光电报警器的设计
光电报警器课程设计
光电报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解光电效应的基本原理，掌握光电报警器的组成及工作原理。
2. 使学生了解并掌握光电传感器的种类、特点及应用场景。
3. 让学生掌握基本的光电报警器电路设计方法，能分析电路的性能和优化方案。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建简单光电报警器的能力。
2. 培养学生运用实验仪器和设备进行实验操作、数据采集和分析的能力。
3. 提高学生的团队合作能力，学会在团队中分工合作、共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学科的兴趣，激发他们探索科学原理的积极性。
2. 培养学生的创新精神和实践能力，使他们敢于尝试、勇于挑战。
3. 增强学生的安全意识，让他们认识到科学实验中遵守规则的重要性。
课程性质：本课程为物理学科选修课程，结合实际应用，注重理论与实践相结合。
学生特点：学生为九年级学生，具备一定的物理知识和实验操作能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：注重启发式教学，引导学生主动探索、积极思考，提高他们的实践操作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使每位学生都能在原有基础上得到提高。
同时，注重培养学生的安全意识和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生达到上述课程目标，为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 光电效应基本原理：参考课本第十五章“光与物质相互作用”的相关内容，介绍光电效应的定义、种类及光电转换的基本过程。
2. 光电传感器及其应用：结合课本第十六章“传感器”的内容，讲解光电传感器的种类、原理、性能参数及应用场景，重点介绍光电报警器中使用的光敏电阻、光敏晶体管等传感器。
3. 光电报警器设计与制作：依据课本第十七章“电子电路设计与实践”的内容，制定以下教学大纲：a. 介绍光电报警器的工作原理和基本组成；b. 分析并设计光电报警器电路，包括传感器、信号处理、报警输出等部分；c. 讲解电路元件的选型及电路调试方法；d. 安排实践操作，指导学生搭建光电报警器电路，并进行性能测试。
光电报警器电路设计
光电报警器电路设计光电报警器是一种利用光电传感器来检测光线变化并产生报警信号的电子设备。
它常用于安防系统、火灾报警系统等场合。
在设计光电报警器电路时，主要需要考虑光电传感器的选择、信号放大、信号处理、报警触发等方面。
下面将详细介绍光电报警器电路的设计过程。
首先，选择合适的光电传感器。
常用的光电传感器有光敏电阻和光电二极管等。
光敏电阻是一种利用光照强度变化而改变电阻值的元件，灵敏度较低，需要进行信号放大处理。
而光电二极管则是一种能够将光信号转化成电流输出的器件，灵敏度较高。
根据实际需求选择合适的光电传感器。
其次，进行信号放大。
信号放大是为了增强光电传感器输出的弱电信号，提高其稳定性和可靠性。
常用的放大电路有运算放大器差分放大电路和晶体管放大电路等。
其中，运算放大器差分放大电路采用运算放大器作为放大元件，通过调整反馈电阻和输入电阻的比例关系，将光电传感器输出的电压信号进行放大。
然后，进行信号处理。
信号处理是为了对光电传感器输出的电信号进行处理和转换，从而得到满足实际需求的信号。
常用的信号处理电路有滤波电路、计数电路和比较电路等。
滤波电路可以滤除噪声信号，提高信号的清晰度和准确性。
计数电路可以对信号进行计数，判断光照强度的变化情况。
比较电路可以将光电传感器输出的信号与设定的阈值进行比较，进而产生触发电平。
最后，进行报警触发。
报警触发是通过光电传感器输出的信号判断是否触发报警，并产生相应的报警信号。
根据需要选择合适的报警触发电路，常见的触发电路有继电器触发电路和集成报警电路等。
继电器触发电路通过继电器对电流进行控制，实现报警信号的切换。
集成报警电路则是利用集成电路的功能实现报警信号的产生和输出。
在光电报警器电路设计中还需要考虑电源电路和保护电路等。
电源电路是为了为光电传感器和其他电路提供稳定可靠的电源供电。
保护电路是为了保护光电传感器和其他电路不受过电压、过电流等问题的影响，提高系统的稳定性和可靠性。
总结起来，光电报警器电路设计需要考虑光电传感器的选择、信号放大、信号处理、报警触发、电源电路和保护电路等方面。
实验8光电报警系统的设计
R1
Rf
2
3 2
CLR D Q
6 C2 5
K1
1K
BT401 红外发光管 K
2CU2B 光敏二极管
R7 3 输入
C1
-5V
CLK Q PR
1K LED
RET
VCC OUTPUT 3 Vo输出 Vo输入 100
4 +5V
7 6 THRES 2
GND 1 驱动脉冲方波
104
接收及报警部分
电路参考值
R1：1KΩ R2：1KΩ R3：120KΩ R4：68KΩ R5：5.6KΩ R6：2.2KΩ R7：1KΩ R8：5.6KΩ C1：0.1μF（104） C2：10 μF D1:1N4007
+
2 R2 R3
－
C1 LF353
－
-5V
R7
4
前1/2LF353 构成主放大器， 将光敏二极管 所产生的电流 信号放大。 后1/2LF353 构成比较放大 器，自主放大 来自6脚的信 号电压。 但此电路报 警不能保持
+
