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sdemandonelectronicalarmisincreasing.Theapplicationofelectronicalarmtosecurity,systemfault,transportation,medicalaidandsocialproductionareinseparable.Thiscoursemainlyintroducesthecircuitdesignandcircuitboardproductionsimplevoiceactivatedalarm.Basedonthiscircuitwasonlyneedtoreplacethecorrespondingalarmdisplaydevicecanbeconvertedintodifferenttypessuchasalarm,infraredalarm,infraredsoundtoalarm.
Keywords:
NE555;
sensor;
alarm
引言............................................................................................................1
第一章:
绪论...............................................2
设计概述......................................................2
设计背景......................................................2
设计要求......................................................2
设计意义......................................................2
第二章:
方案论证和选择.....................................3
第三章:
电子报警器和传感器概述.............................4
报警器概述...................................................4
报警器简介................................................4
报警器类别................................................4
报警器作用................................................4
传感器概述
传感器技术................................................5
传感器特点................................................5
传感器概念与作用..........................................5
传感器特性................................................6
传感器分类................................................7
第五章:
电路板的组装...............................................16
原理图的设计................................................17
电路板制作进程..............................................17
电路的调试.........................................17
调试所需问题及问题的解决.................................18
测量结果.................................................19
结论.................................................................................................................20
谢辞.................................................................................................................21
参考文献.........................................................................................................22
引言
随着电力电子技术、运算机技术、自动操纵技术的迅速进展,电子设备、电子仪器的显现日新月异,在市场上电子产品的竞争较为猛烈。
电子报警器这一电子产品已悄悄地阻碍着人们的生活,生活中处处能够看到电子报警器的身影。
本课程设计利用压电陶瓷片作为声传感器取得电压,经放大后触发单稳态触发器和多谐振荡器,输出驱动蜂鸣器和发光二极管工作报警。
第一章绪论
设计概述
本设计是在指导教师给定课题的基础上通过度析采纳压电陶瓷片作声传感器。
能利用物体的撞击、行人的脚步声、车辆行驶的震动声作为触发信号,使蜂鸣器发出报警信号,也可改用LED做为报警信号,或二者兼用。
设计背景
声控报警器大多数采纳国外的先进技术,其功能也超级先进。
其中包括脚步触发报警器,汽车报警器,声控语音报时钟,“声控灯”等符合此刻人们提倡的节能意识的产品更是受到现代人的青睐。
另外,其价钱低廉、技术性能稳固等特点也受到广大用户和专业人士的欢迎。
设计任务及要求
