单片机应用课智能报警器文档格式.docx
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四、人体红外传感器6
小试牛刀17
五、扬声器7
六、录音板8
小试牛刀29
七、报警板10
小试牛刀310
八、信号转接板11
九、整体系统11
十、故障处理12
十一、课后拓展13
十二、制作心得14
教学目标:
1、了解报警器的知识;
2、了解扬声器的原理及结构;
3、了解人体红外传感器的原理及应用;
4、认识录音板、报警板及信号转接板;
教学内容:
一、什么是报警器?
报警器是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果,以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。
报警器(alarm),分为机械式报警器和电子报警器。
随着科技的进步,机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替,经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域,与社会生产密不可分。
如:
门磁感应器和煤气感应报警器。
报警器的分类
1、按传感器种类分类,分为开关报警器、震动报警器、红外报警器、微波报警器、激光报警器、视频运动报警器、烟感报警器、温感报警器等。
2、按工作方式分类,分为主动(如红外对射探测器)和被动报警器(如室内红外探测器)。
3、按警戒范围分类,分为点、线、面和空间探测报警器。
点――门磁、卷闸磁吸等。
线――红外对射探测器等。
面――幕帘式探测器、感应电缆等。
空间――红外/微波双鉴探测器等。
二、各式各样的报警器
声光报警器防盗报警器
煤气报警器烟雾报警器
地震报警器火灾报警器
警车报警器防空报警器
防空报警器家用燃气报警器
三、信号
信号是运载消息的工具,是消息的载体。
从广义上讲,它包含光信号、声信号和电信号等。
按照实际用途区分,信号包括电视信号、广播信号、雷达信号,通信信号等。
那么我们单片机和传感器之间用的是什么信号呢?
单片机和传感器之间是电信号在传输,通常情况下,我们的传感器可以给单片机一个Yes或No的信号。
Yes和No又是什么呢?
在数字电路中信号只有两种即0和1,0是低电平信号,1是高电平信号,我们的传感器给单片机的其实也是这两种信号,为方便编程我们把它们界定为Yes和No。
Yes是低电平信号,No是高电平信号。
比如说红外线传感器,当其前方有障碍物的时候它会亮红灯,我们通常说它有信号了,会给单片机信号,那给的到底是什么信号呢?
没有障碍物的时候就没信号了吗?
其实也是有的,是No信号,有障碍物的时候是Yes信号,我们可以根据Yes和No推算出红外线传感器给单片机的电平信号,即有障碍物时低电平信号,没有障碍物的时候是高电平信号。
Yes和No在我们的单片机产品中是低电平和高电平,但不是所有的单片机都是这样,设计师可以根据需要来做调整。
同样我们用单片机控制Led灯和蜂鸣器的时候使用On和Off模块,我们打开Led灯,使用On模块,实际上是输出了高电平的信号。
Off则是低电平的信号。
那我们制作的报警器和信号有什么关系呢?
四、人体红外传感器
人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,传感器内的红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔透镜增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
说白了就是当有人在它面前经过时传感器就会输出信号,传感器有两个接口,分别是高电平输出和低电平输出。
使用方法:
这个传感器有两个三排线的插口,它们输出的信号正好相反,一边是Yes一边是No,一般情况下连接Cpu使用低电平端,这样当人从传感器前经过时它就会输出Yes的信号,没人时是No信号。
延时调节旋钮可以调节输出信号的时间,最短为3秒,最长为35秒,传感器重复触发的时间会累加,所以有时候时间调到最短实际时间却很长,是因为传感器重复触发了。
