抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器設(shè)計(jì)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器設(shè)計(jì)

沈陽工程學(xué)院

課程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)題目：抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器設(shè)計(jì)

系別測(cè)控技術(shù)與儀器系班級(jí)測(cè)控本111學(xué)生姓名崔鑫學(xué)號(hào)2023313104指導(dǎo)教師祝尚臻職稱講師起止日期：2023年3月3日起——至2023年3月13日止

I

沈陽工程學(xué)院

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

課程設(shè)計(jì)題目：抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器設(shè)計(jì)

系別測(cè)控技術(shù)與儀器系班級(jí)測(cè)控本111/2學(xué)生姓名崔鑫學(xué)號(hào)2023313104指導(dǎo)教師祝尚臻職稱講師課程設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn)：F４30任務(wù)下達(dá)時(shí)間：2023年3月3日

起止日期：2023年3月3日起——至2023年3月14日止教研室主任年月日批準(zhǔn)

抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器設(shè)計(jì)

II

1設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求

1.1設(shè)計(jì)目的：

1、了解有關(guān)傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)；2、加深對(duì)電子電路方面知識(shí)的理解；3、能夠熟悉傳感器的檢測(cè)以及應(yīng)用電路。4、加深對(duì)于光電元件的了解，學(xué)會(huì)應(yīng)用光電元件進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)和應(yīng)用。1.2基本要求：

1、利用光電元件設(shè)計(jì)抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器；2、通過設(shè)定，在別人開啟抽屜時(shí)報(bào)警器便會(huì)報(bào)警；3、選擇適合的光電元件并說明選用理由；4、畫出你所設(shè)計(jì)的抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器電路原理圖并予以說明；5、說明你所選擇的元件明細(xì)表；簡要說明你所設(shè)計(jì)的傳感器的測(cè)量特點(diǎn)。6、要有相應(yīng)的控制算法（軟件流程圖）。1.3發(fā)揮部分：

自由發(fā)揮

2設(shè)計(jì)過程及論文的基本要求：

2.1設(shè)計(jì)過程的基本要求

1、基本部分必需完成，發(fā)揮部分可任選；

2、符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份，其中包括總體設(shè)計(jì)框圖、電路原理圖各一份；3、設(shè)計(jì)過程的資料、草稿要求保存并隨設(shè)計(jì)報(bào)告一起上交；報(bào)告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤上交。

2.2課程設(shè)計(jì)論文的基本要求

1、參照畢業(yè)設(shè)計(jì)論文規(guī)范打印，包括附錄中的圖紙。項(xiàng)目齊全、不許涂改，不少于3000字。圖紙為A4，所有插圖不允許復(fù)印。

2、裝訂順序：封面、任務(wù)書、成績?cè)u(píng)審看法表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、各部分電路及相應(yīng)的詳細(xì)的功能分析和重要的參數(shù)計(jì)算、工作過程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結(jié)、抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器設(shè)計(jì)

目錄

中文摘要V目錄1一設(shè)計(jì)任務(wù)描述2

1.1設(shè)計(jì)題目：抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器系統(tǒng)設(shè)計(jì)21.2設(shè)計(jì)要求：2

二設(shè)計(jì)思路3

2.1：選題的背景及意義32.2：抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警的發(fā)展?fàn)顩r以及存在的問題3

三設(shè)計(jì)方框圖5四設(shè)計(jì)原理6

4.1檢測(cè)電路64.2延遲電路84.3與門電路94.4報(bào)警電路10

五工作過程分析11六元器件清單12七主要元器件介紹13

7.1光電傳感器137.2二極管1N4001GP137.3三極管介紹14

小結(jié)17致謝18抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器設(shè)計(jì)

三設(shè)計(jì)方框圖

檢測(cè)電路檢測(cè)電路延遲電路延遲電路與門電路報(bào)警電路

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四設(shè)計(jì)原理

4.1檢測(cè)電路

該部分有上、下倆部分檢測(cè)電路，倆部分結(jié)構(gòu)組成一致，主要由直射型光電傳感器構(gòu)成，為了使傳輸?shù)墓饩€最正確，該傳感器還設(shè)置了透鏡結(jié)構(gòu)，加設(shè)透鏡的目的是為了使光源變成平行的光線而后聚焦，以使光線傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)且確切。本次試驗(yàn)中所用到的光電傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖4-1具有透鏡結(jié)構(gòu)的光電傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