1.采纳压电陶瓷片作声传感器;
2.选择适当的放大器,将传感器的信号放大后,触发报警电路;
3.报警方式为声音及发光管。
4.熟悉电路的工作原理;
5.把握该电路中元器件的识别方式;
6.把握电路的调试方式;
7.熟悉电路简单的故障分析方式;
8.论文符合其格式、字数的大体要求,内容要求充实、作图严谨标准等。
设计意义
增强对一些无人场所的防盗报警,给广大群众及家庭带来方便。
第二章方案论证和选择
方案一
采纳压电陶瓷片搜集声音信号,采纳LM324放大通过反向后输出,输出信号触发单稳态触发器和多谐振荡器工作,触发报警电路,可是使输出反向比较麻烦且元件利用率不高,LM324只利用了其中一部份,而且触发信号没必要太大,不予采纳;
方案二
采纳压电陶瓷片搜集声音信号,经三极管C9013反向放大后触发一个NE555芯片组成单稳态触发器,驱动蜂鸣器和发光二极管工作,发光二极管和蜂鸣器两头用稳压管使电压稳固,可是单稳态触发器是低电平触发,时刻比较短暂,报警不明显,不易觉察,不予采纳;
方案三
在方案1的基础上增加多谐振荡器,再输出到报警部份两头,驱动其工作,仍然采纳稳压管使其稳压,稳压管的稳压值不能高于5V,不然就不起作用,电路尽管
电子报警器和传感器概述
报警器概述
报警器简介
报警器(alarm),是一种为避免或预防某事件发生所造成的后果,以声音、光、气压等形式来提示或警示咱们应当采取某种行动的电子产品。
随着科技的进步,机械式报警器愈来愈多地被先进的电子报警器替代,普遍应用于系统故障、平安防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域,与社会生产密不可分。
报警器类别
报警器依照其利用环境的不同可分为以下几种类别:
家用报警器
商用报警器
火灾报警器
温度报警器
烟雾报警器
气体报警器
声光报警器
双网报警器
报警器作用
1.防盗:
假设有非法入室盗窃者,立刻现场报警,同时向外发送报警信号。
2.防窃:
若遭遇坏人入室抢劫,可即时发送报警信号。
3.求助:
可用于家中老人、小孩意外事故和急病呼救报警。
4.求助:
5.防可燃气体中毒:
能够探测到煤气、液化石油气、天然气等气体的泄露,及时报警。
6.全自动报警:
一旦发生警情,主机自动循环拨打设置电话,如联网向报警中心报警,或者发出语音报警信号。
7.远程:
接通报警电话后可即时和判断室内现场动静,以便可采取行动。
8.异地遥控:
主人在异地远距离通过手机或电话对家中主机进行布防或撤防等作用。
传感器技术
世界是由物质组成的,各类事物都是物质的不同形态。
表征物质特性或运动形式的参数很多,依照物质的电特性,可分为电量和非电量。
电量一样是指物理学中的电学量,例如电压,电流,电阻及电感等;
非电量那么指除电量之外的一些参数,例如压力,尺寸,位移量,重量,力,速度,温度等等。
人类为了熟悉物质及事物的本质,需要对物质特性进行测量,其中大多数是对非电量的测量。
非电量的测量是不能直接利用一样的电工仪表和电子仪器测量,因为一样的电工仪表和电子仪器只能测量电量,要求输入的信号为电信号。
非电量需要转换成与非电量有必然关系的电量,再进行测量。
实现这种转换技术的器件被称为传感器。
采纳传感器技术的非电量测量方式,确实是目前应用最普遍的测量技术。
现今信息时期,随着电子运算机技术的飞速进展和微处置器的普遍应用,自动检测,自动操纵技术显露出非凡的能力,而大多数设备只能处置电信号,也就需要把被测,被控非电量的信息通过传感器转换成电信号。
因此,有人把运算机比喻成一个人的大脑,传感器那么是人的五官。
可见,传感器是实现自动检测和自动操纵的首要环节。
传感器特点
传感器的特点包括:
微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅增进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能成立新型工业,从而成为21世纪新的经济增加点。
微型化是成立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。
传感器概念与作用
传感器的概念:
能感受规定的被测量并依照必然的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由灵敏元件和转换元件组成。
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按必然规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以知足信息的传输、处置、存储、显示、记录和操纵等要求。
人们为了从外界获取信息,必需借助于感觉器官。
而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律和生产活动中它们的功能就远远不够了。
为适应这种情形,就需要传感器。
因此能够说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。
新技术革命的到来,世界开始进入信息时期。
在利用信息的进程中,第一要解决的确实是要获取准确靠得住的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的要紧途径与手腕。
在现代工业生产尤其是自动化生产进程中,要用各类传感器来监视和操纵生产进程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最正确状态,并使产品达到最好的质量。
因此能够说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中,传感器更具有突出的地位。
现代科学技术的进展,进入了许多新领域:
例如在宏观上要观看上千光年的茫茫宇宙,微观上要观看粒子世界,纵向上要观看长达数十万年的天体演化,短到刹时反映。