R4
报警系统参考电路
+5V R8 1 2 D CLR Q 6 C2 K1
双D触发器74HC74实现报 警保持和消除电路，一旦 报警，则维持下去，直到 人为消除。
CLR D Q
6 C2 5
K1
+ －
4 -5V
2CU2B 光敏二极管
－
C1 R5 R6 LF353
R7 输入
3
CLK Q PR
1K LED
+
4 +5V
+5V
高电平导通LED
R8 1 2
CLR D Q
项目四：光电报警器的设计与制作
关键词：数码管、光耦、光电转换、报警
一.论文设计主要内容—设计要求
2. 设计要求 1、 采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警 器发出间歇式声光报警； 2、 采用LED显示被遮挡的路数，无报警显0，1路 遮挡显示1，2路遮挡显示2，两路同时遮挡显示3； 3、 采用5V直流电源供电。
四.主要结论—产品应用
家庭使用
车间使用
热 烈 欢 迎
各 位 专 家 批 评 指导 谢 谢
二.研究方法与手段—比较论证法
1.电源模块：由于本系统需要电池供电，我考虑了下 面两种方案为系统供电。 方案一：采用四节1.5V的干电池供电，电压达到6V， 给系统供电的话，由于干电池电量有限，随着工作 时间电压会慢慢降低。采用干电池给系统供电，调 试会给系统带来很大的不便，因此这种方案放弃。 方案二：采用集成稳压芯片LM7805CV ,稳压输出 +5V电压给系统供电。7805输出1A的电流，足以提 供系统工作所要的电流。而且只要带上变压器，稳 压芯片就可以稳定的输出+5V电压。基于以上分析 拟定方案二，作为系统工作时的电压。
一.论文设计主要内容—电路调试
6.电路调试
调试用到的仪器有：数字万用表、5V直流稳压电源。 调试分模块进行调试：
第一步： 将光电转换部分焊接完毕后，接通电源，用数字 万用表分别测试挡光和不挡光时输入74LS32的电压高低。 第二步： 将数码显示部分的译码器和数码管焊接完毕后， 接通电源，测试光路控制与LED显示是否对应。 第三步： 将74LS32和光电报警部分焊接完毕后，接通电源， 测试光路控制与蜂鸣报警是否一致。
课程设计光电报警器设计
课程设计 光电报警器设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解光电效应的基本原理，掌握光电报警器的工作原理和关键部件功能。
2. 让学生掌握电路图的阅读与绘制，了解光电报警器中电子元件的作用及其相互关系。
3. 让学生了解不同类型的光电传感器及其在光电报警器中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行光电报警器的设计与搭建，提高动手实践能力。
2. 培养学生分析问题和解决问题的能力，通过小组合作，培养学生的团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子科技的兴趣，培养创新精神和实践意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验安全，养成爱护仪器设备的良好习惯。
3. 增强学生的环保意识，引导学生关注科技在环保领域的应用。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子技术实践课程，针对初中年级学生，注重理论与实践相结合。
学生具有一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求以学生为主体，引导他们主动探索，合作学习，将所学知识应用于实际操作中。
二、教学内容1. 光电效应原理：介绍光电效应的概念、光电传感器的工作原理及其在报警器中的应用。
教材章节：《物理》光电效应部分2. 电路图阅读与绘制：学习电路图的基本符号，掌握光电报警器电路图的阅读与绘制方法。
教材章节：《电子技术基础》电路图部分3. 电子元件：了解光电报警器中常用的电子元件，如光敏电阻、晶体管、继电器等，并掌握其作用。
教材章节：《电子技术基础》电子元件部分4. 光电传感器：学习不同类型的光电传感器，如光敏二极管、光敏三极管等，了解其特点和应用场景。
教材章节：《传感器技术与应用》光电传感器部分5. 报警器设计与搭建：结合所学知识，分组进行光电报警器的设计与搭建，培养学生的动手实践能力。
教材章节：《电子制作实践》项目设计与制作部分6. 实验操作与调试：指导学生进行实验操作，调试光电报警器，分析并解决可能出现的问题。
教材章节：《电子技术实验》实验操作与调试部分7. 安全与环保教育：强调实验过程中的安全意识，引导学生关注科技在环保领域的应用。
光电报警器的设计
一．方案论证对于本课题设计了两个方案：方案一：用光控线路控制振荡器是否振荡，主要由振荡器，功率放大器，光控元件和蜂鸣器组成。
方案一原理框图如图1所示。
图1 方案一原理框图方案二：用光控线路控制振荡器的输出是否加到功率放大器上，同样由振荡器，功率放大器，光控元件和蜂鸣器组成。
方案二原理框图如图2所示。
图2 方案二原理框图通过比较发现实验方案二的方法较方案一实用一些，更加灵敏一些。
方案一中当通过光控使电源与振荡器连接的一瞬间并不能及时报警，因为振荡器从接通到输出幅度达到最大需要一段时间，所以按这种方案设计的报警器反应不是很灵敏有缺陷。
所以选择方案二。
二、电路设计1．光控电路设计：原理：光控电路主要由发光二极管和光电三极管组成。
光控电路中最重要的元器件为TIL191管。
发光元件为输入回路，它将电能转换成光能；光敏元件为输出回路，它将光能转换成电能，实现了两部分电路的电器隔离，从而可有效抑制电干扰。
