路的输出端Q产生出脉冲信号。其输出脉冲信号的频率f和占空比q为：

f=1/0.7(R1+2R2)C1=1/0.7(220KΩ+2×22KΩ)100uF≈541Hz q=R1/(R1+2R2)=220KΩ(220KΩ+2×22KΩ)≈83.3%

这样输出端q输出脉冲信号来控制红外线发光二极管发射光脉冲，二极管D1起包含红外线发光二极管的作用。

2.23 红外线接收电路

红外线照射在接收器的光电晶体管VT1上，光电管VT1的电阻变小，三极管VT2上的上偏置电路接通，VT2很快导通。VT2道同时他的几集电极电位降低（UCE1=0） ，所以三极管VT3截至，皆在VT3集电极回路的继电器不吸动，其触点J1，J2断开，J2断开声光控电路的电源电路。一旦有人通过红外线的封锁线，红外线被挡住，光电管因无光照内阻变大 ，于是VT2截至，VT3导通，继电器J动作。其触点J1导通，继电器J自锁，J2接通了声光控电路的电源，该电路工作报警。

2.24 声光报警电路

当该装置接通时，电路就会发出声音和灯光闪烁。

2.25 时间延迟和自动喷洒麻醉剂电路

时间延迟电路由两部分组成：一是整流和滤波电路；二是由NE555集成电路构成的单稳态电路。整流和滤波电路的输出电压V1首先经过二极管D5和D6整流后，再经过电容C17滤波，则在NE555集成电路的TRIG端产生电平信号。当接收到红外线脉冲时，整流和滤波电路的输出电压V1经由整流和滤波在TRIG端产生一个高电平信号，由NE555集成电路构成的单稳态电路的特性可知，输出端Q为低电平；当由于人体或者物体接近时所要保护的财产时，阻隔到红外线脉冲时，则电路没有输出电压V1，则在TRIG端输入为零，单稳态电路接收到触发信号，输出端Q为高电平并保持一段时间。而延迟时间由可变电阻R2和电容C2

的数值决定，通过调节可变电阻R2和电容C2的大小，可以改变延迟时间的长短，来使用于不同的场合。

自动喷洒麻醉剂电路中，由于电磁阀通过的是大电流，大功率，一般的直流电源无法提供很大的电流和功率，故需要交流供电，从而电路中的开关需要采用继电器电路。然而，一般的NE555集成电路地输出电流无法驱动继电器，因此需要加入电流放大电路。即三极管VT9构成的电流放大电路。其中R19为限流电阻，防止输入电流过大而烧毁三极管。VT9为共射极电路，当输出端OUT为高电平时，三极管导通饱和，将输入电流放大；当输出端OUT为低电平时，三极管截止，无电流通过。继电器连接VT9的集电极，当有电流驱动时，开关闭合，电磁阀通电，喷洒麻醉剂。当无电流驱动时，开关断开，电磁阀不通电，没有麻醉剂喷出。同时，在继电器两端并联一个二极管来实现保护作用。同时电路中加入发光二极管来作为显示电路，显示麻醉剂是否喷出。

第3章 光控防盗报警器的电路设计

3.1 光控防盗报警器各单元的电路设计

3.11电源电路单元设计

图3.11电源供电电路

3.12红外发射电路单元设计

图3.12 红外发射电路

3.13红外接收电路