红外线感应开关设计.doc

第PAGE\*MERGEFORMAT4页红外线感应门铃设计方案一：选题意义：科学技术是第一生产力，科技使人们的生活更美好。进入21世纪以来，科学技术不断地飞速发展，电子类技术更是不断地改变着人们的生活。从常见的手机到翱翔在太空的宇宙卫星，各种电子类产品是现代人们必不可少的工具，渗透在人们的日常生活中。本课程设计主要通过红外线感应开关的制作，深入浅出地学习其设计，工作原理以及其工作环境、效率等，为日后进一步学习和以后工作学习奠定基础。二：总体方案1.设计任务要求：通过检测发射的红外线编码信号是否被反射来判断是否有物体在门面前，从而控制门铃动作。总体电路模板设计：3.单元电路设计:1）感应电路2）门铃控制电路4.选择元器件5.安装和调试元器件三：各部分设计以及原理分析1）感应电路2）门铃控制电路功能分析电源供电电路：接入12V直流电进行供电。开关控制电路：可接入工作设备，由开关电路控制。该红外线对射式电子门铃电路由红外线发射电路、红外线接收电路、集成运放电路、音频振荡器和音频输出电路等组成，如图3-1所示。电路中，红外线发射电路:由红外发射管（红外线发光二极管）D1、驱动晶体管VT1内电路及有关外围元器件组成；红外线接收电路:红外接收管（红外线光敏晶体管）VD2；信号放大由集成电路LM741和电阻器R5、R4,电容器C1、C2等组成；音频振荡器由LM567内部的或非门D3与D4和电阻器R6、电容器C5等组成；音频输出电路由放大晶体管V3、电阻器R7和扬声器BL等组成。3.3电路的工作原理VD1发射红外线，VD2接收红外信号。LM567第⑤、⑥脚为译码中心频率设定端，一般通过调整其外接可变电阻W改变捕捉的中心频率。图中红外载波信号来自LM567的第5角，也即载波信号与捕捉中心频率一致，能够极大的提高抗干扰特性。当接收到的红外载波信号和捕捉中心频率一致时，说明不是干扰，LM567的第8角输出低电平。1、LM567输出部分与普通数字IC等有所不同，其内部是一个集电极开路的NPN型三极管，使用时，⑧脚与正电源间必须接一电阻或者其它负载，才能保证IC译码后输出低电平。2、实验表明：LM567接通电源瞬间，⑧脚会输出一低电平脉冲。因此，用于作遥控器译码控制时，应在输出端后加装RC积分延时电路，以免每次断电后，重新复电时产生误动作。3、LM567第⑤、⑥脚为译码中心频率设定端，一般通过调整其外接可变电阻W改变频率，经笔者实验发现，当W阻值变为0Ω或无限大时，⑧脚电平状态即使无信号输入时也会变为低电平，因此，在调整W时，不能使其短路或开路。4、LM567的工作电压对译码器的中心频率有所影响，故最好采用稳压供电。5、LM567②脚外接电容决定着锁相环捕捉带宽，容量越小，捕捉带宽越宽，但使用时，不可为增大捕捉带宽而一味减小电容容量，否则，不但会降低抗干扰能力，严重时还会出现误触发现象，降低整机的可靠性。当VD2接收不到VD1发射出的信号，D2发光，输出端U2(LM567)的8脚输出高电平。本电路的最大持点是红外线发射部分不设专门的信号发生电路，而是直接从接收部分的检测电路U2的5脚引人信号，此信号是U2锁相音频译码器的锁相中心频率，这样既简化了线路和调试工作，又防止了周围环境变化和元件参数变化对收发频率造成的差异，实现了红外线发射与接收工作频率的同步自动跟踪，使电路的稳定性和抗干扰能力大大加强。例如：LM567的输入端3脚为固定的高电平，它的输出端8脚输出高电平。LM567通过外接电阻R6及电容C3将其内部压控振荡器的振荡频率能够为100Hz，作为译码器的选频频率。接通电源后，LM567的6脚输出振荡信号，该信号经三极管V1放大后，驱动红外发射管VD1向空间发射一定距离的红外光。在房门前无人（VD1的前方无障碍物）时，光敏晶体管VD2接收到对射信号，LM567的8脚输出低电平，音频振荡器和低频振荡器均不工作，扬声器Been不发声。当有人靠进房门时，VD1发射的红外光信号将被人体反射回来，使VD2接收不到红外线信号。当红外线接收管VD2接收不到红外对射信号后该信号直接由3脚输入LM567，经过译码后由8脚输出高电平。信号经过三极管VT2放大后，通过扬声器Been发出“嘟、嘟”声，并且红灯亮，告知主人门外有人。整体电路如下：参数选择：元器件具体参数编号名称型号数量编号名称型号R1电阻10K1VD2红外线接收二极管R2、R10电阻0K2VT1、VT2晶体三极管9012R3电阻130K1D1、D2发光二极管LEDR4电阻1K1U1集成运放LM741R5可变电阻200K1U2通用音调译码器LM567R6电阻12K1C1独石电容224R7电阻2.2K1C2独石电容104R8、R9电阻200Ω2C3独石电容103Been扬声器0.5W、