触摸式防盗报警器的设计说明
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触摸式多路报警器的设计与制作电子技术实训设计任务书一、设计目的1.掌握各种不同类型二极管在电路中的作用;2.掌握三极管的原理与应用;3.熟悉555时基电路的功能和作用。
二、设计任务1.设计一个触摸式多路报警器,可将触摸片直接安置在被防护的物体上,当有人接触物体时,电路被触发,发出报警声。
2.报警形式为声光报警,并且,报警声音要实现高低起伏。
三、设计要求1.利用555时基电路实现报警声音的高低起伏;2.选择合适的电阻、二极管、三极管等器件;3.完成全电路理论设计、制作、调试,并画出电路原理图;4.撰写设计报告(包括调试总结报告);5.上交制作产品一件。
四、电路简介及原理框图防盗报警器的关键部分是报警控制电路,由控制电路控制声、光报警信号的产生。
该电路采用三极管与可控硅进行控制,无偷盗情况时,使三极管处在截止状态,则被控器的声、光信号产生电路不工作;一旦有偷盗情况,立即使三极管导通,被控器的声、光信号产生电路产生声、光报警信号,呼叫值班人员采取相应措施。
(1)原理框图报警器的原理框图如图2-1所示:交流电源→控制电路→报警电路(2) 、工作原理触摸式多路报警器可将触摸片直接安置在被防护的物体上,当有人直接接触物体时,电路被触发,发出警报声。
本电路由六组触摸电路组成,可以根据需要增加若干组,但后面的报警声相电路不必变动。
(3)控制电路触摸片A~F与集成反相器F1~F6组成触摸信号输入控制门,VD1~VD6组成隔离电路,将触摸片与电源单向隔离。
当电路处于检测状态时隔离二极管使触摸片保持高电平状态,当触摸片被触摸时可使触摸片保持低点平以第一路为例,当触摸片A被触摸后,触摸片A变为低电平,由于VD1的隔离,A保持低电平。
当触摸形成的低电平经F1变向后变为高电平。
这时LED1发光,VT1 VT2导通,VT3接着导通。
VT3导通后,通过VD7 R4又使VT4导通。
由于VT4相当于电源的开关,控制者报警声响的电源回路,VT4导通后报警声响电路的电源回路被接通,报警声响电路发出报警声(电路图如下)A BC D FVTE9014VT29014LED~~LED6R12409014VT4R6100KR510KR32KR22KR4180KICE(F1~~F6)CD4069B 1F1IF2IF3IF4IF5IF6VD7C210u(4)报警电路IC2、IC3组成调制型报警声响电路,其中IC2与R5、R6及C2组成低频锯齿波发生器,输出的锯齿波通过VT5加至IC3的⑤脚,对IC2产生的矩形波进行调制,使其发出高低起伏的报警声响(电路图如下)IC2 NE555IC3 NE5559014 VT4C4100uR810KR74.7KR975KC30.01uVT5901212V(5)总体电路图如下IC2 NE555IC3 NE555A BC D FVTE9014VT29014LED~~LED6R12409014VT4C4100uR810KR74.7KR975KC30.01uVT59012R6100KR510KR32KR22KR4180KICE(F1~~F6)CD4069B 1F112VIF2IF3IF4IF5IF6VD7C210u五、单元电路简介(1)CD4069 芯片简介(1)NE555芯片简介NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号。
触摸式防盗报警器本例介绍一款以555时基集成电路和9561音效集成电路为主要元器件制作的触摸式声光防盗报警器,它具有电路简单、容易制作、性能可靠等特点,既可用于家庭,库房、店面的防盗报警,也可用于玩具等方面。
电路工作原理该触摸式防盗报警器电路由单稳态触发器、电子开关,声音报警电路和闪光报警电路组成,如图6-41所示。
单稳态触发器电路由时基集成电路IC1、电阻器R1、电容器C1~C3、触模片A和电位器RP1组成。
电子开关电路由电阻器R2和晶体管V1组成。
声音报警电路由音效集成电路IC2、电配器R3、R4、晶体管V2和扬声器BL组成。
闪光报警电路由晶体管V3、电位器RP2、电阻器R5和发光二极管VL组成。
