電子元器件調(diào)研與門窗群防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、電子元器件調(diào)研與系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告指導(dǎo)教師評語考勤（10）守紀(jì)（10）報(bào)告（30）作品（30）答辯（20）總成績（100）專 業(yè)： 電氣工程 班 級(jí)： 電氣2014-1班 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2016 年 7月 13日1.設(shè)計(jì)題目門窗群防盜報(bào)警器2.設(shè)計(jì)目的通常,竊賊以門窗為突破口,撬門鈕鎖乘機(jī)行竊。門窗成為預(yù)防竊賊入室作案的關(guān)鍵性防線。為此,市場上各種基于門窗的形形色色的防盜報(bào)警器層出不窮,令人眼花繚亂。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),幾乎所有的門窗防盜警報(bào)器都存在一個(gè)共同的不足:無法區(qū)分主人和竊賊,只要主人動(dòng)一下門窗,均會(huì)引發(fā)亂響亂叫,虛張聲勢,不但吵鬧令人煩,而且謊報(bào)軍情天天狼來

2、了!為了解決這一問題，制作了這臺(tái)新穎獨(dú)特、具有識(shí)別功能的門窗防盜報(bào)警器,經(jīng)實(shí)際安裝使用,認(rèn)為它工作穩(wěn)定可靠、報(bào)警準(zhǔn)確、發(fā)聲響亮、用電節(jié)省。3.設(shè)計(jì)任務(wù) (1)設(shè)計(jì)一個(gè)門窗群報(bào)警器，主人出門時(shí)按下開關(guān)啟動(dòng)報(bào)警器，經(jīng)過一段時(shí)間的延遲后電路才進(jìn)入檢測報(bào)警狀態(tài)（此段延遲時(shí)間供房屋主人開關(guān)門窗所用）， (2)當(dāng)竊賊從門或者窗進(jìn)入家里時(shí)，觸發(fā)裝置“開通”，經(jīng)過一段時(shí)間的延遲后（此段延遲時(shí)間供主人開門入室后，切斷暗開關(guān)SA，避免誤報(bào)警），報(bào)警聲響起。 (3)一旦報(bào)警聲響起，即使竊賊關(guān)好門窗或發(fā)現(xiàn)干簧管及其引線并破壞，報(bào)警聲也不會(huì)停止。只有切斷暗開關(guān)SA，才能使電路斷電停止報(bào)警。4.市場調(diào)研4.1市場調(diào)研的背

3、景和內(nèi)容隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，人們對自己所處環(huán)境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不時(shí)刻留意那些不速之客?，F(xiàn)在現(xiàn)在很多住戶都安裝了智能報(bào)警系統(tǒng)，因而大大提高了家里的安全程度，有效保證了主人的人身財(cái)產(chǎn)安全。4.2相關(guān)元器件的市場調(diào)研與選擇 表1 元器件調(diào)研情況表序號(hào)元件名稱規(guī)格型號(hào)調(diào)研單價(jià)/元數(shù)量備用數(shù)量該元件費(fèi)用13k碳膜電阻器RTX-1/4W型0.1100.12470k碳膜電阻器RTX-1/4W型0.1100.131k碳膜電阻器RTX-1/4W型0.1100.141M碳膜電阻器RTX-1/4W型0.1200.254.7F電解電容器CD11-16V型0.5111.0633F電解

4、電容器CD11-16V型0.5111.070.1F瓷介電容器CT1型0.5111.08撥動(dòng)開關(guān)CKB-2型1.0101.09干簧管JAG-4型、常開觸點(diǎn)1.0101.010蜂鳴器5V有源型3.0103.011晶體二極管1N4148型、硅開關(guān)管0.5211.512晶體三極管9014型、1000.5211.513晶體三極管8050型、1000.5111.014單向晶閘管MCR100-81.0112.015單向晶閘管MCR100-61.000016時(shí)基集成電路NE555P2.0114.0注：其他期間均按照元件清單購買，調(diào)研地點(diǎn)均為西北電子商貿(mào)城。5. 系統(tǒng)功能家庭盜賊侵入主要是門和窗，門盜的比例又大

