传感器课程设计红外线感应电子门铃.doc

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1、 题 目 红外线感应电子门铃 摘要本设计的红外线感应电子门铃，可在来客距房门一定距离时发出音频信号，以告知主人“有客来访”。该门铃还可兼作报警器用。电路能探测人体发出的红外线，该红外线感应电子门铃电路由红外线发射电路、红外线接收电路、低频振荡器、音频振荡器和音频输出电路等组成。当人进入感应的区域内，即可发出铃声或者报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合的铃声和报警。概述了红外辐射的知识、反射式红外传感器的结构和工作原理。利用反射式红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。反射式红外传感器具有很多的优点,在人们生活、安全、警戒等装置中应用较广。 关键词

2、：红外线 反射式 感应门铃 目 录一 、设计目的1二、设计任务与要求12.1设计任务12.2设计要求1三、设计步骤及原理分析13.1设计方法13.2设计步骤13.3设计原理分析2四、课程设计小结与体会3五、参考文献3 一 、设计目的红外线(Infrared rays)也是一种光线，由于它的波长比红色光还长，超出了人眼可以识别的范围，所以我们看不见它。红外线由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射。通常把波长为0.751000m的光都称为红外线，并可以按照波长继续细分为三部分，即近红外线，波长为0.751.50m之间；中红外线，波长为1.506.0m之间；远红外线，波长为6.0l00

3、0m 之间。红外对射的特点是不影响周边环境、不干扰其它设备，红外线是一种光线，但又不同于普通可见光，它不会被察觉有了它不仅大大提高了劳动生产率，降低了成本，而且减轻了人们的劳动强度，改善了劳动条件。 二 、设计任务与要求2.1设计任务 感应门铃能探测到从红外线发射管发出的红外线，当人进入反射区域内，红外线被人体反射回来，被红外线接收管收到后，经过电路处理，从而发出音频信号，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合的提醒门铃和报警功能。2.2设计要求通过对红外反射感应系统的设计和分析，用LM567通用音调译码器、红外线发射接收装置、CD4001或非门、三极管等器件设计电路。可以监测到一定范

4、围内人体的运动，并发出音频信号。熟悉Protel 99se软件的应用，并且应用Protel 99se软件画出原理图以及制作电路板，制作实物并且调试、展示功能。掌握红外线发光二极管和红外线接收二极管的工作原理，理解芯片LM567和CD4001芯片的工作方式。正确调试出电路的实物功能。 三 、设计步骤及原理分析3.1设计方法使用一对红外线发射与接收的装置，构成红外线的对射系统，称为主动式红外线应用系统。当红外线收、发装置之间的隐形光路被阻挡时，接收装置可以立即察觉到，发出警示信号。利用这种对射系统，可以很方便地构建各种隐蔽的防盗警戒布控，还可以用于各种设备的安全防护或者自动控制方面，过探测特定空间

5、中，一定波长范围内红外光线的位置移动，识别空间范围内是否有移动人体存在，达到安全警戒或者自动控制的目的。3.2设计步骤(1) 输出振荡信号：接通电源后，红外线发射管发射红外光，电路等待反射红外光； (2) 接收红外光：当红外光反射回来后，红外线接收管接收红外光；(3) 音频、低频振荡器工作：LM567和CD4001芯片开始工作，发出音频信号； (4) 音频电路工作：信号通过音频电路接收，经三极管放大信号然后输出信号，扬声器开始工作，发出声音3.3设计原理分析3.3.1 电路的原理图 图3-1 红外感应门铃原理图3.3.2 电路的组成部分该红外线反射式电子门铃电路由红外线发射电路、红外线接收电路

6、、低频振荡器、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）VLl、驱动晶体管V1、集成电路LM567的6脚的内电路及有关外围元器件组成；红外线接收电路由红外接收管（红外线光敏晶体管）V2和LM567的3脚内电路组成；低频振荡器由四或非门数字集成电路CD4001电部或非门D1与D2和电阻器R5,电容器C4等组成；音频振荡器由CD4001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。3.3.3 电路的工作原理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。

7、LM567通过外接电阻R3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VLI向空间发射一定距离的红外光。在房门前无人（VLI的前方无障碍物）时，光敏晶体管V2接收不到反射信号，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BL不发声。 当有人靠进房门时，VLI发射的红外光信号将被人体反射回来，使V2接收到红外线信号。当红外线接收管V2接收到红外反射信号后该信号直接由3脚输入LM567，经过译码后由8脚输出低电平。这一低电平经CD4001的1脚进入CD4001

8、的或非门电路，低频振荡器和音频振荡器均不工作，信号经过三极管V3放大后，通过扬声器BL发出“嘟、嘟”声，告知主人门外有人。 当主人外出时，可将开关S接通，此时若有客来访，则发光二极管VL2闪亮，提示主人不在家。电路也可以通过调节电位器RP的阻值，可增加VLI的辐射距离，这样可将门铃作为报警器使用。四、 课程设计小结与体会经过一个星期的打理，课程设计总归完成了。我是积极地去做我的课程设计。本设计中所阐述的仅仅是一种简易的红外线感应门铃电路设计。在大学里我一半的学习成果来自于课堂，另一半来自于我的课外阅读，我自学的只是一点皮毛，肤浅的东西，总之，不论工作还是学习，都要理论联系实际，运用相关的理论知

9、识，通过对电路原理的介绍和探究，得出其制作方案与实践应用原理，并重点研究了其相关的核心技术和应用理论。相信，在现实生活中该理论一定能得到很好的应用和更为广阔的发展。现在才发现课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高，同时学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质，而自己需要学习的东西还有很多。在课程设计过程中，我也上网查阅了许多资料，掌握了科技文献的检索方法，大大提高了自己获得新知识，新信息的能力。我也深深的体会到，实践必须在充分理解电路原理的基础上，才能做到目标明确，操作准确。反过来，分析调试过中的得失，能加深对理论

10、的理解。我也将许多遗忘的知识又给温习了。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 本课题在选题及研究过程中得到老师悉心指导和同学的热心帮助。五、 参考文献1 何希才.传感器及其应用实例D.北京：机械工业出版社.2004 2 陈永甫.外探测与控制电路P.北京：人民邮电出版社.2004 3 康华光 陈大钦.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社.2002 4 杰哈.红外技术应用M.化学工业出版社.2004 5 张岳.自动控制原理M.北京：清华大学出版社.2005 6 张海洋，高成，高泽溪多路温度采集系统J电子测量技术，2005 7 姚福安电子电路设计与实践M济南：山东科学技术出版社，2001 8 肖景和.无线电遥控组件及其应用电路M. 人民邮电出版社 2004