单稳态触发器电路通电工作后,IC1的3脚输出低电平,V1处于截止状态,IC2和V2、V3均无工作电压,BL不发声,VL不发光。
当窃贼用手触及金属片A时,IC1受触发而翻转,由稳态进入暂态,其3脚由低电平变为高电平,使V1导通,IC2和V2、V3通电工作,IC2输出的音效电信号经V2放大,驱动扬声器BL发出报警声。
V2集电极的一部分信号经V3进一步放大后,驱动VL工作,使VL与报警声同步闪光。
调整RP1的限值,可以改变单稳态触发器动作的灵敏度。
调整RP2的阻值,可改变VL闪光的灵敏度。
元器件选择R1~R5选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。
RP1和RP2均选用膜式可变电阻器。
C1和C3均选用独石电容器;C2选用耐压值为16V的铝电解电容器。
VL选用φ5mm的红色高亮度发光二极管。
V1和V2选用3DG12或C8050、S8050、3DK4型硅NPN晶体管;V3选用S8550或3CG8550型硅PNP晶体管或3AX31型锗PNP晶体管。
IC1选用NE555或5G1555、μA555型时基集成电路;IC2选用KD9561或CW9561型四声模拟音效集成电路点,BL选用0.25~0.5W、8Ω的电动式扬声器。
触摸式报警灯的设计方案苏霞1、研究目的、意义和必要性:报警器随着时代的发展进入了千家万户,它与人们生活密不可分。
它具有灵敏度高、轻便、实用等特点,可以安装在门或窗上,该报警器一经触发便能自动报警,并能在预定时间后自动停报。
该触摸式防盗报警器设计时,可以针对不同的场合,进行系统的改进。
考虑到实际现场环境和用户的安全防范要求,具有一定的抗干扰能力,可以防止各种误报现象的发生。
系统的灵敏度和可靠性很高。
2、研究目标:制作触摸报警器可以防止小偷,保护客户的财产安全,节省成本,而且省电等优点。
3、主要研究开发内容:触摸式报警器的制作:包括DXP画图、PCB制板,焊接与组装调试,采用SGL8022W芯片。
4、项目创新点及拟解决的关键技术问题:安全,节能,价格低廉,安装方便且不影响房子美观。
5、工作原理:6、研究方法和工艺技术路线:7.项目进度安排:三个月内完成此项目,一个月用来查找资料,与老师.同学讨论,交流,设计出可行方案,一个月自己购买元件,元件购买齐全后,进行安装与焊接;一个月调试进行改进;经过改进后,无线门铃产品上市。
8.设计项目的基本条件:现有电脑,电子书籍用来查找资料,姜老师指导,同学们的相互讨论,安装、焊接工具齐全。
9.总经费预算、资金筹措方式及来源:此产品需二百元左右,经费由学校支付.10.项目负责人及主要成员简介:项目负责人:苏霞,就读学校:江西省电子技师学院。
姜老师,江西省电子技师学院教师。
11.项目的组织管理及相关保障措施:安全用电、文明生产、节约成品、保证质量。
12.风险分析:注意安全用电、文明生产、产品研发成功销售有保证。
University of South China电子技术课程设计题目:触摸防盗报警器学院:电气工程学院专业:自动化班级:07级2班学号:************名:***指导教师:**2010年1月17日设计课题题目:触摸防盗报警器一、设计任务与要求1)设计一个简单的触摸式防盗报警器,以起到触摸防盗报警的功能。
2)该防盗报警器,适用于仓库、住宅等地的防盗报警。
3) 防盗路数可根据需要任意设定。
4) 一旦小偷触摸报警器,该报警器通过扬声器发出报警声响。
二、电路原理分析与方案设计1.1总体方案设计题目要求设计一个触摸式防盗报警系统,整个系统可以划分为几个模块。
首先为电源模块,考虑到我所使用的芯片电压为4.5伏,所以可采用先通过桥堆整流,然后滤波,选用比较常用的电源稳压芯片7805便可以得到实验所需要的4.5v 电压。
其次为单稳态触发模块,用来控制输出的电压,以驱动报警集成电路。
最后为三声模拟声报警集成电路,可直接驱动扬声器发声。
可产生三种不同的模拟报警声响,是制作各种报警器的良好声源。
模块框图如图2.1所示。
图2.11.2.1电路原理:触摸式防盗报警器的电路见图2-1。
A1中与非门I和Ⅱ组成了单稳态触发器,A 2与R2、B组成了模拟音响发生器。
