一、工作原理
無線電遙控多功能防盜器的電路如下圖所示。A1為新型微波探測器,其內(nèi)部控制處理芯片采用了先進(jìn)的模糊檢測電子技術(shù)和數(shù)字化功能處理方式,具有較高的探測靈敏度和觸發(fā)可靠性,并且外殼給有靈敏度調(diào)節(jié)孔、指示燈和安裝孔,使用十分方便。A2為四位無線電遙控?cái)?shù)字編碼發(fā)射器,A3為配對(duì)的接收解碼器模塊。HA為報(bào)警專用警笛聲電喇叭,其內(nèi)部已包含有音源發(fā)生器和功率放大器,接通12V直流電源,即會(huì)發(fā)出響度聲級(jí)達(dá)125dB的警笛聲。
本機(jī)使用免維護(hù)固體蓄電池G供電,并由市電通過變壓器T降壓、VD2半波整流和R6限流后長期進(jìn)行浮充電,以防止歹徒弄斷市電線路后作案。閉合開關(guān)SA,電路接通電源。此時(shí),A1的輸出端OUT、A3的數(shù)據(jù)鎖存輸出端A~D和解碼有效非鎖存輸出端Io均為低電平,VT1~VT5均截止,HA及繼電器K無電不工作,電路處于守候工作狀態(tài)(實(shí)測靜態(tài)總電流小于9mA)。當(dāng)在有效作用距離范圍內(nèi)按動(dòng)發(fā)射器上A鍵時(shí),A3所對(duì)應(yīng)的解碼信號(hào)輸出端A輸出高電平(實(shí)測4V),電路進(jìn)入微波探盜報(bào)警狀態(tài)。一旦有人(或物體)在A1監(jiān)控的戒備區(qū)域內(nèi)活動(dòng)時(shí),其OUT端輸出高電平(保持時(shí)間≥5s),致使VT1、VT2和VT5先后導(dǎo)通,HA通電發(fā)出響亮的警笛聲。A1每探測到一次活動(dòng)人體(或物體),HA會(huì)連續(xù)發(fā)聲5s;若人(或物)持續(xù)在現(xiàn)場活動(dòng),HA將持續(xù)發(fā)聲。當(dāng)按動(dòng)發(fā)射器上B鍵時(shí),電路進(jìn)入燈光控制狀態(tài),其作用實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無線電遙控交流開關(guān)。這時(shí),A3所對(duì)應(yīng)的解碼信號(hào)輸出端B輸出高電平,VT3導(dǎo)通,繼電器K得電吸合,其常開觸點(diǎn)KH接通被控220V交流照明電燈回路,令電燈通電發(fā)光。當(dāng)按動(dòng)發(fā)射器上C鍵時(shí),電路進(jìn)入緊急求救狀態(tài),這時(shí)A3所對(duì)應(yīng)的解碼信號(hào)輸出端C輸出高電平,VT4、VT5先后導(dǎo)通,HA得電持續(xù)發(fā)出警笛聲。此功能有兩大用途:一是在主人(尤其是婦孺老人)已發(fā)現(xiàn)盜情、而探盜器尚未探測到之前,令報(bào)警喇叭及時(shí)發(fā)出警笛聲,嚇退竊賊;二是銀行等單位營業(yè)人員在遇到歹徒威脅作案肘,通過暗操縱發(fā)射器,呼叫保安室人員出動(dòng)營救等。
由手A3的解碼信號(hào)輸出端A~D互為鎖存關(guān)系,并且本電路中將D端懸空未用,所以發(fā)射器上對(duì)應(yīng)的D鍵便成為上述各功能的解除鍵。即:按A鍵后再按D鍵,微波探盜功能被解除;按B鍵后再按D鍵,被控電燈自動(dòng)熄滅;按C鍵后再按D鍵,求救報(bào)警聲被自動(dòng)解除。A3的Io端為解碼有效非鎖存輸出端,它通過電容器C接VT4基極,每當(dāng)按動(dòng)發(fā)射器上A~D,任意一鍵時(shí),Io均輸出正脈沖電壓對(duì)C充電,充電電流使VT4、VT5隨之導(dǎo)通一下,令HA得電發(fā)出很短促的“嘀!”聲,表示所發(fā)指令已被接收并生效。