若有光，相当于开关闭合；若无光，则相当于开关开路，进而可以导通整个功率放大电路，使0.25W、8 蜂鸣器（应调电压为1.414V，电流0.18A）报警。
光控电路如图3所示。
50 V图3光控电路图2．振荡电路设计：振荡电路主要由741管构成。
因为振荡器是本实验电路的核心，所以其输出频率必须满足技术指标，其顺利工作才能保证音频信号的产生。
振荡电路图如图4所示。
V2图4振荡电路图3．功率放大电路设计：功率放大电路也是电路中必不可缺的部分。
主要由两个放大三极管组成，如图5所示。
当无光时，功率放大电路直接导致与其相连的喇叭（蜂鸣器）发出报警信号，从而完成此次课题所要达到是最终目的。
功率放大电路如图5所示。
50 V图5功率放大电路三．电路测试选择合适的静态工作点满足三极管工作在放大区，在仿真过程中可以通过调节具体元器件的数值来满足课题要求，能够将信号放大带动喇叭（蜂鸣器）发出报警信号。
1．无光照时，开关断开，Q1、Q2两三极管导通，即功放工作，喇叭（蜂鸣器）发出报警信号。
光耦光电式报警器设计报告
摘要本设计为一种基于光电耦合的光电式报警器。
本设计由光检测电路、555组成的多谐震荡信号发生电路、逻辑判断电路、译码显示电路等电路组成。
采用光电耦合传感器的感光性来检测两路的光耦是否被遮挡，当有光耦被遮挡，则通过数码管和蜂鸣器来确认和识别，当无光耦被遮挡时数码管显示0，而蜂鸣器不报警；当有一路光耦被遮挡住时，数码管显示1，蜂鸣器报警；当2路光耦均被遮挡，数码管则显示2，蜂鸣器同时报警。
整体设计简单、分模块化，充分体现了现在电路设计分工合作的思想，同时，本设计有很大的经济应用价值，可以用来防盗报警或工业检测报警等等。
关键字：光电耦合555多谐振荡模块化目录前言 (3)第一章设计内容及要求 (4)第二章系统组成及工作原理 (4)2.1系统组成 (4)2.2工作原理 (5)第三章系统设计方案 (5)3.1 方案一 (5)3.2方案二 (6)3.3方案选择 (7)第四章电路设计、参数选择 (7)4.1光电检测电路 (7)4.2 逻辑判断电路 (8)4.3驱动电路 (8)4.4 显示电路和报警电路 (9)第五章实验调试过程与测试结果分析 (10)5.1调试过程和现象 (10)5.2测试结果 (11)5.3测试总论 (11)总结 (13)参考文献 (14)附录 (14)前言随着社会上各行各业的蓬勃发展，报警器已经在人们的日常生活中得到了广泛的应用，如汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及各行业的安全系统中，几乎无一例外的私用了报警电路。
随着社会科学技术的迅猛发展，人们对于报警器的性能要求也越来越高，然而传统的触摸式、开关式报警器已不能满足人们对于家电的智能化和可靠性的要求。
由于光电技术的发展，使得这一难题迎刃而解，光电式报警器随之而产生。
如今，光电式报警器已经广泛应用到了工农业、自动化机械、医疗电子等各个行业。
本设计基于光电式报警器的功能而建立模型，借助于逻辑电路，采用模块化设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强，在充分体现光电式报警器的功能同时，使其更稳定，更利于应用到生活。
PSpice光电报警器设计
光电报警器设计作者（武汉工程大学理学院，武汉，430200）摘要：如今报警器的应用非常广泛，在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中普遍可见。
本文介绍了一种利用LM555CN为HG412A砷化镓发光二极管的调制电源，经过调制后的红外二极管做发射光源，使用2CU2D硅光敏二极管探测该红外信号简单的光电报警系统，并着重介绍了555芯片产生多谐振荡电路的原理。
系统由发射、接收放大、有源带通滤波四个部分组成。
当红外发光管与硅光敏二极管之间的区域被隔断时，报警电路部分的红灯亮；而当电路正常接受到5KHz光脉冲时，发光二极管不亮。
利用软件PSPICE建立了报警系统的模拟电路，并且在一定条件下对电路进行了仿真。
关键字：报警系统；调制电源；振荡；发光二级管0引言采用LM555CN芯片、发光二级管LED、光敏电阻2CU2D等构成的构成的光电报警器，具有反应灵敏、探测距离远、可靠性高等优点，在安全防范及自动控制领域已得到广泛应用。
光电报警系统是一种监视系统，当不乏分子入侵防范区域时，能够使红外发光管与硅光敏二极管之间的区域被隔断，报警电路的红灯亮。
主人、家人、邻居或者值勤人员能够根据报警电路LED灯发光情况采取必要的防范措施，从而避免相应的损失。
随着电子线路EDA的应用和发展，出现了许多电子电路仿真与分析软件，利用这些软件可以对电路进行仿真和性能分析，如直流扫描分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析等，从而得知电路的一些性能指标是否满足设计要求，如不满足要求，可通过调整电路的参数获得电路理想的性能。
如果采用手动调整，一般存在3个缺点：一是准确性不够，有一定的误差；二是如果需要调节的参数较多，很难对多个参数进行综合考虑；三是消耗大量时间。
为了解决这些问题，Microsim公司推出的PSPICE仿真软件提供了一套电路模拟及仿真，它可以按照事先规定的设计目标，自动调整元器件参数值，并且可以同时优化多个参数，对其进行综合考虑，使电路的性能更加理想。
光电报警器课程设计
光电报警器课程设计一、教学目标本节课旨在让学生了解光电报警器的基本原理和制作方法，通过学习，学生应掌握光电传感器的工作原理、电路图的阅读和理解、简单的编程操作等技能。