平时,与非门Ⅱ输出高电平,经与非门Ⅲ接成的反相器后变为低电平,所以A2无电不工作,整机静态电流仅几个μA。
当人体碰到触摸电极M时,人体从周围空间感应到的杂波信号经VD整流在与非门I 的一个输入端a获得负脉冲信号,使单稳态电路翻转进入暂态,与非门Ⅱ的输出端突变为低电平,经与非门皿反相后输出高电平,使A2得电工作,B即发出“伍一呜一”警报声。
当暂态时间一过,单稳态电路恢复稳态,A2就停止工作,警报声消失。
本电路的暂态时间由RICI时间常数决定,约20s左右。
即每触摸一次M,B 发警报声20s左右;再次触碰,再次发声。
如要延长暂态(报警)时间,可加大R 1或C1;反之应减小R1或C1数值。
设计题目:触摸式防盗报警器一、设计任务与要求1)设计一个简单的触摸式防盗报警器,以起到触摸防盗报警的功能。
2)该防盗报警器,适用于仓库、住宅等地的防盗报警。
3) 防盗路数可根据需要任意设定。
4) 一旦小偷触摸报警器,该报警器通过扬声器发出报警声响。
二、电路原理分析与方案设计1.1总体方案设计题目要求设计一个触摸式防盗报警系统,整个系统可以划分为几个模块。
首先为电源模块,考虑到我所使用的芯片电压为4.5伏,所以可采用先通过桥堆整流,然后滤波,选用比较常用的电源稳压芯片7805便可以得到实验所需要的4.5v 电压。
其次为单稳态触发模块,用来控制输出的电压,以驱动报警集成电路。
最后为三声模拟声报警集成电路,可直接驱动扬声器发声。
可产生三种不同的模拟报警声响,是制作各种报警器的良好声源。
模块框图如图2.1所示。
图2.11.2.1电路原理:触摸式防盗报警器的电路见图2-1。
A1中与非门I和Ⅱ组成了单稳态触发器,A 2与R2、B组成了模拟音响发生器。
平时,与非门Ⅱ输出高电平,经与非门Ⅲ接成的反相器后变为低电平,所以A2无电不工作,整机静态电流仅几个μA。
当人体碰到触摸电极M时,人体从周围空间感应到的杂波信号经VD整流在与非门I 的一个输入端a获得负脉冲信号,使单稳态电路翻转进入暂态,与非门Ⅱ的输出端突变为低电平,经与非门皿反相后输出高电平,使A2得电工作,B即发出“伍一呜一”警报声。
当暂态时间一过,单稳态电路恢复稳态,A2就停止工作,警报声消失。
本电路的暂态时间由RICI时间常数决定,约20s左右。
即每触摸一次M,B 发警报声20s左右;再次触碰,再次发声。
如要延长暂态(报警)时间,可加大R 1或C1;反之应减小R1或C1数值。
1.2.2触摸式防盗报警器电路原理图如下图2.2 触摸式防盗报警器电路原理图1.2.3电路说明此触摸报警器,具有电路简单、制作容易,性能稳定、可靠等特点。
1.2.4总体方案分析:本设计利用与非门和KD9561四声模拟声电路设计并制作触摸式防盗报警装置。
摘要目前,我国国内生产总值稳定而快速的增长,人们的生活水平有了很大的提高,但与此同时,社会人口的流动性大大增加了,社会结构和社会治安都日趋复杂,入室抢窃、偷盗等诸多社会问题的频繁发生,使人们对家庭生命财产的安全越来越重视。
传统的机械式(防盗网、防盗窗)家居防卫系统在实际使用中暴露了很多隐患,但先进的技术总为人带来很多的便利,触摸式报警器有着传统防盗系统所不可及的优势,其自动化程度高,是防盗的一道有力武器。
此次电子技术课程设计我的选题是触摸式报警器,触摸式报警器用途十分广泛,不仅可用于私家的住宅、车辆的安全防盗,也可以用于企事业单位厂房、贵重物品等防盗,省去了过去的大量金属电网等等它的设计对于安全防盗是非常有必要的。
同时也对电子专业的课程有了进一步的了解与掌握,并能够应用有关的专业理论去完成电子课程设计。
本课程设计设计通过触摸电极片,经电容处理所得尖波信号触发IC1NE555的2脚使定时器进入暂稳态,达到定时30S的效果,输出端3脚输出高电平触发IC2NE555振荡电路产生周期为T的振荡信号,振荡信号经LM386芯片构成的集成功率放大电路放大驱动扬声器发出报警声,30S后,IC1的3脚输出高低电平,报警声消失,直至下一次触摸电极片。
