便携式触摸报警电路设计

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#便携式 # 报警电路 # 设计

便携式贵重物品触摸报警电路设计

摘要

本文所述的报警器名称为便携式触擂防盗报警器。它不仅具有高灵敏度、体积小和轻重的优点，而且触发器使用方便，电路结构简单易于实现，此外工作稳定。该报警器具有结构简单、使用方便、强灵活性和可靠性能的特点，因此可安装在门或窗上，甚至可以随身携带。当人体接触到需要保护的金属贵重物品时，设备将启动报警装置，使钱铃持续响起，直到切断电源后报警声才停止。

关键词 : 便携式，报警电路，设计。

总体电路设计

设计任务与要求

便携式贵重物品触擂报警电路由三部分组成：检测部分、控制电路和报警电路。

检测部分 ：由与需要保护的物品相连接的装置及其他辅助电路构成。用于保护物品的装置可以是金属片，其功能是确保无人触碰该装置时电路不动作。当有人触碰该装置时，与该装置相连的检测电路会检测到触擂信号并立即开始工作。
控制电路 ：与检测部分协同工作，控制报警电路实现报警功能。
报警电路 ：使用扬声器进行报警。

方案说明

控制方案采用NE555芯片，特别是NE555时钟构成多谐振荡器。该报警电路主要由单稳态触发器和多谐振荡器组成。电路中，单稳态触发器由时基集成电路IC1N555、触擂电极M及相关外围元件组成；多谐振荡器由时基集成电路IC2NE555以及相关的外围电阻和电容元件组成。具有低生产成本、电路板制作简单、安装方便、稳定的防盗性能、高灵敏度、强拒干能力以及可靠的安全性等优点。

电路的硬件设计

控制电路的总体方案

触摸报警的报警原理：通过触摸电极片，驱动扬声器发出一定时间的报警声。音频振荡电路通过产生振荡信号，当有外部触发信号时，振荡信号通过音频功率放大和电路放大驱动扬声器发出报警声。单稳态电路可控制报警声音持续时间。

该电路由稳压电路和报警电路组成。报警电路由稳压电路、555定时器、电极片、单稳态电路、音频振荡电路和扬声器构成。各模块之间的协调关系如以下系统框图所示：

示意图0

报警电路工作原理

该触摸式防盗报警器的电路主要包括单稳态触发器、音频振荡电路和声音报警电路等。系统原理图如图1所示。单稳态触发器电路由触碰片M、时基集成电路IC1NE555、电容器C1~C3、电阻R1和电位器R2组成。音频振荡电路包括声音集成电路IC2NE555、电阻R3和R4。声音报警电路由扬声器LS1构成。

当无人接触金属片时，电路处于稳定状态，即IC1NE555的第三脚输出低电平，报警电路不工作。当人体接触金属片M时，首先接触到电极片，经过电容处理后产生一个尖峰波信号，向IC1NE555的第二脚输入一个负脉冲（干扰脉冲），触发单稳态电路进入暂稳态，电容C1开始充电。在充电时间Tw=1.1R1*C1到达之前，IC1NE555的第三脚输出高电平，该高电平触发IC2NE555多谐振荡器电路产生周期为T的振荡信号，电路进入暂稳态，定时电路开始工作。IC2NE555的第四脚复位端从初始低电平翻转为高电平，从而驱动扬声器发出报警。警铃将持续响直至有人切断电源。

稳压电源设计

稳压电源使用晶体管作为调整元件，该元件与负载串联连接。调整元件可被视为一个可变电阻，通过从输出电压中取出部分（或全部）电压来调节调整管所呈现的电阻，从而保持输出电压不变。稳压电源的输出电压可连续调节，输出电流可以很大，且具有较高的调节精度。稳压电源主要由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。电源电路原理图如下面的图2所示：

示意图1

(1) 变压器

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件。当初级线圈中有交流电时，铁芯（或磁芯）中将产生交流磁通，从而使次级线圈感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组称为初级线圈，其余的称为次级线圈，如图3所示。变压器的基本原理是电磁感应原理。

示意图2

(2) 整流电路

整流电路是通过具有单向导电性的整流元件，将正负交替的正弦交流电压转换为单向脉动直流电压。然而，这种电压的直流幅值变化较大，含有较多的脉动交流成分，无法直接作为直流电源使用。本设计采用桥式整流滤波电路，四个二极管并联连接到输出电压，分别对正负电压进行整流，从而得到正负输出的两路整流电压。电路图如图4所示。

示意图3

(3) 滤波电路

一方面，电容滤波电路利用电容器在电路中的储能功能。当电源电压升高时，电容器将电能储存在电场中；当电源电压降低时，电容器逐渐释放电场中储存的电能。另一方面，利用电容器对不同频率呈现不同电抗的特性，可以构成低通滤波电路，从而减小输出电压的纹波，使输出电压波形变得更加平滑。目前最简单、方便的电容滤波电路是通过在输出端并联一个电容器来实现，从而获得较好的滤波效果。