灵敏度调节旋钮可以调节传感器距离,灵敏度最高可以感应到5-6米,最低1米左右。
注意:
白色的菲涅尔透镜可以拿掉,但是禁止用手去触摸透镜内部和里边的传感器窗口,这样会导致灵敏度下降。
小试牛刀1
制作人体报警器,当传感器感应到人的时候蜂鸣器报警(或LED亮)。
需要用到的单片机器件:
CPU、人体红外传感器、蜂鸣器(或LED板)等。
五、扬声器
扬声器(Loudspeaker),俗称喇叭,是一种十分常用的电声换能器件,在发声的电子电气设备中都能见到它。
扬声器在电子元器件中是一个最薄弱的器件,而对于音响效果而言,它又是一个最重要的器件。
扬声器的结构
六、录音板
录音板上边有一个麦克风,可以录制大约10秒的声音,并且可以播放出来,而且可以用单片机
模块来控制,当然我们也可以通过
模块也可以打开,但是它们原理不一样,On模块打开之后想再次打开必须Off一下,voice模块无论何时都可以打开。
其原理是On输出的是高电平信号,voice输出的是脉冲信号,至于两种信号的区别,本书就不做过多讲解,知道就可以。
声音会永久存储于芯片之中,直到再次录制,把原来的声音替换掉。
使用录音板的时候要先把扬声器装在Speaker处,按住REC亮,此时进入录音状态,对着麦克风说话,松开或者持续10秒,录音都会停止,按PLAY放刚才录制的声音。
也可以通过voice模块控制声音打开。
小技巧,扬声器声音小,可以把它粘贴到纸杯上,从而汇聚声音,增强播放效果。
小试牛刀2
制作欢迎光临机器人,模拟一个机器人,在商店门口,当有人经过的时候,它会发出欢迎光临的声音。
七、报警板
报警板可以认为是蜂鸣器的升级版,它内置了三种声音,需要使用跳线帽来调节。
连接Cpu的Out口,用On模块来打开,报警板会发出声音,可以通过跳线帽来短接不同的插针,实现机枪声、救护车声、警车声这三种声音。
小试牛刀3
把欢迎光临机器人改装成报警机器人试试!
八、信号转接板
这个机器人我们重点讲了信号这个概念,那么有没有人这样思考过,传感器可以输出高低电平的信号,报警板和录音板接收到信号之后会工作,那么能不能不用Cpu直接使用传感器控制报警板或录音板呢?
当然答案是可以的,但是需要供电和信号转接,下图是信号转接板,它可以让传感器直接控制录音板或报警板,它没有单片机的Cpu,可以更加的省电,从而长时间工作。
九、整体系统
让我们用信号转接板来代替Cpu,制作一个有人经过就会报警,并且说话的机器人吧!
由于报警器的功能比较单一,所以我们去掉了Cpu,节省电力,有利于报警器长时间工作,但是当我们想实现一些比较复杂的功能时,Cpu还是必不可少的,比如说定时报警,延时报警,或者人经过几次之后再报警等。
此产品功能比较单一,可以根据实际需要选择安装报警板,或者录音板,也可以两者都装上,但是报警板声音较大,会遮盖录音板的声音。
根据实际需要来调节传感器延时和灵敏度。
做好之后产品可以放在家门口做欢迎回家用,或者放在阳台上,如果有小偷半夜爬窗入户,定能发出警报。
十、故障处理
1、人体红外传感器信号灯一直亮,调节延时旋钮,将它调小再观察,观察期间保持传感器静止不动,并且前方不要有人晃动。
2、人体红外传感器过于灵敏,调节灵敏度旋钮,适当降低灵敏度。
3、录音板按play不能播放,先检查扬声器是否连接,让老师判断扬声器好坏,如果录音板和人体红外传感器同时连接在信号转接板上,而且传感器有信号输出(灯常亮)时,按play是不可以播放的,情况正常。
4、录音板声音只播放一遍,录音板和人体红外传感器同时连接在信号转接板上的时候,
传感器感应到一次人,录音板会工作一次,再传感器亮灯的同时再次感应,录音板是不会再次工作的,若要再次工作,须传感器当前延时结束,信号灯灭,然后再次感应的时候,录音板会再次工作。
5、报警板音调会变化,请检查你的手是否触摸到报警板下边的焊点,报警板工作会受外部信号干扰。
十一、课后拓展
1、把报警器装到家中,让它真正的起到报警的作用。
2、放屋子里,给爸妈留言,让他们进门就听到你给他们的留言。
3、人体红外传感器不仅可以感应到人,还可以感应到动物,如果家里有小宠物,可以设计一个给他们用的机器人。
参考搭建图如下:
十二、制作心得
你在制作过程中遇到了哪些问题?
怎么解决的?
你的机器人跟别人的比有哪些优点?
自己再制作过程中有什么心得体会呢?
——————把它们写一写吧!