关键词:触摸式报警器;NE555;LM386芯片目录1绪论...........................................................11.1前言....................................................11.2整体电路设计...................................12设计内容及要求........................................22.1设计任务及要求.......................................22.2总体方案设计.........................................22.3元器件介绍.......................................23设计原理及参考电路..................................63.1单稳态电路..........................................63.2音频振荡电路..........................................63.3功率放大电路........................................73.4整体电路...........................................94设计总结及心得体会................................................11参考文献...................................................121 绪论1.1前言目前,我国国内生产总值稳定而快速的增长,人们的生活水平有了很大的提高,但与此同时,社会人口的流动性大大增加了,社会结构和社会治安都日趋复杂,入室抢窃、偷盗等诸多社会问题的频繁发生,使人们对家庭生命财产的安全越来越重视。
触摸防盗报警器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解触摸防盗报警器的基本工作原理,掌握相关的电子元件知识,如触摸传感器、蜂鸣器等。
2. 学生能描述触摸防盗报警器的电路连接方式,并解释其电路图的构成。
3. 学生了解触摸防盗报警器在生活中的应用,认识到科技与日常生活的紧密联系。
技能目标:1. 学生能够独立完成触摸防盗报警器的组装,并正确进行电路连接。
2. 学生能够运用已学知识分析并解决触摸防盗报警器组装过程中遇到的问题。
3. 学生能够通过实际操作,提高动手实践能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过触摸防盗报警器的制作,培养对科学技术的兴趣和求知欲,激发创新意识。
2. 学生在实践过程中,学会尊重事实,遵循科学规律,树立正确的科学态度。
3. 学生通过团队合作,培养沟通协调能力和集体荣誉感,增强自信心。
课程性质:本课程为信息技术与电子技术的跨学科综合实践活动,旨在培养学生的动手实践能力、创新意识和科学素养。
学生特点:五年级学生对电子技术有一定的基础知识,好奇心强,喜欢动手实践,但需进一步引导和培养团队协作能力。
教学要求:教师需结合学生特点,采用启发式教学,引导学生主动探究,注重培养学生的动手实践能力和创新能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,给予个性化的指导和评价。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活,提高学生的综合素养。
二、教学内容1. 触摸传感器原理:介绍触摸传感器的工作原理、特性及应用场景,结合课本相关章节,让学生了解触摸传感器在防盗报警器中的作用。
2. 电子元件知识:回顾并拓展课本中涉及的电子元件,如电阻、电容、二极管、三极管等,重点讲解蜂鸣器的工作原理及使用方法。
3. 电路连接与电路图:讲解触摸防盗报警器的电路连接方式,让学生掌握电路图的阅读与绘制方法,结合实际操作,学会正确连接电路。
4. 触摸防盗报警器组装:根据教材内容,设计详细的组装步骤,让学生动手实践,掌握触摸防盗报警器的组装方法。
项目二:触摸式防盗报警器一、题目:设计一个触摸式防盗报警器,,触摸感引起为一金属小片,当有人触摸时,蜂鸣器发出声音,持续发出报警信号,直到断开电源为止,根据上述要求,设计出电路,并确定元件参数二、题目分析:该题目可以使用场效应管,双极性三极管,可控硅等元器件。