同时，通过制作光电报警器，培养学生的动手能力、团队协作能力和创新能力。
1.了解光电传感器的工作原理；2.理解光电报警器的电路构成；3.掌握简单的编程操作。
4.能够阅读和理解电路图；5.能够使用编程软件进行简单的编程；6.能够动手制作光电报警器。
情感态度价值观目标：1.培养学生对科学实验的兴趣和好奇心；2.培养学生的团队协作意识和创新能力；3.培养学生对科技产品的认识和理解，提高学生的科技素养。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括光电传感器的工作原理、光电报警器的电路构成、编程软件的使用和光电报警器的制作。
1.光电传感器的工作原理：介绍光电传感器的工作原理，包括光电效应、光敏电阻等基本概念。
2.光电报警器的电路构成：讲解光电报警器的电路构成，包括光电传感器、放大器、比较器、触发器等元件的作用和连接方式。
3.编程软件的使用：介绍编程软件的使用方法，包括基本操作、编程语言的特点等。
4.光电报警器的制作：讲解光电报警器的制作步骤，包括电路连接、编程、调试等。
三、教学方法本节课采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：讲解光电传感器的工作原理、电路图的阅读和理解、编程软件的使用等基本知识。
2.案例分析法：通过分析具体的光电报警器案例，让学生理解光电报警器的工作原理和制作方法。
3.实验法：学生动手制作光电报警器，培养学生的动手能力和团队协作能力。
4.讨论法：引导学生进行小组讨论，分享制作过程中的心得体会，培养学生的创新能力和解决问题的能力。
四、教学资源本节课所需的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材：选用与光电报警器相关的教材，为学生提供基础知识。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作光电报警器的教学视频、图片等资料，为学生提供直观的学习资源。
光电报警器的课程设计报告
光电报警器的课程设计1.1 、设计基本要求1、采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警；2、采用LED显示被遮挡的路数，无报警显0，1路显1，2路显2，同时遮挡显3；3、采用5V供电。
【主要参考元件】：光耦，555，74LS32，74LS247。
1.2 设计方案根据课题设计要求初步建立如下系统框图图1.1 系统原理框图2.1 总体电路设计本电路由3部分组成：电信号转换成数字信号系统，数字显示系统，555报警系统。
通过光照光敏3级管输出高低电平来控制74LS247显示数字是哪路被挡，同时由555报警器发出间歇式的报警声。
芯片74LS247是驱动共阴数码管的译码器，所以在共阳数码管之前要加几个330欧的电阻本电路由3部分组成：电信号转换成数字信号系统，数字显示系统，555报警系统。
通过光耦的光敏三级管输出高低电平来控制74LS247显示数字是哪路被挡，同时由555报警器发出间歇式的报警声。
电路设计：2.2 报警模块首先，考虑到间歇性声光报警电路可以采用555振荡电路实现，首先了解555芯片的结构性能：图2.1 ： 555芯片管脚图图2.2：报警电路图通过555定时器构成自激多谐振荡器产生的矩形脉冲来控制喇叭的间歇式的叫声。
对于多谐振荡器可根据T=0.7*(R12+2R13)*C1来确定间歇时间，导通时间为T1=0.7*（R12+R13）*C1，充电时间T2=T- T1 由电路图可以算出导通时间为：T=0.7*（510K+2*20K）*330uF=1.235KHZ555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。
光电报警器设计报告
光电报警器电路设计专业班级：电信10102、10101设计者：指导老师：设计时间：2012-12-02 ～12-16主要内容：通过报警器和光耦结合的小小的结合来设计一个光电报警器，并分析该报警器各个模块的构成和工作原理。
基本要求：1、设计光电报警器电路功能框图。
2、设计光嗲报警器的光电转换电路、报警控制电路、译码输出以及显示。
3、调试安装。
4、完成课程设计总结报告。
主要参考资料：1、阎石。
数字电子技术基础。
高等教育出版社。
1997。
2、庞振泰、王采斐、屈宗明（译）.光电接口器件手册.清华大学出版社.1998目录第一概述 ....................................................................1.1 课题作用、实用价值...................................................1.2 光电报警器的发展前景................................................. 第二基本原理与总体设计..................................................2.1 光电报警器的总体设计.................................................2.2 光电报警器原理介绍................................................... 