二、元器件選擇
A1選用國產(chǎn)TX982型微波探測器(也叫雷達(dá)探測模塊、人體探測器),它內(nèi)部包含了微波發(fā)射、接收及信號(hào)放大、識(shí)別等電路,能夠以非接觸形式探測出周圍一定范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)人體或物體,并轉(zhuǎn)換成高電平信號(hào)輸出。由于TX982內(nèi)部采用了專門的微處理集成電路,并應(yīng)用了先進(jìn)的模糊檢測電子技術(shù)與數(shù)字化功能處理方式,所以具有探測靈敏度高、作用范圍大、抗干擾性強(qiáng)、可靠性能好、安裝使用簡便等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)檢測、自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)控制產(chǎn)品中。
TX982的外形和引線功能如下圖所示。該器件系模塊化產(chǎn)品,全部電路焊裝在尺寸約為46.5mm×32mm×17mm(不包括安裝支架)的塑料小盒內(nèi)。盒頂部安裝有φ90mm的微型環(huán)狀天線;盒底部安裝有塑料固定架;盒側(cè)面設(shè)有一個(gè)紅色發(fā)光二極管和一個(gè)靈敏度調(diào)節(jié)孔。紅色發(fā)光二極管用來指示TX982的工作狀態(tài)(平時(shí)熄滅,通電初始化和探測到移動(dòng)人體、物體時(shí)發(fā)光)。靈敏度調(diào)節(jié)孔用來調(diào)節(jié)探測距離;順時(shí)針調(diào)探測距離變近,逆時(shí)針調(diào)探測距離變遠(yuǎn)。TX982共有三根外接線,通過長約1.2m的雙芯屏蔽線引出,其紅線接電源正極,風(fēng)線接電源負(fù)極,白線為信號(hào)輸出端(OUT)。白線靜態(tài)時(shí)輸出低電平,探測到移動(dòng)人體或物體時(shí)輸出高電平。實(shí)際應(yīng)用時(shí),如模塊引出線太短,可用相同的雙芯屏蔽線進(jìn)行加長。
TX982通電工作時(shí),在環(huán)形天線的軸線方向產(chǎn)生一個(gè)橢圓形半徑2~6m(可調(diào))的空間微波探測場,構(gòu)成立體方位探測區(qū)域。當(dāng)移動(dòng)人體在探測區(qū)活動(dòng)時(shí),其反射回波使原波場頻頻率(或相位)相應(yīng)發(fā)生變化,這一變化經(jīng)專用微處理器一系列檢出、放大、整形、延時(shí)處理后,從OUT端輸出高電平信號(hào),用于控制各種執(zhí)行電路工作。TX982的主要參數(shù):工作電壓范圍12~15V,靜態(tài)守候電流5mA左右;初次加電時(shí)延遲開啟時(shí)間(即鎖閉時(shí)間)60~90s,監(jiān)控距離在2~6m間連續(xù)可調(diào);觸發(fā)輸出時(shí)間≥5s(廠家可根據(jù)用戶要求定制不同的時(shí)間),輸出形式為電壓方式,有輸出時(shí)電壓≥7V;工作溫度范圍-25℃~+45℃。
A2、A3選用配套的TWH9636/TWH9638型四位無線電遙控專用組件,它包括一只微型化的匙扣式數(shù)字編碼發(fā)射器和一只模塊化的接收解碼器。發(fā)射器A1的外形參見圖1左下邊所示,其體積約為67mm×36mm×14mm,在面板上設(shè)有A、B、C、D四位按鍵和一個(gè)發(fā)光二極管指示燈,機(jī)內(nèi)裝有AG23-12V型電池。當(dāng)按動(dòng)按鍵時(shí),發(fā)光二極管點(diǎn)亮,機(jī)內(nèi)數(shù)字編碼電路工作并驅(qū)動(dòng)頻率為265MHz的超高頻發(fā)射電路。將載有數(shù)字信號(hào)的高頻電磁波通過印刷板天線發(fā)射出去。發(fā)射器工作時(shí)電流約6mA,不發(fā)射時(shí)不耗電。
