红外报警电路.docx
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红外报警电路
红外光线报警电路
一、电路功能介绍：
在一般的防盗报警电路中，普遍采用红外光线对射的方式进行布防，当有人或物件（透
光性较差）经过布防区域时因挡住了红外线，报警系统便会启动。
在实用系统中，通常集成了多束红外光形成“红外栅栏”，并对发射端的红外信号进行编码加密，以提高抗干扰能力。
本实验电路为上述电路的实验原型，这里只采用了一对红外二极管实现布防，可以更好地掌握电路的原理。
二、电路原理：
电路主要由稳压电源电路、红外线发射电路、红外线接收电路、逻辑处理电路和报警电
路组成。
下面将分别就各模块的工作原理展开论述。
5VDC
整流滤波稳压
变压器
220VAC
图1系统框图
图2电路原理图
四、稳压电源电路
经降压、整流、滤波后的近似直流电压（A处）输入贴片稳压模块7805，得到稳定的+5V直流电压（B处）为其他模块供电，同时电源指示灯（LED1）发亮。
B
A
图3稳压电源电路
2.红外光线发射电路：
C
图4红外光线发射电路
VT7、VT8及相关元件组成多谐振荡器，其振荡频率由R14、R15、C8、C9的值决定
，振荡信号从VT7的集电极通过R17输入VT6的基极，经VT6放大后驱动红外线发射管向外界发射信号（C处）。
3.红外光线接收电路：
当发射管与接收管之间没有物体时，发射的红外信号被D7（D点）接收，经VT1、VT2两级放大后，从VT1集电极经C4耦合送入倍压整流电路，形成一个直流控制电压（E处），使得VT5饱和导通，C极输出低电平。
当发射管与接收管之间有物体时，发射的红外线信号就被挡住，D7（D处）收到不信号，此时倍压整流电路输出的信号电压（E处）很低，VT5截止，C极输出高电平。
D
E
图5红外光线接收电路
4.逻辑处理电路
逻辑处理电路由四二输入与非门CD4011及外围元件构成。
当发射管与接收管之间没有物体时，IC1的8、9脚输入低电平，经“非”逻辑处理后，10脚（F处）输出高电平，IC1的3脚输出高电平。
这个高电平一路经R8将IC1的13脚电平拉高，从而保持3脚（G处）的高电平输出，另一路使VT3保持截止，报警电路不工作。
当发射管与接收管之间有物体时，IC1的8、9脚输入高电平，IC1的12脚变为低电平，此时3脚输出低电平。
这个低电平信号经R8使IC1的13脚变为低电平。
此时即使物体离开两个红外管之间，使得12脚电平恢复高电平，但13脚的低电平已经锁定输出状态，将确保3脚输出低电平，同时使VT3饱和导通。
H
G
F
图6逻辑处理电路
5.报警电路
当有物体挡在两红外二极管之间时，VT3饱和导通，同时CW1输出直流电压3.6V给音乐集成电路IC3供电，音乐集成电路得电工作后，产生报警音频信号，经VT4功率放大后驱动扬声器（SP1，8Ω/0.25W）发出报警声。
若要解除报警，必须同时具备两个条件：
一是红外接收二极管正常接收到红外信号，二是CD4011的13脚必须强制输入一个高电平信号（电路中的复位按键SB1（H处）按下即可实现）。
图7报警电路 图8H051连接示意图
五、电路制作及装配
电路装配步骤及要求
为了达到训练效果，减小差错率，每个元器件的安装焊接均可按下面的步骤完成：
复测元器件 引线清洁、上锡、成形 插装 焊接 修剪引脚 整形
装配步骤
项目名称
内容
1
核对元件数量
结合原理图或元件清单，逐个核对，确保齐全。
2
检测元件
检测元件性能好坏，辨别极性元件的引脚。
3
元件的加工
对被氧化元件的引脚表面进行刮、镀锡处理，并根据电路板元件的插孔进行成型。
4
元件器的插装与焊接
按照“先小后大，先低后高，先轻后重”的原则插装与焊接。
插装时，要注意：
（1）严格按线路板上标识编号安装；
（2）要把相同方向排列的电阻的第一道色环放在左边或最上边。
（3）对于有极性的元器件，引脚不能插错。
（4）红外发射管与接收管安装时，引脚要留有足够的长度，焊好后折弯90°，与线路板水平放置且相互对准。
（5）报警声音乐集成电路IC3安装时，其振荡电阻R22直接装于IC3上；然后用4芯排线分别与lC3各引脚相连。
（6）JP1、JP3、JP6可悬空，若红外发射模块、红外接收模块与其他模块分离，可使用这三个端子提供5VDC供电。
（7）焊接完毕后，剪引脚时要求剩余长度超出电路板面2mm左右。
表2元器件及其位号对照表（文档最后附有元件实物对照图片）
图9红外报警电路装配图