电路设计思路是可用场效应管将人体感应信号转换为电压的变化,经过晶体管放大,触发可控硅,再接通电路。
三、方案设计与选择:(一)方案方案一:直接触发器接在发光二极管上方案二:利用单片机编程实现检测目的方案三:使用场效应管,双极性三极管,发光二极管,可控硅等元件。
将人体感应信号转换为电压的变化,经过晶体管放大,触发可控硅,再接通电路。
(二)优缺点方案一:信号未放大,误差很大方案二:部分内容还未学,而且工作不稳定方案三:方案最佳,可以消除感应信号的干扰,将人体感应信号转换为电压的变化,经过晶体管放大,触发可控硅,再接通电路,从而达到触发报警的效果。
(三)选择方案我选择方案三进行设计,方案最佳,可以消除感应信号的干扰,通过场效应管,人体感应信号转换为电压的变化,经过晶体管放大,触发可控硅,再接通电路,从而达到触发报警的效果。
四、设计方框图五、设计电路图(一)原理电路图(二)电路原理如图所示触摸报警器的电路,主要由电源电路、触摸延迟电路、可控硅开关电路及负阻振荡器等四大部组成。
电源电路由VD1、VD2、C1、C2等触摸 电极 电压 放大 交流 放大 锁存 报警组成,为触摸延迟电路提供约12V直流工作电压。
触摸延迟电路主要由VT1等元件组成,平时VT1处于截止状态,可控硅VS因无触发电压而处于关断状态,后续电路无电不工作。
N为触摸电极片,当人手触碰时,人体泄漏电流经电阻R1、R2注入VT1的发射结,使VT1导通,C2上的12V直流电压经VT1、VD3向可控硅VS门极提供正向门极电流,使VS迅速开通,电容C4两端可获得300V左右的直流高压。
VT2、R4、R5、RP及B组成的负阻振荡器立刻起振,压电陶瓷片B就发出响亮的报警声。
ΞΞΞΞΞΞ学院
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综合性实验报告
实验项目名称触摸式防盗报警器
所属课程名称电子工程
实验日期
班级
学号
姓名
成绩
电子工程系
触摸式警报器工作原理图
电路中单稳态触发器有导线M,场效应晶体管和一个555组成。
多谐振荡器由一个555电阻R4、R5和电容器C3组成,CS为电解电容,B为扬声器。
无人触摸M时单稳态触发器中的555中的2引脚为高电平。
3引脚输入低电平,多谐电路不工作扬声器不发声。
当人触摸M时使单稳态触发器中2引脚变为低电平,3输出的高电平使多谐振荡器电路工作扬声器发声。
【实验环境】(使用的软件)
实验元器件的选择:
电子实验箱、万用表、导线、导线、9伏直流电、示波器。
题目触摸式防盗报警器班级 09材物(2)班学号 200910240235 姓名吴娴指导王老师时间 2011年6月16日景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书姓名吴娴_________ 班级___09材物2班_________ 指导老师王老师设计课题:触摸式防盗报警器设计任务与要求本课程设计一种在家庭和企业中使用的触摸式防盗报警器。
具体要求如下:1、对电路的每个部分分别进行单独说明,画出对应的单元电路,分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等;2、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图,在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息;3、对整体电路原理进行完整功能描述;4、列出标准的元件清单;设计步骤1、查阅相关资料,开始撰写设计说明书;2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明;3、依次对各部分分别给出单元电路,并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明;4、列出标准的元件清单;5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明;6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
