报警器实验报告1

小麦播种机颗粒堵塞报警器

设计要求

通过电子技术模仿实现小麦播种机颗粒堵塞报警器工作。

按照原理框图查询相关的电路和元件的功能的资料完成电路设计。

画出电路原理图。

按照电路原理图在实验板上焊接器件，调试电路。

写出设计实验报告。

一、设计的作用与目的

如今，在全国大部分农村，种植小麦几乎都用上了小麦播种机（有人工的和机动的两种）。经过几年的使用，

发现人工小麦播种机存在一点不足，就是在播种小麦的过

程中，播种机中的小麦下落管道很容易被小麦堵住，而人

们又一时难以发现，导致人机白走一趟，浪费时间的同时

也降低了工作效率。

本例介绍一款小麦播种机颗粒堵塞报警器，能够及时监测管道中小麦的下落情况，管道一旦被堵塞，电路立即

发出报警声，从而提醒使用者应及时采取相应措施进行处

理。

二、设计的具体实现

1.原理介绍

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小麦播种机颗粒堵塞报警器电路原理图如图1所示，该电路采用红外线原理，将管道中小麦的下落情况转换成电信号来控制报警电路部分。

安装时，注意要将红外线发光二极管VL和接收二极管VDL正对着装于小麦下落管道中，使VL发出的红外线光正好照射在VDL上。这样，闭合电源开关，当小麦颗粒在管子内正常下落时，红外光便被小麦颗粒时断时续的遮挡，使得VL的负极A点产生一系列连续的负脉冲，并通过电容器C1祸合到电容器C2的正极，从而使电容器C2充不上电，B点电压近似为零，从而555时基集成电路的2脚为低电平，同时由于晶体管VT1的作用，只要电容器C2上的电压为零，那么，电容器C3也就不会充上电，否则晶体管VT1导通，也会将其放电，这样555时基集成电路的2脚和6脚都为低电平，其3脚输出高电平，晶体管VT2饱和导通，C点被下拉为低电平，振荡电路不启振，扬声器不发出报警声。

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图1

2.工作原理

该电路采用红外线原理，将管道中小麦下落的情况转换成电信号来控制报警器电路部分。安装时，注意要

将红外发光管VD1和接收管VD2正对着小麦下落的管道

中，使VD1管发出的红外光正好照射在VD2管内。这样

闭合电源开关，当小麦颗粒在管内正常下落时，红外线便

会被小麦颗粒时断时续的遮挡，使得VD2管的负极A点

产生一系列连续的负脉冲，并通过电容C1耦合到电容C2

的正极，使电容C2充不上电，B点电压近似为0，那么，

电容C3也就不会充上电，否则三极管VT1导通，也会将

其放电，这样时基电路555的2脚和6脚都为低电平，其

3脚输出高电平，三极管VT2饱和导通，C点被下拉为低

电平，振荡电路不起振，扬声器不报警

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当管道一旦被堵塞后，小麦颗粒将不再下落，从而使得VL发出的红外线光始终照射（或始终照不上）在

VDL上，这样，A点电压便会始终是一个低电平（或高电

平），因其是一个直流信号，它将不能再通过电容器C1

到达B点，于是电容器C2开始充电，紧接着，C3也随着

C2的充电而充电，很快，电容器C2,C3上的电压便到达

555时基集成电路的翻转电压，555时基集成电路的2脚

和6脚变成电高平，555时基集成电路复位，3脚输出低

电平，晶体管VT2截止，C点变成高电平，起动振荡电路，

从而使扬声器发声报警。

3.电路分析与仿真

由于设计需要实现在颗粒堵塞环境中自主发光，以达到报警器发声的特点，设计应用了光控电路，如电路原理

图所示，电路中采用红外发光二极管，红外光敏二极管，

利用红外光敏二极管感应颗粒阻塞与不阻塞不同，从而影

响电路。

光敏电阻器：利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，对光线十在无光照射时呈高阻状态；有光照射时，

起电阻值迅速减小。

分敏感，它的阻值随着外界的光照强弱变化而变化。

它发光二极管：将电能转化成光能。

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电路中可选用NE555或LM555或561555等时基集成电路，本电路图中选择的是NE555。ICNE555是一种8脚时基集成电路：

NE555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。

其结构如图：1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲可使NE555直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，NE555定时器输出低电平时，放电晶体TD导通，

外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电平约低于电源电压1V-3V，输出电流可达200mA，由此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V-18V范围内使用。

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当VI1＞2/3VCC，VI2＞1/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器置0，G3输出高电平，放电三极管TD导通，定时器输出低电平。

当VI1＜2/3VCC，VI2＞1/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器保持原状态不变，555定时器输出状态保持不来。

当VI1＞2/3VCC，VI2＜1/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器两端都被置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。

当VI1＜2/3VCC，VI2＜1/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。

电路仿真图

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