工程師電子製作對射式紅外線電子柵欄報警器

2021-03-03 23:09:52 字數 1787 閱讀 5906

本文採摘於:

紅外線電子柵欄報警器已經被廣泛應用於各類安保場合,它具備結構簡單、造價低廉、可靠性好等優點。根據家庭需要,特設計製作成功了一款簡單、實用的對射式紅外線電子柵欄報警器,現介紹如下。

一、基本原理

該電子柵欄報警器主要分發射機和接收機兩部分。發射機主要負責紅外線的發射,接收機主要負責紅外線的接收、判斷、警報觸發。在使用中,發射機和接收機拉開一定距離安裝,且發射管與接收頭垂直對正,當發射機開機後,即形成一束紅外線柵欄。

當有人穿越柵欄時,會瞬間阻斷紅外線,警報裝置立即啟動報警,達到防盜竊、防入侵等目的。

原理圖如下:

發射機部分主要是ne555與外圍元件構成頻率為38k,占空比約為30%的振盪器,振盪訊號經3腳輸出載入至vt1基極,由vt1驅動紅外線發光二極體led1。接收部分主要由一體化紅外線接收頭和一枚單運放組成,運放結成比較器的形式。紅外置收頭ic3接收到正確訊號時,輸出腳為低電平,ic4正向輸入端(3腳)電位低於反向輸出端(2腳),比較器輸出端(6腳)輸出低電平。

一旦有人阻斷紅外線,則接收頭ic3無訊號輸入,輸出端立即變為高電平(約4.91v),比較器翻轉,ic4輸出高電平,通過led2觸發bcr,給外接高響度報警喇叭提供電源,達到報警的目的。led2在此充當觸發管和觸發指示的雙重作用。

只要切斷並復位報警喇叭的電源後,紅外線電子柵欄就能報警器進入新一輪的警戒狀態。

二、元件的選擇與製作

該電子柵欄報警器均由易購元件組成。ic1選用ne555、ha17555等通用555型號均可。led1選用φ5mm的紅外線發射管。

c2建議選擇穩定性相對較好的電容,如高頻瓷介電容(cc),cbb等。rp1建議選用精密微調電阻。ic3選用一體化紅外線接收頭,型號為hrm380017,其餘通用代用型號也同樣適合,管腳排列見下圖:

ic4選用lm741等型號單運放,led2選用高亮度的紅色發光二極體。bcr選用2a左右的可控矽。其餘元件沒有特殊要求,按圖示標註選取即可。

cz3為外接報警器預留插孔,外接報警器可以另購高響度的報警喇叭,也可以接一盞燈,作為警示。

電路的pcb佈線如下:

為方便業餘條件下熱轉印製作,佈線全部採用0.5mm寬度,發射與接收部分可等pcb腐蝕完畢後再裁剪開。

三、除錯與注意事項

該電子柵欄報警器元件裝好無誤後,需要作基本調整。首先要調整的是發射機頻率。紅外線接收頭對38k左右的紅外線敏感,發射機發射頻率必須為38k。

由於元件的誤差,導致555的定時電阻和電容實際數值與計算資料會有稍許差異,最好是借助頻率計(數字表的頻率檔就夠用)或者示波器來除錯,將發射機發射頻率調整到38k(根據筆者提供原理圖的標註資料取值,當rp1調整到20.5k的時候,輸出頻率恰好符合要求,經驗資料僅供參考)。其次要調整的是ic4的零漂移電壓。

在電路設計合理,且沒有外部調整電壓的情況下,ic4輸出有零點幾至近兩伏的零漂電壓,只要零漂電壓不超過發光二極體的發光門限電壓,就無需調整。具體調整方法是:接通發射和接收機電源,將發射管近距離正對接收頭,此時led2應該為熄滅狀態。

如果有微亮,說明ic4零漂移電壓過大,可以通過調換壓降更大的發光二極體,比如白色、藍色的來解決問題,如若問題依舊,多半是ic4效能太差,需要換晶元。或者乾脆外接調整電路來調節零點電壓,但電路變得複雜,不符合」簡潔」的宗旨。電源部分可以採用蓄電池和交流電復合供電方式。

接收機電源電壓根據報警喇叭的電壓選取,超過6v即可。

電路調整好後,將發射機和接收機分開安裝在需要警戒的視窗或者陽台兩側牆壁,接通電源後,人為阻斷紅外線,led2點亮,bcr被觸發導通,報警器能正常報警,說明電路進入正常工作狀態。該電子柵欄報警器調整好後,警戒距離可達3公尺。具備了一定實用價值。

如需增加距離,可以在發射機側加裝透鏡聚光,並增加發光管數量。

電子工程師電路

電子工程師必須掌握的20種電路 工程師應該掌握的20個模擬電路 對模擬電路的掌握分為三個層次。初級層次是這二十個電路,清楚這二十個電路的作用。只要是電子愛好者,只要是學習自動化 電子等電控類專業的人士都應該且能夠記住這二十個基本模擬電路。中級層次是能分析這二十個電路中的關鍵元器件的作用,每個元器件出...

工程師電子製作故事 牛人瘋狂DIY白色iPad

一牛人自製平板電腦,號稱ipad3,看完不得不佩服這位大拿的專業精神,工具齊全,還自製logo,蘋果套,鍵盤,觸控筆。現在拿出來和大家分享。1測量主機板尺寸,設計外殼 p 用游標卡尺和直尺測量硬碟尺寸 e 2用游標卡尺和直尺測量硬碟尺寸 3 這是外殼 p 打磨邊框 e 4正在打磨邊框,牙刷,小刀,膠...

工程師電子製作故事 WIFI機械人DIY設計

在經歷了十多天的瘋狂 組裝 除錯 拆卸 再組裝 再除錯的過程後,我的wifi robot終於面世!淚流滿面!下面簡單寫寫製作過程,也好給自己留個存檔。俺用的方案是igee論壇的wifi小車方案,驅動板與控制程式都是現成滴 不過現在發現吃現成的雖然方便,但是擴充套件功能卻少得可憐。下一步打算買塊ard...