在上圖中，光源（可以是白熾燈、LED發(fā)光二極管發(fā)出的光、激光等）發(fā)出的光經(jīng)透鏡1變成平行光以后，再由透鏡2聚焦后照射到光電二極管上。由此可見，當(dāng)在透鏡1與透鏡2之間放入被測(cè)對(duì)象后，就可以根據(jù)光電二極管接收到的光通量的大小或有無來反映被測(cè)對(duì)象的狀況，由此實(shí)現(xiàn)了光電傳感器的目的，大量類型的傳感器正是利用這一特點(diǎn)制成的。

上述中的光電傳感器只是檢測(cè)電路中的一部分，完整的檢測(cè)電路圖如下：

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5VD1LEDVDLEDR210KVT1NPNR1200K圖4-2上檢測(cè)電路示意圖

上述檢測(cè)電路圖為上檢測(cè)電路圖，主要由光電傳感器組成，其中D1相當(dāng)于光電傳感器中的光源直射的光源問哦紅外光，是人眼看不見的光，隱蔽性較好，當(dāng)有盜賊來侵，盜賊的手及拉出的抽屜會(huì)擋住光路，光電二極管VD呈高阻抗，三極管VT1截止，輸出為高電平。

下檢測(cè)電路圖與上檢測(cè)電路圖一致，其結(jié)構(gòu)圖如下：

D2LEDVD2LEDR410KVT2NPNR3200K圖4-3下檢測(cè)電路示意圖

該部分原理與上檢測(cè)電路圖一致，當(dāng)沒有障礙物遮擋時(shí)，光電二極管VD呈低阻態(tài)，三極管D2導(dǎo)通，輸出為低電平。

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4.2延遲電路

該部分仍有上、下倆部分延遲電路，對(duì)應(yīng)上、下倆部分檢測(cè)電路，其主要由放大器構(gòu)成，產(chǎn)生延遲的作用。上延遲電路結(jié)構(gòu)圖如下：

C1R62740R5430C2520.01uF4CA339LM1390.01uFR810KR122150LM139U1AR74750U2A524R1010KC3452R9100KR1110KU3A0.01uF圖4-4上延遲電路示意圖

該部分是對(duì)檢測(cè)電路輸出的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析處理，當(dāng)盜竊者手臂經(jīng)過傳感器時(shí)，由于擋住光路的時(shí)間很短，故電路輸出的將是一個(gè)窄脈沖，該脈沖受延遲電路的作用對(duì)后級(jí)電路不會(huì)產(chǎn)生影響。當(dāng)無盜賊出現(xiàn)時(shí)，倆光電接收器輸出均為低電平，經(jīng)延遲加到與門的倆個(gè)輸入端后，也使與門輸出為低電平，故報(bào)警電路不會(huì)工作。

下延遲電路圖與上延遲電路圖一致，其結(jié)構(gòu)圖如下：

5VC4R170.01uFC550.01uF4LM139LM1390.01uFLM139R142740U4A2U5A524R1810KC6U6A524100KR164750R1910KR13430R1510KR202350圖4-5下延遲電路示意圖

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該部分工作原理與上延遲電路原理一致，在電路中，盜賊將抽屜拉出后，擋住光路時(shí)間變長，此時(shí)延遲電路可不發(fā)揮作用，但報(bào)警器依舊會(huì)發(fā)出警報(bào)，正常工作。

4.3與門電路

該部分電路建構(gòu)簡單明白，易于讀懂，其作用是對(duì)倆部分延遲電路輸出結(jié)果進(jìn)行處理，得到最終結(jié)果，然后傳送到蜂鳴器。其結(jié)構(gòu)圖如下：

12U3AND圖4-6與門電路結(jié)構(gòu)示意圖

當(dāng)人手臂經(jīng)過上下倆個(gè)傳感器時(shí)，將有倆個(gè)脈沖信號(hào)輸出，這倆個(gè)脈沖信號(hào)有一定的時(shí)間差，經(jīng)延遲處理以后，就會(huì)使與門倆個(gè)輸入端均為高電平，根據(jù)與門電路的規(guī)律關(guān)系，其輸出也為高電平，該信號(hào)就會(huì)出發(fā)警報(bào)電路工作，向外發(fā)出警報(bào)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了防盜的目的。設(shè)置倆路光電傳感器的目的是為了提高防盜電路的可靠性，該電路工作波形如下圖所示，

圖4-7兩路光電傳感器防盜電路工作波形示意圖

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4.4報(bào)警電路

該部分電路簡單易于集成，其作用為在接收到與門輸出信號(hào)后蜂鳴器是否應(yīng)當(dāng)發(fā)出警報(bào)。其結(jié)構(gòu)圖如下:LS?SPEAKERR12100

