這是一種實用的家用電子小裝置。當有人來訪時(站在門前)即可告知主人門外有客人。相當于一個主動式門鈴。這里采用紅外線作為探測信號。紅外線的抗干擾能力強,可靠性高,電路簡單。
紅外線來客告知器工作原理
電路見圖l,由紅外線發射和接收部分組成。發射部分由一塊IC1(NE555)時基電路與外圍元件構成5kHz振蕩器。經過V1驅動VDl發射紅外線。接收部分由前置放大電路IC2和門鈴電路部分組成。IC2與R6~R8、C4~C6組成諧振頻率為5kHz的前置選頻放大器。對轉換過來的光電信號進行前置放大。信號由V2進一步放大,并由VD3、VD4進行倍壓整流,整流后的直流信號使V3導通,觸發門鈴電路工作。
當來客走到電路的作用范圍內時,VDl發射的5kHz紅外線被人體反射給VD2,VD2接收后便進行一系列處理。由于作用范圍要求不是很大,所以電路的功率無特殊要求。ICl所接成的方波振蕩器脈寬比較窄,這樣可以降低發射功率。IC2與外圍元件組成的選頻放大器效率高,電路的選擇性好,從而可增強電路的抗干擾能力。
元件的選擇與制作
IC1為一塊555時基電路,筆者使用的是CMOS型555(NE7555),因為CMOS時基電路驅動能力不強,所以必須加V1作為放大(驅動)。這一點很重要,很多朋友因為沒搞清楚555是TTL型還是CMOS型,所以在實際制作時往往會出現很多問題。在工作原理上,所有的555基本原理是一樣的,但CMOS和TTL型在使用電壓范圍上前者要比后者寬(CMOS為3~18V,TTL為4.5~16V)。在驅動能力上,后者卻比前者強很多(CMOS為1~5mA,TTL為200mA左右)。而且CMOS 555的靜態電流只有0.1mA左右,而TTL 555可達。10mA。電路中的運放為I.LA741單運放,可用LM741直接代換,其引腳功能見圖3。外圍元件構成的雙T反饋網絡其元件選擇比較重要,選擇頻率為f0=1/(2πR6C4),而且必須滿足平衡式:按圖元件數值,選頻頻率f0為5kHz左右。
且放大器對f0的放大倍數極大,而對其他信號放大能力卻可以忽略,RP2可以進行靈敏度調節。門鈴電路可用KD系列的音樂集成芯片,圖2為接法實例,圖4為外觀圖。圖2中的R12、LED構成2V簡易穩壓電源(LED充當2V穩壓管),給KD芯片供電。
C11、R13接成微分電路,作為芯片的觸發電路。Y為2.5英寸小揚聲器。當然,各人可以根據不同的喜好,選擇不同的音樂芯片。如果不需很大的聲音,完全可以直接驅動一一塊壓電蜂鳴片。
紅外線發射和接收管也是電路的關鍵,VD1、VD2分別為發射和接收管,其中VDI選用小功率型的LN70系列,‘VD2選用與之工作波長接近的PN303型光敏二極管。VD1與VD2應裝置在鉆有兩孔的黑塑料塊中。也可以用兩段小金屬管平行粘接在一起,然后在管中各放入一個光敏元件,如圖5示意。
電路本身的調試工作量很小,在裝好后,一般只要進行靈敏度調節。開始不要將紅外線發射和接收管裝置在一起。裝好電路后將VD1、VD2拉開2米左右的距離,將RP2調至最小。調節RPl使ICl的振蕩頻率和選頻放大器的放大中心頻率一致(可通過測量Rll兩端電壓來判斷頻率是否一致)。只要電路裝置無誤,此時V3應該導通。
按第一步調整后,可將VD1、VD2裝進圖5所示的外套。打開電路,讓人站在離紅外組件0.5m遠的地方,正對著發射接收組件,調節RP2,使得V3剛好臨界導通。這樣電路的調試基本完成,可投入使用。
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