另外,还显现了对深化物质熟悉、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各类极端技术研究,如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。
显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。
许多基础科学研究的障碍,第一就在于对象信息的获取存在困难,而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的显现,往往会致使该领域内的冲破。
一些传感器的进展,往往是一些边缘学科开发的前驱。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境爱惜、资源调查、医学诊断、生物工程、乃至文物爱惜等等极为之泛的领域。
能够毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各类复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各类各样的传感器。
由此可见,传感器技术在进展经济、推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。
世界各国都十分重视这一领域的进展。
相信不久的以后,传感器技术将会显现一个飞跃,达到与其重腹地位相称的新水平。
传感器特性
(1)传感器的静态特性
传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有彼此关系。
因为这时输入量和输出量都和时刻无关,因此它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时刻变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。
表征传感器静态特性的要紧参数有:
线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。
(2)传感器的动态特性
所谓动态特性,是指传感器在输入转变时,它的输出的特性。
在实际工作中,传感器的动态特性经常使用它对某些标准输入信号的响应来表示。
这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方式求得,而且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在必然的关系,往往明白了前者就能够推定后者。
最经常使用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,因此传感器的动态特性也经常使用阶跃响应和频率响应来表示。
(3)传感器的线性度
通常情形下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。
在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,经常使用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)确实是那个近似程度的一个性能指标。
拟合直线的选取有多种方式。
如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;
或将与特性曲线上各点误差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。
(4)传感器的稳固性
传感器利用一段时刻后,其性能维持不转变的能力称为稳固性。
阻碍传感器长期稳固性的因素除传感器本身结构外,主若是传感器的利用环境。
因此,要使传感器具有良好的稳固性,传感器必需要有较强的环境适应能力。
在选择传感器之前,应付其利用环境进行调查,并依照具体的利用环境选择适合的传感器,或采取适当的方法,减小环境的阻碍。
传感器的稳固性有定量指标,在超过利用期后,在利用前应从头进行标定,以确信传感器的性能是不是发生转变。
在某些要求传感器能长期利用而又不能轻易改换或标定的场合,所选用的传感器稳固性要求更严格,要能够经受住长时刻的考验。
(5)传感器的线性范围
传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。
以理论上讲,在此范围内,灵敏度维持定值。
传感器的线性范围越宽,那么其量程越大,而且能保证必然的测量精度。
(6)传感器的精度
精度是传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。
传感器的精度越高,其价钱越昂贵,因此,传感器的精度只要知足整个测量系统的精度要求就能够够,没必要选得太高。
传感器分类
能够用不同的观点对传感器进行分类:
它们的转换原理(传感器工作的大体物理或化学效应);
它们的用途;
它们的输出信号类型和制作它们的材料和工艺等。
依照传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:
传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。
被测信号量的微小转变都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反映等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小转变也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。
大多数传感器是以物理原理为基础运作的。
化学传感器技术问题较多,例如靠得住性问题,规模生产的可能性,价钱问题等,解决了这种难题,化学传感器的应用将会有庞大增加。
常见传感器的应用领域和工作原理列于表。
依照其用途,传感器可分类为:
压力敏和力敏传感器位置传感器
液面传感器能耗传感器
速度传感器热敏传感器
