基于紅外反射法的防盜報警器設計與制作

一、設計思路

為降低成本，設計中未采用單片機進行控制，利用455K陶瓷晶振搭建振蕩電路，產生455KHz脈沖信號，經計數器12分頻，得到38KHz信號，驅動紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線。

發(fā)射出的紅外線如遇障礙物，則反射回來，被紅外一體化接收頭接收到，接收頭輸出觸發(fā)信號，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作，驅動LED及發(fā)聲裝置進行聲光報警。

反射式紅外報警器的原理框圖如圖1。

二、電路設計

1. 振蕩電路

利用455K陶瓷晶體振蕩器搭接多諧振蕩器，產生455Khz脈沖信號，U1選用74LS00集成芯片。具體電路及參數如圖2。

2. 分頻電路

要得到38Khz信號，需要對455KHz信號進行12分頻，電路如圖3所示，計數芯片選用74LS193，74LS193的詳細用法請參見其用戶手冊。

3. 發(fā)射驅動電路

采用一個三極管S9013驅動紅外發(fā)射管，R4為可調電阻，用于調整發(fā)射功率，從而達到調整紅外發(fā)射距離的目的。電路如圖4所示。

4. 接收電路

接收采用紅外一體化接收頭TL1838，使用非常簡單，如圖5，接收到紅外線時，1腳輸出低電平，否則，輸出高電平。利用555芯片實現單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路，低電平觸發(fā)，當接收到紅外線時觸發(fā)器被觸發(fā)，由555定時器的3腳輸出高電平，高電平的維持時間根據t=1.1RC來計算，本電路中R=R6=200K，C=C3=10uF，計算得t=2.2S，也就是報警時間為2.2秒，通過調整R6和C3，可改變報警時間的長度。

報警器具有兩種工作模式，通過J1、J2選擇報警器的工作模式，

模式1：連通J2，斷開J1，則當報警器前方有障礙物時報警，此種模式適用于門窗等位置的防盜報警。

模式2：連通J1，斷開J2，當報警器前方無障礙物時報警，這種模式主要應用于物品看管，物品作為障礙物放置在報警器的前面，如果物品被挪走則發(fā)出報警信息。

5. 報警電路

如圖6，三極管Q2基極輸入高電平時，管子飽和導通，驅動蜂鳴器B1及發(fā)光二極管D2進行聲光報警。

三、實物制作

采用單面板進行制板，有三根線沒有布通，需要用飛線連接，設計完成的PCB布線圖，如圖7。

焊接完成的電路板如圖8所示。

元件及其參數如表1 所示。

四、優(yōu)缺點

本制作結構簡單清晰，采用常用的元件，容易實施。缺點是由于74LS00和NE555工作電壓限制，必需使用5V穩(wěn)壓電源，不便于電池供電，功耗上仍需改進。