對射式紅外線電子柵欄報警器的簡單工程制作
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(yōu)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(fā)射機和接收機兩部分。發(fā)射機主要負責紅外線發(fā)射,接收機主要負責紅外線接收、判斷、警報觸發(fā)。在使用中,發(fā)射機和接收機拉開一定距離安裝,且發(fā)射管與接收頭垂直對正,當發(fā)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。
原理圖如下:
發(fā)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(fā)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?yōu)楦唠娖剑s4.91V),比較器翻轉,IC4輸出高電平,通過LED2觸發(fā)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(fā)管和觸發(fā)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(tài)。
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NE555、HA17555等通用555型號均可。LED1選用φ5mm的紅外線發(fā)射管。C2建議選擇穩(wěn)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(fā)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(yè)余條件下熱轉印制作,布線全部采用0.5mm寬度,發(fā)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(fā)射機頻率。紅外線接收頭對38K左右的紅外線敏感,發(fā)射機發(fā)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(fā)射機發(fā)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(fā)射二極管的發(fā)光門限電壓,就無需調整。具體調整方法是:接通發(fā)射和接收機電源,將發(fā)射管近距離正對接收頭,此時LED2應該為熄滅狀態(tài)。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(fā)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?;蛘吒纱嗤饨诱{整電路來調節(jié)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(fā)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(fā)導通,報警器能正常報警,說明電路進入正常工作狀態(tài)。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(fā)射機側加裝透鏡聚光,并增加發(fā)光管數量。
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