热释电传感器报警电路--模电课设报告..

课程设计说明书

课程设计名称：模拟电路课程设计

课程设计题目：热释电传感器报警电路学院名称：南昌航空大学信息工程学院专业：通信工程班级：

学号：姓名：

评分：教师：

2013 年 3 月12 日

模拟电路课程设计任务书

2012－2013 学年第2学期第 1 周－ 3 周

注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要

报警器作为防盗的一种手段一直广受人们的欢迎。本次设计的报警电路为红外传感报警电路，达到在夜晚自动工作且有人靠近时自动报警，无人靠近时不报警的功能。根据实际操作所遇到的问题，也做了相应的修改。

本次实验模拟设计了热释电传感器报警器。热敏电阻感受到的温度越高其电阻越小，光敏电阻感受到了光亮越少电阻越大。在设计的电路中通过分压使热敏电阻阻值小到一定程度，光敏电阻阻值大到一定程度时，都往CD4011与非门芯片输入高电平，此时CD4011芯片输出低电平触发555定时器，使输出一个高电平，点亮LED灯。

经过分析，准备，调试后，本次的电路设计达到了课程设计的要求。

关键词：报警器红外信号处理

前言 (1)

第一章设计要求与内容 (2)

1.1 热释电传感器报警器设计要求： (2)

1.2 系统设计方案选择 (2)

1.2.1 方案一 (2)

1.2.2 方案二 (3)

1.2.3 方案三 (4)

第二章系统组成及工作原理 (5)

2.1 系统组成 (5)

2.1.1 光敏电阻与热敏电阻 (5)

2.1.2 与非门电路 (5)

2.1.3 LED报警电路 (6)

2.2 工作原理 (6)

第三章元件选择与参数计算 (7)

3.1 相关原理及计算 (7)

3.1.1 光敏电阻 (7)

3.1.2 热敏电阻 (8)

3.1.3 CD4011与非门芯片 (10)

第四章实验、调试与分析 (12)

4.1 焊万用板 (12)

4.2 系统调试 (12)

4.2.1仿真调试 (12)

4.2.2焊接问题 (13)

4.2.3 电路调试 (13)

第五章结论 (15)

参考文献 (16)

附录一 (17)

附录二 (18)

附录三 (19)

防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，便于迅速采取应急措施。本次设计一种利用接收人体红外辐射进行工作的报警电路，能够在夜晚自动工作。它具有结构小巧、工作可靠、性能稳定且价格底廉等优势，应用前景广阔。

这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件—热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。其特点有：

1．不需要用红外线或电磁波等发射源。

2．灵敏度高、控制范围大。

3．隐蔽性好，可流动安装。

第一章设计要求与内容

1.1 热释电传感器报警器设计要求：

1、有人接近时，热释电传感器报警电路发出报警，无人接近时不报警。

2、白天不起作用，晚上自动工作。

1.2 系统设计方案选择

1.2.1 方案一

图1.1 方案一电路图

检测电路由检测、放大、比较电路、驱动电路等组成。最终将信号转化为发光二极管亮的光信号或蜂鸣器响的声信号。

虽然仿真没有问题，但是在实际操作中，电路的灵敏度非常低，常常不能够感知到人的靠近，所以也失去了作为报警电路的功能，所以在咨询老师后，将电路图做了改进。

1.2.2 方案二

本方案是经过搜寻资料之后得到的二电路，热释电传感器信号经过2个运放滤波放大之后，通过与非门控制输出低电平（仿真时用电位器代替了光敏电阻），触发555芯片输出高电平使蜂鸣器报警。

本电路基本满足了所需的要求，但是本次实验是用热敏电阻代替热释电传感器，信号量已不需再放大；蜂鸣器也未加载驱动，这些都需要改进。

图 1.2 方案二电路图

1.2.3 方案三

图1.3 方案三电路图

通过咨询老师，用热敏电阻取代热释电传感器，以达到设计目的。热敏电阻感受到的温度越高其电阻越小，光敏电阻感受到了光亮越少电阻越大（由于仿真限制，图中以电阻相近的电位器代替）。在设计的电路中通过分压使热敏电阻阻值小到一定程度，光敏电阻阻值大到一定程度时，都往CD4011与非门芯片输入高电平，此时CD4011芯片输出低电平触发555定时器，使输出一个高电平，点亮LED灯。

经老师改进将555单稳态电路去掉，直接接电阻与LED灯，不仅能达到效果，更节约了成本。

通过讨论，我们决定使用方案三。

第二章系统组成及工作原理

2.1 系统组成

本电路由三个部分组成：光敏电阻与热敏电阻、与非门以及LED报警电路。

2.1.1 光敏电阻与热敏电阻

图2.1 光敏热敏电阻电路

光敏电阻的的阻值范围比较大，探测到有光源的时候电阻值只有几百欧，探测不到光源时阻值可达到45到65千欧。

热敏电阻在常温状态下阻值约为18千欧，温度越高阻值越小。

2.1.2 与非门电路

图2.2 与非门电路

与非门的作用是当它的两个输入管脚同时输入高电平时，与非门芯片输出一个低