加速度传感器射线辐射传感器
振动传感器湿敏传感器
磁敏传感器气敏传感器
真空度传感器生物传感器等。
以其输出信号为标准可将传感器分为:
模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
在外界因素的作用下,所有材料都会作出相应的、具有特点性的反映。
它们中的那些对外界作用最灵敏的材料,即那些具有功能特性的材料,被用来制作传感器的灵敏元件。
从所应用的材料观点动身可将传感器分成以下几类:
(1)依照其所用材料的类别分:
金属聚合物陶瓷混合物
(2)按材料的物理性质分:
导体绝缘体半导体磁性材料
(3)按材料的晶体结构分:
单晶多晶非晶材料
与采纳新材料紧密相关的传感器开发工作,能够归纳为下述三个方向:
(1)在已知的材料中探讨新的现象、效应和反映,然后使它们能在传感器技术中取得实际利用。
(2)探讨新的材料,应用那些已知的现象、效应和反映来改良传感器技术。
(3)在研究新型材料的基础上探讨新现象、新效应和反映,并在传感器技术中加以具体实施。
现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和灵敏元件的开发强度。
传感器开发的大体趋势是和半导体和介质材料的应用紧密关联的。
依照其制造工艺,能够将传感器区分为:
集成传感器薄膜传感器厚膜传感器陶瓷传感器
集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。
通常还将用于初步处置被测信号的部份电路也集成在同一芯片上。
薄膜传感器那么是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应灵敏材料的薄膜形成的。
利用混合工艺时,一样可将部份电路制造在此基板上。
厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片一般是Al2O3制成的,然后进行热处置,使厚膜成形。
陶瓷传感器采纳标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。
完成适当的预备性操作以后,已成形的元件在高温中进行烧结。
厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多一起特性,在某些方面,能够以为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。
每种工艺技术都有自己的优势和不足。
由于研究、开发和生产所需的资本投入较低,和传感器参数的高稳固性等缘故,采纳陶瓷和厚膜传感器比较合理。
第四章:
电路的工作原理
声音搜集放大
压电蜂鸣片由压电陶瓷片和金属振动板粘贴而成,由振荡电路鼓励,通过压电效应,搜集声音信号并将其转换为电信号,压电陶瓷片是一种结构简单、轻巧的电声器件,因具有灵敏度高、无磁场散播外溢、不用铜线和磁铁、本钱低,耗电少、修理方便、便于大量生产等优势而取得了普遍应用。
适合超声波和次声波的发射和接收,比较大面积的压电陶瓷片还能够运用检测压力和振动,工作原理是利用压电效应的可逆性,在其上施加音频电压,就可产生机械振动,从而发作声音。
若是不断对压电陶瓷片施加压力它还会产生电压和电流。
这部份电路比较简单,由压电陶瓷片搜集声音,使其转换为电信号,通过三极管共射反向放大后触发由555组成的单稳态时基电路。
放大倍数只要够大就能够够触发后面电路工作。
时钟信号产生电路
NE555
NE555是一种应用专门普遍作用专门大的的集成电路,属于小规模集成电路,在很多电子产品中都有应用。
NE555的作用是用内部的按时器来组成时基电路,给其他的电路提供时序脉冲。
NE555时基电路有两种封装形式有,一是dip双列直插8脚封装,另一种是sop-8小型(smd)封装形式。
其他ha1755五、lm55五、ca555分属不同的公司生产的产品。
内部结构和工作原理都相同。
NE555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.专门是由三只精度较高5k电阻组成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.因此称之为555.
NE555属于cmos工艺制造,其引脚图介绍如下:
1地GND2触发3输出4复位5操纵电压
6门限(阈值)7放电8电源电压Vcc
应用十分普遍.
下面是一个简单的ne555电路应用
图2NE555内部结构图
图3NE555引脚图
NE555时基集成芯片的电路结构和芯片引脚图如图1所示。
他含有两个电压比较器C一、C2,一个大体RS触发器,一个放电开关管Td,比较器的参考电压由三只5K的电阻组成的分压器提供。
分压器别离使高电平比较器C1的同相输入端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为2Vcc/3和Vcc/3。
C一、C2的输出端操纵RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号从6脚输入并超过参考电平2Vcc/3时,触发器复位,555的输出3脚为低电平,同时放电开关管导通。
当输入信号从2脚输入并低于Vcc/3时,大体RS触发器置位,555的输出Vo为高电平,同时放电开关管截止。
4脚是复位脚,当为低电平常,555输出低电平。
平常4脚开路或接Vcc。
5脚是外加操纵电压输入端,当5脚外接一个输入电压时,那么改变比较器的参考电压,不接外加电压时,5脚通常接一个的电容到地,用来排除外来的干扰,以确保参考电平稳固。
Td是放电管,当Td导通时,为放电端7脚提供低阻抗放电通路。
555按时器要紧通过电阻R和电容C组成充放电电路,并由两个比较器来检测电容上的电压,以确信输出电平的高低和放电开关管的通断
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- 关 键 词:
- 声控 报警器