家庭安全小幫手，對射式紅外線警報(bào)器

圖1.實(shí)物圖展示

一、基本原理

該電子?xùn)艡趫?bào)警器主要分發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分。發(fā)射機(jī)主要負(fù)責(zé)紅外線的發(fā)射，接收機(jī)主要負(fù)責(zé)紅外線的接收、判斷、警報(bào)觸發(fā)。在使用中，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)拉開一定距離安裝，且發(fā)射管與接收頭垂直對正，當(dāng)發(fā)射機(jī)開機(jī)后，即形成一束紅外線柵欄。當(dāng)有人穿越柵欄時(shí)，會(huì)瞬間阻斷紅外線，警報(bào)裝置立即啟動(dòng)報(bào)警，達(dá)到防盜竊、防入侵等目的。

發(fā)射機(jī)部分主要是NE555與外圍元件構(gòu)成頻率為38K，占空比約為30%的振蕩器，振蕩信號(hào)經(jīng)3腳輸出加載至VT1基極，由VT1驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)光二極管LED1。

接收部分主要由一體化紅外線接收頭和一枚單運(yùn)放組成，運(yùn)放結(jié)成比較器的形式。紅外接收頭IC3接收到正確信號(hào)時(shí)，輸出腳為低電平，IC4正向輸入端（3腳）電位低于反向輸出端（2腳），比較器輸出端（6腳）輸出低電平。一旦有人阻斷紅外線，則接收頭IC3無信號(hào)輸入，輸出端立即變?yōu)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E9%AB%98%E7%94%B5%E5%B9%B3/">高電平（約4.91V），比較器翻轉(zhuǎn)，IC4輸出高電平，通過LED2觸發(fā)BCR，給外接高響度報(bào)警喇叭提供電源，達(dá)到報(bào)警的目的。LED2在此充當(dāng)觸發(fā)管和觸發(fā)指示的雙重作用。只要切斷并復(fù)位報(bào)警喇叭的電源后，紅外線電子?xùn)艡诰湍軋?bào)警器進(jìn)入新一輪的警戒狀態(tài)。

二、元件的選擇與制作
該電子?xùn)艡趫?bào)警器均由易購元件組成。IC1選用NE555、HA17555等通用555型號(hào)均可。LED1選用φ5mm的紅外線發(fā)射管。C2建議選擇穩(wěn)定性相對較好的電容，如高頻瓷介電容（CC），CBB等。RP1建議選用精密微調(diào)電阻。IC3選用一體化紅外線接收頭，型號(hào)為HRM380017，其余通用代用型號(hào)也同樣適合。

IC4選用LM741等型號(hào)單運(yùn)放，LED2選用高亮度的紅色發(fā)光二極管。BCR選用2A左右的可控硅。其余元件沒有特殊要求，按圖示標(biāo)注選取即可。CZ3為外接報(bào)警器預(yù)留插孔，外接報(bào)警器可以另購高響度的報(bào)警喇叭，也可以接一盞燈，作為警示。

三、調(diào)試與注意事項(xiàng)
該電子?xùn)艡趫?bào)警器元件裝好無誤后，需要作基本調(diào)整。首先要調(diào)整的是發(fā)射機(jī)頻率。紅外線接收頭對38K左右的紅外線敏感，發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率必須為38K。由于元件的誤差，導(dǎo)致555的定時(shí)電阻和電容實(shí)際數(shù)值與計(jì)算數(shù)據(jù)會(huì)有稍許差異，最好是借助頻率計(jì)（數(shù)字表的頻率檔就夠用）或者示波器來調(diào)試，將發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率調(diào)整到38K（根據(jù)筆者提供原理圖的標(biāo)注數(shù)據(jù)取值，當(dāng)RP1調(diào)整到20.5K的時(shí)候，輸出頻率恰好符合要求，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)僅供參考）。其次要調(diào)整的是IC4的零漂移電壓。在電路設(shè)計(jì)合理，且沒有外部調(diào)整電壓的情況下，IC4輸出有零點(diǎn)幾至近兩伏的零漂電壓，只要零漂電壓不超過發(fā)光二極管的發(fā)光門限電壓，就無需調(diào)整。具體調(diào)整方法是：接通發(fā)射和接收機(jī)電源，將發(fā)射管近距離正對接收頭，此時(shí)LED2應(yīng)該為熄滅狀態(tài)。如果有微亮，說明IC4零漂移電壓過大，可以通過調(diào)換壓降更大的發(fā)光二極管，比如白色、藍(lán)色的來解決問題，如若問題依舊，多半是IC4性能太差，需要換芯片?；蛘吒纱嗤饨诱{(diào)整電路來調(diào)節(jié)零點(diǎn)電壓，但電路變得復(fù)雜，不符合”簡潔”的宗旨。電源部分可以采用蓄電池和交流電復(fù)合供電方式。接收機(jī)電源電壓根據(jù)報(bào)警喇叭的電壓選取，超過6V即可。

電路調(diào)整好后，將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分開安裝在需要警戒的窗口或者陽臺(tái)兩側(cè)墻壁，接通電源后，人為阻斷紅外線，LED2點(diǎn)亮，BCR被觸發(fā)導(dǎo)通，報(bào)警器能正常報(bào)警，說明電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。該電子?xùn)艡趫?bào)警器調(diào)整好后，警戒距離可達(dá)3米。具備了一定實(shí)用價(jià)值。如需增加距離，可以在發(fā)射機(jī)側(cè)加裝透鏡聚光，并增加發(fā)光管數(shù)量。拋磚引玉之作，供大家參考。