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對射式紅外線電子柵欄報警器的簡單工程制作

目錄:解決方案星級:3星級人氣:-發表時間:2012-09-26 11:30:00
RSS訂閱 文章出處:超毅電子 紅外線發射網責任編輯:紅外發射二極管作者:紅外發光二極管

超毅電子今天給大家介紹的是紅外線電子柵欄報警器紅外線電子柵欄報警器如今已被廣泛應用于各類安保場合,它具備結構簡單、造價低廉、可靠性好等優點。根據家庭需要,超毅電子教大家設計制作一款簡單、實用的對射式紅外線電子柵欄報警器,具體操作如下:

一、了解其基本原理 
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發射,接收機主要負責紅外線接收、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,當發射機開機后,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。

電子柵欄

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%的振蕩器,振蕩信號經3腳輸出加載至VT1基極,由VT1驅動紅外線發光二極管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。紅外接收頭IC3接收到正確信號時,輸出腳為低電平,IC4正向輸入端(3腳)電位低于反向輸出端(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無信號輸入,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。只要切斷并復位報警喇叭的電源后,紅外線電子柵欄就能報警器進入新一輪的警戒狀態。

二、元件的選擇與制作 
該電子柵欄報警器均由易購元件組成。IC1選用NE555HA17555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,其余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管BCR選用2A左右的可控硅。其余元件沒有特殊要求,按圖示標注選取即可。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布線如下:

 

 

為方便業余條件下熱轉印制作,布線全部采用0.5mm寬度,發射與接收部分可等PCB腐蝕完畢后再裁剪開。

 

 

三、調試與注意事項 
該電子柵欄報警器元件裝好無誤后,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。由于元件的誤差,導致555的定時電阻和電容實際數值與計算數據會有稍許差異,最好是借助頻率計(數字表的頻率檔就夠用)或者示波器來調試,將發射機發射頻率調整到38K(根據筆者提供原理圖的標注數據取值,當RP1調整到20.5K的時候,輸出頻率恰好符合要求,經驗數據僅供參考)。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紅外發射二極管的發光門限電壓,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紅外發光二極管,比如白色、藍色的來解決問題,如若問題依舊,多半是IC4性能太差,需要換芯片。或者干脆外接調整電路來調節零點電壓,但電路變得復雜,不符合簡潔的宗旨。電源部分可以采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。

電路調整好后,將發射機和接收機分開安裝在需要警戒的窗口或者陽臺兩側墻壁,接通電源后,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后,警戒距離可達3米。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,并增加發光管數量。

 

 

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