接收模塊外形及引腳排列如下圖所示,其體積約為47mm×32mm×16.5mm,內(nèi)有超再生式高頻接收電路、信號(hào)檢出及處理電路、譯碼電路等,可直接輸出互鎖的四路(A、B、C、D端)高電平信號(hào)和一路(IO端)非鎖存正脈沖信號(hào)。
通常。A、B、C、D端也稱為四位數(shù)據(jù)輸出端,它們與發(fā)射器上A、B、C、D四位數(shù)據(jù)發(fā)射按鍵一一對(duì)應(yīng);Io端稱為解碼有效輸出端,所輸出正脈沖脈寬基本上與有效按動(dòng)發(fā)射器按鍵的時(shí)間同步。接收模塊A3內(nèi)部已設(shè)計(jì)有穩(wěn)壓電路,工作電壓范圍9~14V,工作電流(各輸出端懸空)4.5mA;接收靈敏度0.5mY,接收頻率265MHz,帶寬250kHz;各輸出端最高輸出電壓(空載)4V、最大輸出電流(短路)2mA。接收模塊上的TP腳為測試端,通過它可方便地從示波器上觀察到接收信號(hào)中的編碼脈沖,實(shí)際使用時(shí)空懸不接入電路。TWH9636/TWH9638組件的有效遙控距離達(dá)20~40m,適應(yīng)工作環(huán)境溫度為-25~+70℃;它內(nèi)部的編、解碼在出廠時(shí)已配對(duì)編設(shè)好,不重復(fù)組碼高達(dá)17.7萬組,具有良好的抗干擾性能。
A2、A3也可用同類產(chǎn)品HY986/HY988B來直接代換。
VT1~VT4均用9014型硅NPN小功率三極管,要求電流放大系數(shù)β》100;VT5用8550型(ICM=1.5A、PCM=1W)硅PNP中功率三極管,要求電流放大系數(shù)β》150。VD1、VD2均用1N4001型硅整流二極管。
HA用TWH21型超響度防盜報(bào)警專用動(dòng)圈式、警笛聲電喇叭。該電喇叭外形與普通小型號(hào)筒式揚(yáng)聲器無異,但內(nèi)部已經(jīng)包含有模擬警笛聲發(fā)生器、音頻功率放大器和電——聲換能器件;只妻給它接上12V直流電源(輸出電流》1.1A),便可發(fā)出響度達(dá)125dB(分貝)的警笛聲來。HA也可用LQ46-88D型會(huì)喊“抓賊呀”的語音電喇叭來直接代替。
R1~R5均用RTX-1/8W型碳膜電阻器,R6用RJ-1/4W型金屬膜電阻器。C用CD11-10V型電解電容器。K用工作電壓是12V的JZC-22FA超小型中功率電磁繼電器。其觸點(diǎn)負(fù)荷為3A×220V(交流)。T用優(yōu)質(zhì)220V/12V、3W成品電源變壓器,要求長時(shí)間通電不明顯發(fā)熱。G用12V、1.2Ah密封式酸性免維護(hù)微型蓄電池。
F用BGXP-0.15A型保險(xiǎn)管,并配套BLX-1型保險(xiǎn)管座。SA用1×1小型撥動(dòng)開關(guān)。XP1、XS1分別選用φ3.5mm小型三芯插頭和插孔,XP2、XS2分別選用配套2CTD-2/2CZD-2型小二線電源插頭和插座,XP3用普通交流電二線插頭。X1、X2分別用720型紅色和黑色塑料接線柱。
三、制作與使用
下圖所示為該多功能防盜器印制電路板接線圖,印制電路板實(shí)際尺寸約為80mm×55mm。除A1、A2、HA和XP1-XP3外,焊接好的電路板及其它元器件應(yīng)全部焊裝在一個(gè)體積合適的絕緣小盒(筆者用塑料飯盒)內(nèi)。盒外殼適當(dāng)部位分別開出小孔,固定安裝好XS1、XS2、SA、X1、X2和F管座。XP3則通過長約1.5m左右的雙股電線引出盒外。A1自帶1.2m長韻雙芯屏蔽線(不夠可用同樣的線加長),只要按圖1正確接好插頭XP1即行。HA通過雙股電線與接線柱X1、X2接通,注意極性,不要接反。本裝置只要元器件質(zhì)量保證,焊接無誤,電路無須任何調(diào)試便能滿意工作。