第三光电报警器电路设计..................................................3.1 光电转换模块设计......................................................3.2 报警模块设计..........................................................3.3 数字显示模块设计...................................................... 第四电路的安装调试.......................................................4.1 元器件的焊接..........................................................4.2 电路的调试 ............................................................第一概述随着社会科学技术的迅速发展，报警器的应用非常广泛。
光电式报警器课程设计
光电式报警器 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握光电式报警器的基本原理，理解光电传感器的工作机制；2. 使学生了解光电式报警器在生活中的应用，认识到物理知识在实际生活中的重要性；3. 引导学生掌握报警器的电路组成，理解各部分功能及相互关系。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成光电式报警器的组装与调试；2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，学会分析报警器的性能并进行优化；3. 提高学生的团队协作能力，学会在小组合作中共同完成任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对物理学科的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生安全意识，认识到报警器在生活中的重要防护作用；3. 引导学生关注科技发展，认识到物理知识在推动社会进步中的作用。
课程性质：本课程为物理学科实践活动，结合课本知识，让学生在实践中掌握物理原理，提高综合运用能力。
学生特点：针对中学生，已具备一定物理知识基础，对实践活动有较高的兴趣和热情。
教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生动手能力培养，提高学生在实际操作中发现问题、解决问题的能力。
通过课程目标分解，使学生在学习过程中达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 光电传感器原理：讲解光电效应、光电管、光敏电阻等基本概念，结合课本第十五章“光与光学”相关内容，让学生理解光电传感器的工作原理。
2. 报警器电路组成：分析光电式报警器的电路结构，包括电源、信号处理、报警输出等部分，参考课本第十七章“电路分析”相关内容，使学生掌握各部分功能及相互关系。
3. 报警器组装与调试：根据教学大纲，组织学生进行报警器的组装、调试及优化，结合课本第十八章“电子技术基础”相关内容，培养学生动手操作能力。
4. 报警器应用案例：介绍光电式报警器在生活中的应用实例，如家庭、商场、停车场等场所的安全防护，让学生认识到物理知识在实际生活中的重要性。
5. 报警器性能分析：讲解如何分析报警器的性能指标，如灵敏度、误报率等，参考课本第十六章“传感器及其应用”相关内容，提高学生分析问题和解决问题的能力。
光电报警器的设计
光电报警器的设计摘要：设计的光电报警器采用的是双元件型热释电传感器，配合适当的放大、定时和控制电路，当人体接近时能主动发出声光报警信号。
所以，该报警器在设计、使用上力求简单、可靠。
关键词：双元件型热释电传感器滤波电路放大电路控制电路声光报警随着现代测量，控制，自动化的发展，光电报警越来越受到人们的重视。
光电报警是一种重要的安全监视系统，目前起种类已日益增多，有对军事目标入侵进行的报警系统，有住宅、办公室、保密室、仓库等场所的安全保卫，也有对重要设施或危禁区域防范进行的报警系统.利用热释电红外传感器监测环境变化，进行无线信息传输进而完成报警功能的系统，主要用于家居安全，探测有无外人闯入．该系统方便、稳定，十分适合家庭财产安全的保护．1总体设计(1)该报警器设计要求：人体在3米内移动时可给出报警信号，报警灵敏度可调，报警时红LED指示灯亮，采用短声蜂鸣器报警，采用集成运算放大器进行放大，为了抑制零点漂移的现象，放大电路应尽量采用电容耦合，同时应考虑抑制工频干扰的影响，采用直流电源供电。
(2)探测器工作起来。
当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、执行报警电路发生光电报警信号。
(3)红外线具有隐蔽性，在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人出入。
此类装置设计的要点：其一是能有效判断是否有人员进入；其二是尽可能大地增加防护范围。
当然，系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。
2设计原理2．1原理方框图本电路系统有以下几部分构成：2．2 电路模块图2．2．1红外发射接收对管的组合电路本设计采用热释放性双元件传感器，即在一个传感器中有两个反相串联的敏感元件，双元件传感器有以下特点：(1)当入射能量顺序地射到两个元件上时，其输出要比单元件高一倍。
