入侵報警器的設(shè)計與制作

(3)報警控制電路
電路如下圖所示，其中DVcc與AVcc接在一起接+5v。U1_4、U1_3構(gòu)成鎖存器，平時（即光照正常時），(13)、(12)腳都是高電平，(11)、(10)腳為低電平，⑧腳輸出高電平，U1-l作反相器用，③腳輸出低電平，U2不工作。當(dāng)“光照正常”信號消失時，(13)腳變低，U1_4(11)腳變高，U1_3⑧腳變低，U1_4(12)腳也為低。也就是說，無論此后“光照正常”信號有沒有，曾經(jīng)為低的情況將被鎖存，U1_3輸出⑧腳一直為低，通U1-1③腳輸出高，驅(qū)動報警音樂片KD5608發(fā)出狗叫聲。讀者也可以自由發(fā)揮，制作出不同的報警效果。
U1_2的兩個輸入端分別接兩只光敏三極管，一只上拉，一只下拉。因為在暗處工作，負(fù)載電阻可以取大一點(diǎn)，以提高靈敏度。不論全有光照還是全無光照，U1_2的輸入端總有一個為低，其⑥腳輸出為高。最好設(shè)置背景A處為黑，背景B處為白，使④、⑤腳都為低。電子鑰匙可以做成打孔透光型，也可以涂白涂黑反光型，一旦A有光B無光（即將電子鑰匙插入），U1_2的④、⑤腳均為高，⑥腳輸出低，維持延遲O.ls后，U1_3的⑨腳持續(xù)為低，⑧腳恒高，不管“光照正常”信號有沒有，都不能報警，并建立U14(12)腳為高的初始態(tài)。電子鑰匙的設(shè)計可以多種多樣，也不局限于A,B兩個邏輯點(diǎn)，可以發(fā)揮創(chuàng)造力。
D4、D5、D6的正向壓降為3V，正好為U2KD5608供電(3V)。注意：許多音樂片誤用SV電源供電，導(dǎo)致聲音不對且芯片發(fā)熱，要注意降壓使用。但揚(yáng)聲器可以接到5V電源。
U1_3腳輸出的控制信號的高電平也是SV，為了避免損壞U2，故串聯(lián)了一只電阻R15。

二、裝配與調(diào)試
1．裝配
上圖是接收器的安裝圖。整個接收器裝在墻式電源插線盒中，如國圖所示。通用板的裝配技能也是電子技師、工程師的基本功。下圖(略)展示了三種樣品（不是同一線路）。
右邊采用立體多層交錯布線，不易查錯，因信號的相互干擾大，很難調(diào)好。中間的是平面裸線布線，焊點(diǎn)粗糙，所占面積較大。
左邊是臺灣某公司為了驗證設(shè)計（IC為主，元件較少），請電子制作專家加急焊接并寄給筆者的，該板焊點(diǎn)特別漂亮、布線整齊規(guī)則。安裝所用的線是美國“OKIndustriesInc”
AWG30(美制線規(guī))單芯氟塑料被覆安裝線。
制作時宜先做發(fā)射，后做接收。發(fā)射總共8個元器件，不難做。因為紅外發(fā)射看不見，要用萬用表交流擋（如果指針表要在紅筆中串入一只0.1LLF的電容器）測IC1③腳和①腳（地線，接黑筆）間有5.7V交流電，R3兩端有5.2V交流電。如只有前者沒有后者，請將紅外LED反過來試試。如果5.7V也沒有，說明不起振，往往是R1、R2、C1回路有問題。發(fā)射調(diào)好后，用發(fā)射管緊對著接收板的VT1，則數(shù)字表交流擋可以在C1兩端測到電壓。至少要有AC0.5V電壓。如全無，改用DC擋，測VT1兩端，用手擋住外界雜散光，讀數(shù)會變化（如4.70—4.99）。如無變化，請將VT1兩極反過來試試。單獨(dú)將VT1插入萬用表晶體管擋NPNC、E，光照hFE有讀數(shù)為VT1極性正確，接E的極接地，接C的極接圖3的電容器C1。光敏晶體管調(diào)好后，要花主要力量調(diào)運(yùn)算放大器。
2，用數(shù)字萬用表進(jìn)行運(yùn)放直流工作點(diǎn)的檢測
測量交流特性之前必須保證直流工作點(diǎn)正常。對于單電源5V的LM324來說，只有①、⑦、⑧腳輸出電壓在電源一半左右才能正常工作。實際量電源是4.8V，輸出電壓約2.4V。如果不是，肯定電路有問題。到底是輸入端斷路還是輸出端有短路，最迅速的檢測方法是短路①、②腳測①腳，短路⑥、⑦腳測⑦腳，短路⑧、⑨腳測⑧腳。以①、②腳為例，測①腳為3.5V(高)，短路①、②腳測①腳為2.5V，不用查③腳，測②腳電壓，如讀數(shù)為0.17V，測R5兩端：0/0.17證明C2短路。如短路①、②腳測①腳仍為3.5V，先不用查②腳，測③腳電壓，讀數(shù)為4.9V，可能R3開路或C1短路。測試原理是，短路①、②腳意味著100%反饋，將運(yùn)放接成跟隨器，能跟隨是一種情況，不能跟隨或跟隨錯誤是另一種情況。很快就把故障范圍縮小到幾個元件內(nèi)。
3．用數(shù)字萬用表交流擋測量接收放大器
先將發(fā)射管緊對著接收板的y＇ri，逐步移遠(yuǎn)。測①、⑦、⑧腳輸出電壓，應(yīng)該逐級變大。當(dāng)然達(dá)到AC1.5V后不能繼續(xù)加大是正常的。如果某一級放大不足，應(yīng)檢查電容器（因為直流工作已經(jīng)正常，電阻沒有問題）。例如，C2虛焊或容量太小，第一級放大就不能達(dá)到19倍。
4．交流自激問題的解決
關(guān)閉發(fā)射，一旦測出輸出端常有AC1.5V，就是自激。如果發(fā)生自激，檢查電源退耦電容C9接好沒有？R1l/R12是否大子27布線是否太亂？實在不行，只能一級一級地拆。交流自激是放大器最難解決的問題。設(shè)計單級放大倍數(shù)過大、放大級數(shù)過多是主要原因，、筆者先前曾設(shè)計成放大7000倍，結(jié)果發(fā)生輸出總有信號的問題，用示波器觀測，是一種噪聲干擾經(jīng)過選頻，正好5kHz過來了，不像自激又類似自激。最后將發(fā)大倍數(shù)降到3000倍就好了。這次設(shè)計的放大倍數(shù)為2000倍，是很保險的。有一次我將發(fā)射器和接收器共用一個5v電源，自激問題一直找不出來。后來將發(fā)射器單獨(dú)供電就解決r。
三、供電問題
報警器需要長期接入電源，因此必須考慮發(fā)熱、體積和節(jié)能等問題。
小功率變壓器效率低，體積較大，優(yōu)選用類似手機(jī)充電器那樣的小功率開關(guān)電源作為接收電源，而且有現(xiàn)成的手機(jī)線充可以用。發(fā)射部分電流消耗是恒定的，一旦調(diào)好與人接觸少，可以考慮電容采用降壓方案（調(diào)試要注意安全）。用0.22μF630V耐壓的電容降壓、橋式整流及9V0.5W穩(wěn)壓管穩(wěn)壓共三個元件就可以了。有經(jīng)驗的設(shè)計者往往會在0.22uF電容上并聯(lián)一只1MΩ的泄放電阻，串聯(lián)一只0.5Wl00Ω的限流電阻。