實(shí)際應(yīng)用時(shí),可將探測器A1安裝在需要警戒的地方,如所保護(hù)物體上面、現(xiàn)場中央或室內(nèi)天花板上等。
由于環(huán)狀天線軸芯方向的監(jiān)測能力較強(qiáng),所以應(yīng)盡量使軸芯指向被監(jiān)控區(qū)域;必要時(shí)可擺動(dòng)天線(僅作微調(diào)操作)調(diào)整監(jiān)測方向及角度。微波具有穿透墻壁和非金屬門窗的能力,要特別注意左鄰右舍的活動(dòng)導(dǎo)致誤報(bào),首次安裝A1時(shí)應(yīng)反復(fù)調(diào)節(jié)其側(cè)面的靈敏度微調(diào)電位器,使探測靈敏度適可而止。天線環(huán)平面要求遠(yuǎn)離大的金屬體50mm以上,以免造成接收回波的靈敏度嚴(yán)重變差;天線還要遠(yuǎn)離窗簾、排風(fēng)扇等風(fēng)動(dòng)物,以免造成報(bào)警器誤報(bào)。主機(jī)部分應(yīng)放置在探測器的監(jiān)控范圍內(nèi),以避免竊賊作案前關(guān)機(jī);HA亦應(yīng)不脫離微波警戒場,并且固定在傳聲良好的高處。XP2引出的兩根導(dǎo)線頭,不分順序并接在被控220V交流照明電燈開關(guān)兩端即成。
無線電遙控多功能防盜器在使用時(shí)應(yīng)注意以下五點(diǎn):
(1)報(bào)警器每次通電(閉合SA)時(shí),A1具有60~90s延時(shí)預(yù)備時(shí)間,其問按動(dòng)發(fā)射器上A鍵,A1不會(huì)進(jìn)行人體測探(即人活動(dòng)不會(huì)觸發(fā)HA報(bào)警),這一點(diǎn)在檢測報(bào)警器性能時(shí)應(yīng)加以區(qū)分。
(2)報(bào)警器各功能不能同時(shí)使用,只能任選其中一種;從一種功能轉(zhuǎn)換到另一種功能時(shí),其間可不必按發(fā)射器上D鍵解除前一個(gè)功能,直接按下一個(gè)功能鍵便可完成轉(zhuǎn)換。
(3)微波探頭安裝時(shí)要遠(yuǎn)離主機(jī)盒1m以上。以免產(chǎn)生的微波影響A3接收靈敏度,造成遙控距離縮短;HA也應(yīng)離開A1探頭一定距離,以避免聲響振動(dòng)環(huán)狀天線,造成報(bào)警器誤報(bào)。
(4)XP2插頭引出的兩根電線頭,可不分順序并接在被控220V交流照明電燈開關(guān)(或其它電器電源開關(guān))兩端,它的接入并不影響電燈開關(guān)原有的功能。但應(yīng)注意,“遙控”和“手動(dòng)”開關(guān)電燈兩種方案中,每次只能使用一種,并且不能交錯(cuò)使用。例如:“遙控”開燈后,不能“手動(dòng)”去關(guān)燈,必須“遙控”關(guān)燈;“手動(dòng)”關(guān)燈后,才能“遙控”電燈。
(5)若使用中發(fā)現(xiàn)遙控距離過近或發(fā)射指示燈變暗,應(yīng)及時(shí)更換發(fā)射器A2內(nèi)的A23-12V型電池。主機(jī)所用蓄電池G,在浮充電狀態(tài)下,一般有3~5年長的使用壽命,并且免維護(hù);若改用循環(huán)充放電使用方法,則壽命長達(dá)300次以上。
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