(2)由于两个敏感元件逆向串联使用，对于同时输入的能量会相互抵消，由此可防止太阳的红外线引起的误动作。
光电报警系统设计
光电报警系统设计光源是光电报警系统的核心部件之一，它一般采用红外光源，具有较高的亮度和稳定性。
光源的作用是向周围发射光束，以便被光电探测器接收。
在设计选择光源时，需要考虑光源的亮度、光束的强度和射程等因素，以确保光源能够满足系统的要求。
光电探测器是光电报警系统中的另一个关键部件，它的主要作用是接收被光源发出的光束，并将其转换为相应的电信号。
常用的光电探测器有光电二极管、光电三极管和光电二极管等。
在选择光电探测器时，需要考虑其接收范围、灵敏度和响应速度等因素，以确保光电探测器能够准确地接收到光源发出的光束。
信号处理器是将由光电探测器接收到的电信号进行处理和分析的部件。
它主要负责对接收到的电信号进行放大、滤波和数值转换等处理，以便在发生报警情况时能够及时地发出警报信号。
信号处理器的设计需要考虑信号处理的速度和准确性等因素，以确保系统能够在短时间内对报警信号进行处理。
报警器是光电报警系统中的最后一个部件，它的主要作用是在系统检测到异常情况时发出警报信号。
常用的报警器有声光报警器和振动报警器等。
在选择报警器时，需要考虑其声音强度和亮度等因素，以确保报警器能够在周围环境嘈杂的情况下有效地发出报警信号。
在光电报警系统的设计过程中，需要考虑系统的灵敏度和稳定性等因素。
灵敏度是指光电探测器对光源的检测能力，而稳定性是指光电报警系统在长时间运行中保持稳定工作的能力。
为了提高系统的灵敏度和稳定性，可以采取一些措施，如增加光源的亮度和信号处理器的放大倍数，优化光电探测器的结构和材料等。
总之，光电报警系统是一种利用光电转换原理实现报警功能的系统。
在设计光电报警系统时，需要选择适合的光源、光电探测器、信号处理器和报警器等部件，并考虑系统的灵敏度和稳定性等因素，以确保系统能够准确地检测到异常情况并及时发出报警信号。
浅谈一款光电报警器的设计
江西 宜春体校
［ 摘
段
毅
要］ 本文设计的光 电报警 器解 决了普 通报 警 器应用范围窄 ， 安全性能差等缺 点， 可广泛应用到工农业生产 、 自动化仪表 、 医疗 电 数字显示模 块 光 电转换模块 蜂鸣器的结构原理 平 ， 以配 上共阳的数码 管 ， 可 在共阳数码管之前要加 ８ １０ 个 ０ 欧的电阻 ， 以保 护数码管不被烧 坏 ， 倘若数码 管显示 的过 与亮 了就要增大 电阻的 阻值 。
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７Ｌ２７ ４ Ｓ ４ 引脚功能表—七 段译 码 驱动器功能表
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子设备等领域 。 ［ 关键词 ］ 报警模块
１引 言 ．
报警器 的应用非 常广泛。在汽 车 、 摩托车报警 器 ， 仓库 大门 ， 以及 家庭保 安系统 中 ， 几乎无一例 外地使用 了报 警器 电路 。随着社会科学 技术 的迅速发展 ， 人们对报警 器的性能提 出了越来越高 的要 求 。传统 的报 警器通常 采用触摸式 、 开关报警器等 ， 类报警器具有 性能稳定 、 这 实用性 强等特 点 ， 但是也具有 应用范 围窄等 缺点 。而且 安全性能也不 是很 好 。光 电报警就很好 的改 善 了这点 。如今 ， 电报 警器 已经广泛 光 应用 到工农 业生产 、 自动化仪表 、 医疗电子设备等领域 。本实验 的设计 借助 于模拟电路和数字逻辑 电路 ， 采用模块化 的设计思想 ， 使设计变 得 简单 、 方便 、 灵活性 强 。电路简单容易实现 ， 工作稳定 ， 因此得 到了广泛 的应 用 。 本 文设计 的光 电报警器是报 警器和光耦 的Ｉ ， Ｍ 结合 ， 它可 以运 但 用到 各种生产线上 ， 如纺纱工业的监测各个丝线的有无断点 ， 并加 以提 示， 也可 以稍加 改进 ， 让其 能够 计数 ， 录生产进度 ， 记 安全 性能高 ， 约 节 了人 力资 源 ， 并且不 易出错 ， 还能运用 到人力不 能监测 的环境 。可 见 光电报警器 的运用 能延伸到各个行业 。 ２ 电路 设 计 方 案 ． 建 立如下 系统框 图如 图 １ ：
光电报警器设计
光电报警器设计光电报警器是一种常见的安防设备，它主要通过光电传感器来检测周围的光线，并在有异常情况发生时发出警报，起到一定的安全保护作用。
本文将介绍如何设计一种基于光电传感器的简单光电报警器。
设计思路：对于光电报警器的设计，我们首先要找到一种能够准确检测光线的光电传感器。
常见的光电传感器有光敏电阻、光敏二极管等。
在设计中，我们选用光敏电阻作为传感器，因为它具有成本低、易于制作等优点。
光敏电阻的工作原理是光照射在电阻上时，会改变电阻的阻值，从而改变电路中的电流和电压等参数。
因此，我们以光敏电阻为传感器，可以通过检测电路中电流或电压的变化来判断周围的光线情况。
基于这种原理，我们可以设计出下面这样的光电报警器电路图：（注：电路图仅供参考，具体电路设计可以根据需要调整）电路图中的主要元件有：光敏电阻R1、三极管Q1、LED指示灯D1、蜂鸣器BZ1、电池V1、电阻R2、电容C1等。
- 光敏电阻R1：作为光电传感器，检测周围的光线情况。
- 三极管Q1：作为信号放大器，放大光敏电阻R1的信号，以便给后续电路使用。
- LED指示灯D1：在光线正常情况下，该LED会亮起，表示设备正常工作。
- 蜂鸣器BZ1：在光线异常（如遮挡或光线过小等）时，蜂鸣器会发出警报声。
- 电池V1：提供电源，使整个电路工作。