设计说明书字数不得少于3000字。
参考文献[1]康华光,陈大钦.电子技术基础数字部分(第五版),北京:高等教育出版社,2006[2]陈国华,电子防盗报警器电路大全,北京:电子工业出版社 1997[3]路而红,专用集成电路设计与电子设计自动化,北京:清华大学出版社,2004[4]李振声等,电工电子实验教程,北京:科学出版社,2009[5]潘雪峰,张燕,杨国治,河北:高级电工实用技术,人民邮电出版社,2006目录1、总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42、由555定时器组成的单稳态触发电路. . . . . .. . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .53、四声KD-9561音响报警电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74、TWH8751功率开关电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106、总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117、元件清单. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141、总体方案与原理说明本设计主要是利用555时基集成电路和9561音效集成电路为主要元器件设计并制作触摸式防盗报警装置。
设计题目:触摸式防盗报警器一、设计任务与要求1)设计一个简单的触摸式防盗报警器,以起到触摸防盗报警的功能。
2)该防盗报警器,适用于仓库、住宅等地的防盗报警。
3) 防盗路数可根据需要任意设定。
4) 一旦小偷触摸报警器,该报警器通过扬声器发出报警声响。
二、电路原理分析与方案设计1.1总体方案设计题目要求设计一个触摸式防盗报警系统,整个系统可以划分为几个模块。
首先为电源模块,考虑到我所使用的芯片电压为4.5伏,所以可采用先通过桥堆整流,然后滤波,选用比较常用的电源稳压芯片7805便可以得到实验所需要的4.5v 电压。
其次为单稳态触发模块,用来控制输出的电压,以驱动报警集成电路。
最后为三声模拟声报警集成电路,可直接驱动扬声器发声。
可产生三种不同的模拟报警声响,是制作各种报警器的良好声源。
模块框图如图2.1所示。
图2.11.2.1电路原理:触摸式防盗报警器的电路见图2-1。
A1中与非门I和Ⅱ组成了单稳态触发器,A 2与R2、B组成了模拟音响发生器。
平时,与非门Ⅱ输出高电平,经与非门Ⅲ接成的反相器后变为低电平,所以A2无电不工作,整机静态电流仅几个μA。
当人体碰到触摸电极M时,人体从周围空间感应到的杂波信号经VD整流在与非门I 的一个输入端a获得负脉冲信号,使单稳态电路翻转进入暂态,与非门Ⅱ的输出端突变为低电平,经与非门皿反相后输出高电平,使A2得电工作,B即发出“伍一呜一”警报声。
当暂态时间一过,单稳态电路恢复稳态,A2就停止工作,警报声消失。
本电路的暂态时间由RICI时间常数决定,约20s左右。
即每触摸一次M,B 发警报声20s左右;再次触碰,再次发声。
如要延长暂态(报警)时间,可加大R 1或C1;反之应减小R1或C1数值。
1.2.2触摸式防盗报警器电路原理图如下图2.2 触摸式防盗报警器电路原理图1.2.3电路说明此触摸报警器,具有电路简单、制作容易,性能稳定、可靠等特点。
1.2.4总体方案分析:本设计利用与非门和KD9561四声模拟声电路设计并制作触摸式防盗报警装置。
本设计将研究组成触摸式报警器的整个电路的性质和基本概况,学习单元电路的在整体电路中的作用及其基本原理。
对此次设计做出概括分析,并进行改进处理,利用电路图绘制软件,重新绘制电路图,设计出PCB电路板,并通过书籍教材及网络信息查找相关资料。
根据触摸式防盗报警器电路的工作原理,以及其组成部分和各部分单元电路的工作原理。
单元电路包括电源电路、单稳态触发电路、音响输出电路。
对该报警器使用的元器件的部构造和使用进行了分析。