5、于窗盜。在每個(gè)住戶大門和窗戶上安裝有一個(gè)門磁感應(yīng)器。如有盜匪撬門或翻窗，探測部分會(huì)即刻將此開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳輸給家庭報(bào)警主機(jī)，報(bào)警主機(jī)立馬發(fā)出響亮的聲音，震懾盜賊。此外，為了防止造成天天“狼來了”這一情況，本報(bào)警器特加入了防誤報(bào)系統(tǒng)，在房屋主人按下啟動(dòng)開關(guān)后約30s內(nèi)，可從容不迫地離開房間，報(bào)警器不會(huì)被觸發(fā)；在房屋主人從外回家開門時(shí)，報(bào)警器經(jīng)過約15s后才會(huì)被觸發(fā)，主人在此30s內(nèi)切斷電源暗開關(guān)即可防止報(bào)警。再者，報(bào)警部分一旦被觸發(fā)，竊賊即使很快關(guān)好門窗或發(fā)現(xiàn)干簧管E及其引線并破壞，報(bào)警部分也不會(huì)停止工作。6.設(shè)計(jì)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)過分析可把電路分為3個(gè)部分，分別為主機(jī)部分、報(bào)警部分、

6、探測部分。探測部分如圖1所示，實(shí)際上是干簧管E與小磁鐵構(gòu)成的磁控開關(guān)（也叫磁控傳感器）。其作用是將檢測到的門窗位移信號(hào)轉(zhuǎn)為相應(yīng)的開關(guān)電信號(hào)，實(shí)際可根據(jù)門窗的多少，選用N組這樣的磁控開關(guān)串聯(lián)（指干簧管）起來，分別安裝在各門窗上。報(bào)警部分如圖2所示，采用蜂鳴器HA，它在通電后能夠反復(fù)發(fā)出警笛聲，能夠引起人們的警覺;可及時(shí)向主人及近鄰告警。 圖1 探測部分 圖2 報(bào)警部分主機(jī)部分如圖3所示，它主要由設(shè)計(jì)獨(dú)特的開機(jī)延遲監(jiān)測開關(guān)和觸發(fā)延遲報(bào)警開光兩部分組成，以巧妙實(shí)現(xiàn)“識(shí)別”功能。開機(jī)延遲監(jiān)測開關(guān)能夠在每次接通主機(jī)電源時(shí)，延遲一段時(shí)間后才允許對來自探測部分的開關(guān)電信號(hào)作出響應(yīng)其中:晶體三極管VT1、晶體

7、二極管VD1、電容器C1、電阻器R1和R2組成開機(jī)延遲開關(guān)，晶體三極管VT2、電容器R3組成單向晶體管VS觸發(fā)器電路，而晶體三極管VT2的狀態(tài)、乃至作為電子開關(guān)主回路的單向晶閘管VS的通斷與否，均受到開機(jī)延遲開關(guān)和探測電路開關(guān)電信號(hào)的雙重控制。觸發(fā)延遲報(bào)警開關(guān)電路在每次有效探測到門窗打開信號(hào)(即VS開通)后，能夠延時(shí)接通蜂鳴器HA的電源。其中:“555”時(shí)基集成電路A與電阻器R4、電容器C3,晶體二極管VD2等構(gòu)成簡易單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，晶體三極管VT3和限流電阻器R5構(gòu)成電子開關(guān)。顯然，要使蜂鳴器HA通電工作，就必須滿足開機(jī)延遲監(jiān)測開關(guān)和觸發(fā)延遲報(bào)警開關(guān)依次“開通”這樣一個(gè)先決條件。圖3 主機(jī)部