- 电阻R2、电容C1：用于稳定电路工作，防止干扰等问题。
设计步骤1.准备材料和工具在制作光电报警器之前，需要准备一些材料和工具：工具：焊台、电工剪刀、镊子、万用表等。
2.电路连接首先将电阻、电容、三极管等元件按照电路图连接起来。
需要注意的是，焊接时需要注意焊接位置、焊接方式和焊接方法等，以确保连接牢固、电路通畅等。
3.测试电路在完成电路连接后，需要使用万用表等测试仪器测量电路的工作情况，确保各个元件都有正常的电压和电流等。
同时还需要确认LED指示灯和蜂鸣器是否正常工作，以及是否能够正常检测周围的光线等。
4.封装装配当电路测试通过后，可以考虑将电路元件封装起来，形成一个小的光电报警器设备。
光电报警器设计与制作
光电报警器设计与制备一、设计目的1、练习设计简单的光电系统；2、对影响光电探测性能的各种参数进行探讨，以求最大限度地发挥系统的探测能力；3、熟悉和掌握运用多谐振荡器、跟随器、有源滤波器及放大等电路。
二、设计内容用砷化镓发光管组成发射系统，在发射和接收系统之间有红外光束警戒线，光警戒级被阻时，接收系统发出报警信号。
要求系统在一定器件的条件下作用距离尽可能远。
三、设计原理 1、原理方框图本光电系统有以下几部分构成，如下框图所示：调制电源给GaAs 发光管提供确定变化规律的调制电压，使发光管发出红外调制光；在一定距离以外用光电二极管接收调制光，转换后的信号经放大、检波后控制报警器。
2、用NE555定时器构成多谐振荡器作调制电器 NE555多谐振荡器原理如图一，其中R9=R10=10K ,C4=39PF,输出端(OUT 端)的输出频率f ≈1/（1.7R9C4）≈1.5×106Hz ，其占空比约为0.5。
采用脉冲信号去驱动红外发射管有利于提高发射机管的发射距离，因为脉冲的峰值是比较大的，另外这有利于提高发射管器的寿命。
GaAs 发光管光电二级管跟随器有源滤波器 调制电路 图一放大器报警电路3、发光管的限流电阻的选取与计算用NE555组成振荡器来驱动发光管时，要注意发光管上一定要串联一个限流电阻，使输出电流小于或等于发光管的最大正向电流I F，若振荡器输出电压为U0，则限流电阻R取值为：R≥（Ｕ０－ＵＦ）／I F＝（Ｕ０－１．５）／３０如果限流电阻取值低于上述公式所得数值，或未加限流电阻，则会造成发光管定时器烧坏。
4、同相比例运算放大器电路原理图二以运算放大器LM386为核心构成的同相运算放大器如图二所示，它的放大倍数Au=（1+R4/R3）=(1+100/10)=11,其主要作用是放大输入端的电压值。
5、单稳态触发器原理图三单稳态触发电路（如图三）主要靠芯片NE555来实现，当端口2（TRIG端）为高电平时，3端（out端）输出的是低电平；当2端受低电平触发单稳态电路立即翻转进入置位状态，3端输出高电平，高电平维持的时间约为T=1.1R5C2=1.1×2×105 ×0.01×10-3S≈22S，我们做出实物后测得实际值为26s，这因为电阻电容的实际值偏差做成的。
数电课程设计 光电式报警器
数字电子技术课程设计报告光电式报警器的设计专业：班级：姓名：学号：指导老师：XX学院日期：201X年X月XX日指导教师评语光电式报警器:采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警。
采用LED显示被遮栏的路数，无报警显0，l路显1，2路显2，同时遮挡显3。
采用5V供电。
主要参考元器件：光耦，555,74LS32，74LS248。
2 设计任务根据设计要求，光电式报警器系统框图由以下部分组成：光耦电路模数转换数字显示声光报警器本次设计需要三大部分实现：光耦电路部分，数字显示部分和声光报警器部分。
需要两套光耦元器件做双光路结构；由7段数码管做LED 显示路数，用74LS248集成电路译码，由555定时器组成多谐振荡器，实现间歇式的声光报警。
当两路均无光线遮挡时，一路接受器和二路接收器由于分别被一路、二路发出的红外线照射，而处于导通状态，此时数码管显示为0，且多谐振荡电路不能正常工作，故而报警部分不会发出声光报警。
当一路或二路任一路光线被遮挡时，数码管显示为显示对应路数，多谐振荡电路可以正常工作，报警部分会发出间歇式的声光报警。
当一路和二路光线均被遮挡时，数码管显示为3，多谐振荡电路可以正常工作，报警部分会发出间歇式的声光报警。
此外，在原有要求基础上，改进了所要求设计不足之处。
原设计若光路遮挡时间极短，则可能报警时间短不足以引起注意，本次设计加入一个两位十进制的计数器，用来计数光路被遮挡的次数，增强了报警器的功能和可靠性。
3.1 光耦电路部分使用U1、U2两个4N25光电耦合器，因为一般LED发光二极管的工作电流在十几毫安到几十毫安，所以二极管部分接入500Ω电阻，在三极管集电极接入1kΩ电阻，防止电流过大烧坏元器件。
同时，使用开关J1、J2模拟光路被遮挡的情况。
如图3-1所示。
图3-1 光耦电路部分3.2 数字显示部分选用共阴极七段数码管，由74LS248驱动，数码管前接100Ω保护电阻防止电流过大。
光电越界报警器课程设计
光电越界报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握光电传感器的工作原理，理解光电效应在报警器中的作用；2. 使学生了解报警器的电路组成，掌握基本的电路连接和调试方法；3. 帮助学生理解报警器编程设计的基本思路，学会编写简单的控制程序。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成光电报警器的组装和调试；2. 提高学生的问题解决能力，能针对报警器故障进行分析和排除；3. 培养学生的团队协作能力，能在小组内共同完成报警器的制作和优化。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其探究精神和创新意识；2. 培养学生的安全意识，使其在设计报警器时充分考虑使用者的安全；3. 引导学生关注科技与社会生活的关系，认识到科技对人类生活的积极作用。