对各元器件在电路中的作用进行分析研究。
同时在各个单元学习之后,进行了电路的绘制,本设计使用了Protel 99SE软件设计电路板,进行PCB板的结构布局,元器件安置和正确布线。
通过此次设计制作,了解触摸式防盗报警器的制作过程。
1.3各模块方案选择与论证(1)电源电路的方案论证与选择电源模块主要用于实现对各模块供电的功能.对于电源模块的选择有以下三种方案:方案一:采用1.5V常用电池串接而成.这种方法简单易懂,但是精确度不够,稳定度也不高,当电池里面的电用光之后,便不在具有供电功能.方案二:采用直接购买电源的方法.在市场上可以直接买到相应的电源,但是考虑到经济上的原因,显然这并不合适.方案三:采用自制整流电路.这种方法简单可行,可以得到精确的电压值,而且稳定度高,可以长期使用.正好可以让自己所学的知识在实践中得到很好的运用.其方框图如图2.3所示:图2.3方案选择:根据以上论述,考虑到经济、实用等方面因素,在本设计中选择方案三,并熟悉变压器与整流电源的知识及原理。
(2)单稳态触发模块的方案论证与选择方案一:由555定时器组成单稳态触发模块(如图2.4),单稳态触发器正常工作时,若未加输入负脉冲,即Vi保持高电平,则单稳态触发器的输出Vo一定是低电平。
方案二:由两个与非门或者或非门组成单稳态触发模块(如图 2.5),这种单稳态触发器在电路中广泛地用于对脉冲信号的延时、展宽和整形等。
图2.4 由555构成的单稳态触发器图2.5 或非门组成的单稳态触发器方案选择:鉴于报警器对单稳触发器的要求,以及市场上所卖的芯片,决定选择方案二中的由两与非门组成的单稳触发模块,即用一块CD4011芯片即可。
(3)三声模拟报警专用集成电路的方案论证与选择方案一:用555芯片组成多谐振荡器(如图2.6)来驱动报警器发声。
方案二:直接用四音响模拟集成电路KD-9561(如图2.8)作为驱动升压电路。
方案三:采用LC179型三模拟声报警专用集成电路(如图2.9),它采用双列8脚直插塑料硬封装,电路可靠性好;部集成了功率放大器,可直接驱动扬声器发声;可产生三种不同的模拟报警声响,是制作各种报警器的良好声源。
图2.6 555构成多谐振荡器图2.7 多谐振荡器的波形图图2.8 LC179型三模拟声报警专用集成电路图2.9 kD9561原理图方案选择:鉴于报警器的实际需求和物件的市场供应,通过比较,KD-9561用起来方便实用,因此用它来作为报警器的电压驱动模块。
(4)发声电路的方案论证与选择方案选择:发声模块在本实验中是用来接受信号发出报警声音即可,故用一个扬声器作为发生器模块。
1.2.3 系统组成系统的基本框图如图2.10所示.三、单元电路分析与设计1.1 电源部分电路的设计通过对220v电源进行整流滤波,再由7805进行稳压,就可以达到所需的电压,稳定性能够达到要求。
1)7805典型连接电路如下(图3.1.1 ),塑封硅整流桥堆图如下(图3.1.2)图3.1.1 7805典型连接电路图3.1.2 塑封硅整流桥堆2)塑封硅整流桥堆极限值和温度特性图如下:图3.1.3 塑封硅整流桥堆极限值和温度特性3)电源电路图如下:图3.1.4 电源电路图1.2 单稳态触发部分电路设计采用CD4011的两个与非门组成单稳态触发模块。
用门电路组成的单稳态触发器,它的主要原理是利用门电路输入端的阈值电平和加入门电路中的RC元件的充放电作用。
用与非门或者逻辑门都可以组成单稳态触发器。
单稳态触发器:1.单稳态触发器只有一个稳定状态,一个暂稳态。
2.在外加脉冲的作用下,单稳态触发器可以从一个稳定状态翻转到一个暂稳态。
3.由于电路中RC延时环节的作用,该暂态维持一段时间又回到原来的稳态,暂稳态维持的时间取决于RC的参数值。
与非门组成的单稳态触发器电路图如下:图3.1.5 与非门组成的单稳态触发器CD4001简介:功能:4二输入或非门电源电压围:3V~15V功耗:700mW(普通封装);500mW(小外形封装)工作温度围:CD4001BM -55℃~+125℃CD4001BC -40℃~+85℃1.3 声音模拟报警专用集成电路部分设计采用四音响模拟集成电路KD-9561,使用时vDD脚和SEL2脚分别和SEL1脚或互相短接即可发出不同声音。