8、分6.2 整個(gè)電路工作過程 圖4 門窗群防盜報(bào)警器電路圖 整個(gè)電路如圖4所示，它的工作過程為:由于小磁鐵和干簧管E固定在門窗上，所以在門窗關(guān)閉時(shí)干簧管E內(nèi)部的兩個(gè)常開觸點(diǎn)受外磁力作用呈閉合狀態(tài)，接通電源開關(guān)SA，電池G通過電阻器R1和晶體三極管VT1的發(fā)射結(jié)對電容器C1充電，充電電流使晶體三極管VT1飽和導(dǎo)通，此時(shí)開門窗，雖然干簧管E內(nèi)部兩觸點(diǎn)隨之?dāng)嚅_，但由于晶體三極管VT1呈導(dǎo)通狀態(tài)，故不會(huì)觸發(fā)后級(jí)電路工作。主人可利用這段時(shí)間從容不迫地離開房間，并鎖好大門，經(jīng)約30s后，電容器C1充電接近結(jié)束，晶體三極管VT1趨向截止，電路自動(dòng)進(jìn)入監(jiān)測狀態(tài)。此后，一旦有竊賊破門窗入室，隨著門窗被打開，小磁鐵

9、就會(huì)遠(yuǎn)離干簧管E，使得干簧管E內(nèi)部的兩個(gè)觸點(diǎn)依靠自身彈性跳開，晶體三極管VT2基極通過電阻器R2獲得偏流，晶體三極管VT2導(dǎo)通，單向晶閘管VS獲合適觸發(fā)電流(實(shí)測1002VT3晶體三極管8050型、1001VD1、VD2晶體二極管1N4148型、硅開關(guān)管2R1、R2碳膜電阻器RTX-1/4W型、1M2R3碳膜電阻器RTX-1/4W型、3k1R4碳膜電阻器RTX-1/4W型、470k1R5碳膜電阻器RTX-1/4W型、1k1C1電解電容器CD11-16V型、4.7F1C2瓷介電容器CT1型、0.1F1C3電解電容器CD11-16V型、33F1SA撥動(dòng)開關(guān)CKB-2型（僅用其中一擲）1G干電池1.

10、5V、5號(hào)干電池1塑料電池架6V、3V塑料5號(hào)電池架各一個(gè)2E干簧管JAG-4型、常開觸點(diǎn)1小磁鐵條形永久磁鐵1HA蜂鳴器5V有源型19.總結(jié)9.1設(shè)計(jì)小節(jié) (1)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)是一次理論聯(lián)系實(shí)際的活動(dòng),它不既要求我們懂得理論知識(shí),而且要求我們有變通能力,在一種方法走不同的情況下,能有冷靜的頭腦找出其他的方法,然后通過合理的路線達(dá)到我們的目標(biāo)。 (2)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)能很好的把我們平時(shí)學(xué)到的書本知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合,做到學(xué)以致用。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)能很好的鞏固和發(fā)展我們平時(shí)學(xué)習(xí)的知識(shí)和具備的能力,加深對理論知識(shí)的理解,并留下很深的印象。 (4)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)很好的鍛煉了我們的動(dòng)手能力和交流能力,使我們的綜合能力得到了提

11、高。9.2設(shè)計(jì)體會(huì) 這次課程設(shè)計(jì)的時(shí)間較短，但我在這短短的一周內(nèi)得到了不小的收獲，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，知識(shí)體系上的漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。首先選到這個(gè)題目，我們就開始收集大量的資料，包括555芯片的原理，單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，以及與防盜報(bào)警課程設(shè)計(jì)相關(guān)的各類知識(shí)，我們了解了很多之前并未注意的知識(shí)。設(shè)計(jì)的過程比較容易，實(shí)質(zhì)就是單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路。拿到元件后，我們花了很長時(shí)間查閱各器件的功能引腳，詳細(xì)了解了每個(gè)元件的功能后，為了使布線圖美觀和布線最優(yōu)，我花了半小時(shí)用鉛筆花布線圖，準(zhǔn)備工作做好后，萬事俱備，很快就把線連好了，正因如此，我感覺自己的布線還比較美觀和簡練，只有一根由于遺漏產(chǎn)生的飛線。當(dāng)焊接完電路，聽到報(bào)警聲時(shí)，我十分高興。理論聯(lián)系實(shí)際給人對知識(shí)一種積極向上的對知識(shí)的渴望，此次實(shí)驗(yàn)取得了圓滿的成功，通過這次實(shí)驗(yàn)，開闊了我門的視野，提高了我們的興趣。在今后的學(xué)習(xí)中我們?nèi)钥梢赃M(jìn)行這方面的嘗試，開拓自己的眼界和操作能力，提高自己的動(dòng)手制作能力，在動(dòng)