红外遥控报警器设计论文

红外遥控报警器设计论文

设计要求：

当有人遮挡红外光时发出报警信号，无人遮挡时报警器不工作。红外发射器，发射频率为30KHZ，控制距离大于2米；报警信号频率为800hz。

二.系统组成

1红外遥控报警器发射电路

①由5自激多谐振荡器电路产生频率为30KHZ的方波

②由三极管组成的信号放大电路

③红外信号发射部分

2.2红外遥控报警器接收电路

①红外信号接收部分

②接收的电信号的比较电路

⑧由555自激多谐振荡器产生频率为800HZ的方波信号

④指示灯报警电路

⑤蜂鸣器报警电路

2.主要原件介绍

NE555D芯片介绍

三．红外发射电路

工作原理：直流稳压电源给NE555芯片供电使其产生自激信号，此信号经过三管脚输出给红外发射二极管，使二极管发出红光。

红外发射电路图如下

四．红外接收电路

工作原理：本部分工作原理如下:当红外接收二极管接收到红外细时，接收二极管导通，使得5555芯片的四管脚短接，从而5555芯片不工作，不会产生自激作用,因此蜂鸣器两端没有电压则不响，反之,当红外接收二极管没有接收到红外线时，接收二极管截止，555芯片正常工作，给蜂鸣器提供电压,则蜂鸣器响。

接收电路图如下

五．PCB板设计

1. PCB板及元件参数

使用PCB向导制作电路板。英制单位，电路板为矩形，宽度为2300mil、高度为1600mil，禁止布线区与板子边缘的距离为1mil。通孔元件，邻近焊盘间允许一条导线穿过。最小导线尺寸12mil、最小过孔宽62mil、最小过孔孔径32mil、导线间最小间隔3mil。

建立PCB规则和约束，过孔直径为50mil，过孔孔径为25mil。电源+5V和地线线宽均为30mil，其余导线12mil。导线与焊盘最小间距13mil。

PCB板布线采用自动布线加手工布线，顶层垂直布线，底层水平布线。

2.补泪滴

补泪滴就是在铜膜导线与焊盘或过孔交接的位置处，防止机械钻孔时损坏铜膜走线，特意将铜膜导线逐渐加宽的一种操作。由于加宽的铜膜导线的形状很像泪滴，因此，将该操作称为补泪滴。

目的是防止机械制板的时候，焊盘或过孔因承受钻孔的压力而与铜膜导线在连接处断裂,因此,连接处需要加宽铜膜导线来避免此种情况发生。此外补泪滴后的连接处会变得比较光滑，不易因残留化学药剂而导致对铜膜导线的腐蚀。

因此，对全部焊盘和过孔追加圆弧形泪滴，覆铜，参数图如下：

六．参数计算

1.红外发射电路

由555定时器和三极管构成的红外线报警器发射电路。其中555构成多谐振荡器,取R4=510Ω，R5=2KΩ , C3=10nF,此时可以达到所要求的30Khz频率。电容C4的作用是抗干扰作用，取C4=10nF。为了保护NE555 芯片，与三管脚串联一个电阻R7,取R7=1KΩ.理论计算结果如下:f0=1. 443/ [ (R4+2R5)C]≈31. 2K HZ。

2.红外接收电路

所选的光敏二极管为普通型远红外光敏二极管。为了保护二极管,选用R2为30KΩ。NE555构成多谐振荡器取R1=10kΩ, R6=4kΩ，C1=100nF,此时可以达到所要求的800HZ频率。C2的作用是为了提高NE555芯片的抗干扰能力，取C2=10nF。

理论计算结果如下:

f1=1. 443/[(R1+2R2)C]=801. 7HZ。

七．设计总结

此设计是分主动和被动两种方式的红外勘测报警器。它可以用于楼梯、过道、库房、银行、大型企业的非公开或需要保密的场合。该设计可以自己设定白天或者夜晚的工作。无论是白天还是夜晚，红外线勘测器都能正常的工作并探测到被测物体。而且在设计中采取调制红外脉冲光的原理使用小功率发光器件也可以达到较远的探测距离。

在电源设计中根据其主体电路及执行机构不同，要求可靠、价廉、有效益。由于此开关在探测距离较远的范围时是否接通取决于红外线发射的距离,因此为加强其工作效应，设计了信号放大整形电路,微弱的信号经过此电路加工也能使开关工作。

本次的红外线遥控报警器的设计将我们学到的知识应用到了实践,深化了对数字电路设计和模拟电子设计的认识,使我们在设计的实践中获得新知。我不仅仅得到的是课本上的东西,更重要的是通过自己的独立动手,让我学会了分析电路、设计电路的步骤等。在此设计中利用到了三极管的放大、光敏效应，特别是让我温习了555 触发器的知识与应用，让我们进一步巩固和掌握前面所学的基础知识，加深了对模拟电路、数字电路的理解,更加深了对元器件的使用，把知识真正变成自己的东西。

附件原理图和pcb图