(如图3.1.7)SEL1 SEL2 输出声音不接不接警车声VDD 不接火警声VSS 不接救护车声任意接VDD 机关枪声表3.1.7 KD-9561引脚的接法KD-9561性能参数:三极管一般选侧8505或者9013.带O字母的引脚有三个。
其中两个是晶振频率外接振荡电阻的6、7脚(OSC),还有一个是OUT脚(3脚),就是三极管集电极管脚信号放大输出脚。
2.仿真分析2.1 电源电路仿真(1) 设计中电源的设计只是为了给运放提高相应的工作电压,以保证运放的正常工作,在这里我们采用整流电路来实现.以输出12V电压为例,具体电路如下图3.2.8图3.2.8 1例2V输出电源电路(2) 电源电路仿真如图3.2.9所示在Multision7环境下设计的4.5v电源电路仿真电路图。
图3.2.9)输出4.5V的电源电路仿真图仿真开始后电压表的读数如图3.3.0所示。
从图中可以看出,电压已经很稳定,没有起伏变化。
输出电压分别为4.5V和-4.5V达到了设计的要求。
图3.3.0 仿真后电压表读数经过使用仿真软件multisim对电源进行仿真,经过仿真后认为此电路可以实现我所要求的电压及稳定度。
2.2 单稳态电路仿真使用multisim对单稳态电路进行仿真,但是仿真元件库中没有本设计中用到的一些芯片,所以只能对一些单元电路进行仿真。
在仿真中,用函数发生器发出矩形波来模拟按键,然后看是否单稳态的输出随输入的变化而进行翻转。
单稳态仿真电路原理图如下:图3.3.1 双稳态仿真电路图3.3.2 示波器仿真结果(输入信号)图3.3.3示波器仿真结果(输出信号)2.3)总电路图的仿真及其分析由于Maltisim中没有找到KD-9561及能被替代的芯片,所以仿真其接入端的输出信号,并根据KD-9561的工作原理分析出总的输出信号。
仿真电路中,弹簧片用频率为5Hz,电压为5V的矩形方波信号代替。
分析原理图如下:图3.3.4 总电路图的仿真开关J2断开时的输出波形及电压值如下图:图3.3.5 断开开关时输出电压值图3.3.6断开开关时输出波形图3.3.7闭合开关时某瞬时电压值图3.3.8 闭合开关时的输出波形有以上仿真结果可知,加入方波信号,闭合开关J1、J2后,输出端就有信号输出并进入KD-9561,在该信号作用下,触摸报警器开始报警。
四、总原理图及元器件清单1.1)总原理图如下图4.1.1)触摸防盗报警器总原理图1.2)利用protell 99se制图如下:图4.2.1 PCB电路图2)元件清单五、安装与调试将个元件按照总原理图组装起来,并接入所设计的4.5V电源。
组装好后,用手触摸弹簧片,测试喇叭是否有声音放出,并适当的调试电阻R2的阻值,以改变发声音调。
六、性能测试与分析根据如上的总电路仿真结果进行分析可得:1.单稳态触发器,它提供了数秒的延时时间,用于定时精度要求不高的场合。
本设计中延时主要决定于电容C。
延时的实测数据。
C的最大容量可达几百微法,延时可达数秒。
延时结束后还需要等待一段时间(称恢复时间),就是要等待电容C两端电压不再变化时,方能进行第二次触发,否则,不是电路不能触发,便是所得的延时不稳定。
等待第二次触发所需的时间决定于RC。
2.KD-9561有四种报警声音方式,部集成了功率放大器,可直接驱动扬声器发声,是制作各种报警器的良好声源,并通过增减所接电阻器的阻值可改变发声音调。
七、结论与心得课程设计,是以学生自己动手动脑,并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。
它将基本技能训练,基本工艺知识和创新启蒙有机结合,培养我们的实践能力和创新精神。
作为信息时代的大学生,仅会书本理论是不够的,基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。
通过本次实习,将书本上学到的知识应用于实践,学会了一些电子电路仿真设计能力, 熟悉了有关软件protell、multisim的使用,能够熟练使用普通万用表和示波器;.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用围,能查找资料,查阅有关的电子器件图书等;另外在这次实验中我们遇到了不少的问题,最终一一解决了遇到的问题。