六、元器件及其位号对照表
名称
型号
数量
位号
金属膜电阻
RJ-1/4W-100Ω
2
R20/R21
金属膜电阻
RJ-1/4W-560Ω
1
R2
金属膜电阻
RJ-1/4W-1.1KΩ
1
R8
金属膜电阻
RJ-1/4W-2.2KΩ
3
R11/R17/R19
金属膜电阻
RJ-1/4W-5.1KΩ
1
R10
金属膜电阻
RJ-1/4W-10KΩ
3
R6/R13/R16
金属膜电阻
RJ-1/4W-20KΩ
3
R1/R4/R7
金属膜电阻
RJ-1/4W-100KΩ
4
R9/R14/R15/R18
金属膜电阻
RJ-1/4W-200KΩ
2
R5/R22
金属膜电阻
RJ-1/4W-1.2MΩ
2
R3/R12
瓷片电容
CC-63V—0.01UF
4
C2/C8/C9/C11
瓷片电容
CC-63V—0.1UF
3
C4/C5/C7
电解电容
CD-25V—10UF
2
C3/C12
电解电容
CD-50V—220UF
2
C1/C10
电解电容
CD-25V—100UF
1
C6
二极管桥堆
KBP210G
1
BD1
发光二极管
红色
1
D1
红外发射二极管
透明-IR333C
1
D6
红外接收二极管
黑色-PT331B
1
D7
开关二极管
DO-35-1N4148
4
D5/D8/D9/D10
PNP三极管
S9012
2
VT3/VT6
NPN三极管
S9013
6
VT1/VT2/VT4/VT5/VT7/VT8
按键开关
SPST按键
1
SB1
3.6V贴片稳压管
MMSZ3V6T1
1
CW1
贴片三端直流稳压模块
MC7805CD2T
1
U2
贴片四2输入与非门
CD4011BCM
1
U1
排线插座
白色-2位
4
JP1/JP3/JP4/JP6
排线插座
白色-4位
1
JP2
接线端子
绿色-2位
1
JP5
音乐报警电路
正方形电路-H051
1
与白色5芯的排线相连接
喇叭
8Ω/0.25W
1
与白色2芯的排线相连接
变压器
9VAC
1
与JP5相连接
排线
白色-2芯
1
分别连接喇叭和JP4
排线
白色-5芯
1
分别连接H051芯片和JP2
表2元器件及其位号对照表（文档最后附有元件实物对照图片）
五、功能调试
1、所有元件安装好后接上电源，电源指示灯D1点亮，用万用表测量C1两端电压，正常应在5V左右。
若不正常，应仔细查看U2和整流桥堆BD1是否装反。
2、报警电路调试：
用一导线将IC1的8、9脚与地短接，接通电源，此时报警电路应不工作。
如将VT3的C、E极短接，此时可听到喇叭中发出的报警声，若没有声音，应仔细检查音乐报警电路是否装错，喇叭是否接线正确等。
3、红外发射电路的调试：
所有元件安装好后，用直流5V供电进行调试，用万用表测量VT7或VT8的基极对地电压，若出现负压，表示电路已启振，发射电路工作正常。
4、红外接收电路调试：
接通电源，将红外线对管对齐，距离可以近些，接通电源测量C7两端电压，正常在红外线没有被挡住时，电压大于0.6V；当将红外线挡住时，电压小于0.5V。
若符合这个规律，表示红外接收部分电路工作正常，否则就要仔细查看这部分电路元件是否有装反，焊接时是否有焊接缺陷等情况。
5、将所有电路恢复，然后上电，若报警，按下复位键，报警停，逐渐拉开红外对射管的距离，注意一定要对齐。
为了调试方便，这里所配连接线为50cm，然后将红外线挡住，此酎报警，将物体移开，报警依旧，按下复位键后报警解除。
若功能正常，整个调试工作完成。
六、实测数据
可依据以下表格中的参考值，测量电路板中各点的信号情况。
直流稳压模块
信号发射模块
障碍物
信号接收模块
VinAC
V整流输出
7805-OUT
VT6-C
VT2-B
C7“+”
VT5-C
实测值
无
有
参考值
9Vrms
12Vrms
5V
1.44Vpp，
约600Hz
无
0.6VPP，约600Hz
1VDC
100mVDC
波形图
有
0V
80mVDC
4.6VDC
逻辑处理模块
障碍物
IC1-8/9
IC1-10/12
IC1-13
IC1-11
IC1-3
实测值
无
有
参考值
L:
≈0V,H:
≈5V
无
L
H
H
L
H
有
H
L
L
H
L
报警模块
障碍物
VT3-B
VT3-C
VT4-B
实测值
无
有
参考值
无
5.1V
10mV
0V
有
4.4V
3.7V
300mV
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