课程性质分析：本课程为初中电子技术课程，旨在让学生通过动手实践，掌握光电传感器和报警器的基本原理和应用。
学生特点分析：初中学生具有一定的物理基础和动手能力，对电子技术充满好奇，但缺乏系统的实践经验和问题解决能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手操作和问题解决能力的培养。
通过小组合作，提高学生的团队协作能力，并在实践中培养其创新意识。
课程目标分解为具体学习成果，以便教学设计和评估。
二、教学内容1. 光电传感器原理：讲解光电效应的基本概念，光电传感器的种类、结构及其工作原理。
教材章节：《电子技术》第四章第二节“光电传感器及其应用”。
2. 报警器电路组成：介绍报警器的基本电路组成，包括电源、信号处理、放大、驱动和报警输出等部分。
教材章节：《电子技术》第五章第一节“报警器电路的组成与原理”。
3. 电路连接与调试：指导学生进行报警器电路的连接，学习调试方法，确保电路正常工作。
教材章节：《电子技术》第五章第二节“报警器电路的连接与调试”。
4. 编程设计：讲解报警器控制程序的基本编写思路，学习简单的编程语句和逻辑控制。
教材章节：《电子技术》第六章第一节“报警器控制程序设计基础”。
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一．方案论证
对于本课题设计了两个方案：
方案一：用光控线路控制振荡器是否振荡，主要由振荡器，功率放大器，光控元件和蜂鸣器组成。
方案一原理框图如图1所示。
图1 方案一原理框图
方案二：用光控线路控制振荡器的输出是否加到功率放大器上，同样由振荡器，功率放大器，光控元件和蜂鸣器组成。
方案二原理框图如图2所示。
图2 方案二原理框图
通过比较发现实验方案二的方法较方案一实用一些，更加灵敏一些。
方案一中当通过光控使电源与振荡器连接的一瞬间并不能及时报警，因为振荡器从接通到输出幅度达到最大需要一段时间，所以按这种方案设计的报警器反应不是很灵敏有缺陷。
所以选择方案二。
二、电路设计
1．光控电路设计：
原理：光控电路主要由发光二极管和光电三极管组成。
光控电路中最重要的元器件为TIL191管。
发光元件为输入回路，它将电能转换成光能；光敏元件为输出回路，它将光能转换成电能，实现了两部分电路的电器隔离，从而可有效抑制电干扰。
若有光，相当于开关闭合；若无光，则相当于开关开路，进而可以导通整个功率放大电路，使0.25W、8 蜂鸣器（应调电压为1.414V，电流0.18A）报警。
光控电路如图3所示。
50 V
图3光控电路图
2．振荡电路设计：
振荡电路主要由741管构成。
因为振荡器是本实验电路的核心，所以其输出频率必须满足技术指标，其顺利工作才能保证音频信号的产生。
振荡电路图如图4所示。
V2
图4振荡电路图
3．功率放大电路设计：
功率放大电路也是电路中必不可缺的部分。
主要由两个放大三极管组成，如图5所示。
当无光时，功率放大电路直接导致与其相连的喇叭（蜂鸣器）发出报警信号，从而完成此次课题所要达到是最终目的。
功率放大电路如图5所示。
50 V
图5功率放大电路
三．电路测试
选择合适的静态工作点满足三极管工作在放大区，在仿真过程中可以通过调节具体元器件的数值来满足课题要求，能够将信号放大带动喇叭（蜂鸣器）发出报警信号。
1．无光照时，开关断开，Q1、Q2两三极管导通，即功放工作，喇叭（蜂鸣器）发出报警信号。
无光照时的仿真电路图如图6所示。
图6 无光照时的仿真电路图
无光照时蜂鸣器（应调电压为1.414V ，电流0.18A ）工作参数如图7所示。
图7蜂鸣器工作参数
无光照时蜂鸣器的输出波形如图8所示。
图8 无光照时蜂鸣器的输出波形
2．有光照时，开关闭合，Q1、Q2均截止，喇叭（蜂鸣器）不发出报警信号。
有光照时的仿真电路图如图9所示。
U2
图9 有光照时的仿真电路图
有光照时蜂鸣器（应调电压为1.414V，电流0.18A）工作参数如图10所示。
图10有光照时蜂鸣器参数
有光照时蜂鸣器的输出波形如图11所示。
图11有光照时蜂鸣器的输出波形
四、结论、性价比
此次课题要求在给定电源电压为±6V的条件下，设计一个光电报警器，使其在无光照时，在一个0.25W、8 的喇叭上发出音频报警信号；有光照时不发出信号。
该电路设计在光控电路、振荡和功放电路的共同作用下能够在无光照时发出报警信号，有光照时不发出信号，进而达到报警的目的。
设计思路明确，通过光控电路来决定振荡器与功率放大电路的连接。
电路图相对简单，可读性好，条理非常明确，可以更好地了解报警器的工作原理。
电路简单，元器件少，这也为在实际生活生产中制造此类光电报警器带来了很大的便利。
该设计用到的二极管、三极管、电阻、电容、蜂鸣器等都是模拟电子线路设计中常用的器件，也是我们平时做实验经常使用的，所以我们都比较熟悉其特性。
电路简单易懂，可读性强，制作简单，经济实用。
从器件选择到设计整体都考虑了器件的常见度与成本，所以从总体看遵循了性价比较高的原则。
参考文献
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附录I 总电路图
图12总电路图
附录II 元器件清单。