圖4-8報(bào)警電路結(jié)構(gòu)示意圖

該部分是否發(fā)出應(yīng)當(dāng)發(fā)出警報(bào)，進(jìn)行工作，數(shù)據(jù)表如下：

上延遲電路輸出0011下延遲電路輸出0101

與門電路輸出0001

報(bào)警電路工作狀況不報(bào)警不報(bào)警不報(bào)警報(bào)警表4-1報(bào)警器工作狀況表

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五工作過程分析

首先，開始工作是一個(gè)通道中設(shè)置了倆個(gè)光電傳感器，，由光電傳感器中LED發(fā)出的紅外光傳送到光電二極管上，二極管位于檢測(cè)電路中，倆路直射式光電檢測(cè)電路的連接及其結(jié)構(gòu)一致，輸出的信號(hào)經(jīng)適當(dāng)延遲分別加到與門的倆個(gè)輸入端，有與門輸出的信號(hào)去控制報(bào)警器電路的工作。

其次，檢測(cè)電路中信號(hào)輸出到延遲電路中時(shí)，倆輸入信號(hào)有一定的時(shí)間差，經(jīng)延遲處理以后，就會(huì)使與門倆個(gè)輸入端均接收到來自延遲電路的信號(hào)。根據(jù)與門電路的規(guī)律關(guān)系，其輸出為高電平或低電平。

最終，與門輸出信號(hào)會(huì)觸發(fā)報(bào)警電路工作，向外發(fā)出報(bào)警信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了防盜的目的。其中，設(shè)置倆路光電傳感器的目的，是為了提高防盜電路的可靠性。

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六元器件清單

在本設(shè)計(jì)中所用到的元器件如下表所示：

名稱LED燈數(shù)量2型號(hào)規(guī)格二極管21N4001GP三極管2BC237BP電容60.01uF電阻214302740215010K100K200K放大器6LM139與門1AND蜂鳴器1SPEAKER光電傳感器GND19表2元器件清單表

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七主要元器件介紹

7.1光電傳感器

本次設(shè)計(jì)中所運(yùn)用到的光電傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖7.1具有透鏡結(jié)構(gòu)的光電傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

在上圖中，光源（可以是白熾燈、LED發(fā)光二極管發(fā)出的光、激光等）發(fā)出的光經(jīng)透鏡1變成平行光以后，再由透鏡2聚焦后照射到光電二極管上。由此可見，當(dāng)在透鏡1與透鏡2之間放入被測(cè)對(duì)象后，就可以根據(jù)光電二極管接收到的光通量的大小或有無來反映被測(cè)對(duì)象的狀況，由此實(shí)現(xiàn)了光電傳感器的目的，大量類型的傳感器正是利用這一特點(diǎn)制成的。

7.2二極管1N4001GP

1N4001GP詳細(xì)數(shù)據(jù)清單

描述：Vrrm=50：Irrm=5.0

：Vfm@if=1.10@1000

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：trr=2.0Package=DO-204AL熱敏電阻連接：45.00熱敏電阻狀況：0.00功耗：0.00降值拐點(diǎn)：75.00最低工作溫度：-65.00最高工作溫度：175.00靜電放電：0.00

7.3三極管介紹

三極管BC237BP詳細(xì)報(bào)告

群組(ANSI)群組(DIN)

系列(ANSI)系列(DIN)

圖7.2三極管元件數(shù)據(jù)庫名稱:系列組:系列:名稱::日期:描述::::

:::

熱敏電阻連接：:熱敏電阻狀況：:功耗:

降值拐點(diǎn)：:最低工作溫度:

主數(shù)據(jù)庫TransistorsBJT_NPNBC237BPTL

March06,1998Vceo=45Vcbo=5Ic(max)=0.1hFE(min)=90hFE(max)=800Ft=100Pd=1

Package=TO-92357.00125.001.0025.00-55.00

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最高工作溫度:150.00靜電放電：:0.00

符號(hào)(ANSI)符號(hào)(DIN)

圖7.3三極管符號(hào)

封裝:

圖7.4三極管封裝圖封裝類型:TO-92封裝制造商:Generic引腳數(shù):3

引腳信息:規(guī)律物理的單元類型ERC狀態(tài)引腳交換組C3GRP:AA:I/O包括B2GRP:AA:I/O包括E1GRP:AA:I/O包括BC213AP三極管詳細(xì)報(bào)告

群組(ANSI)群組(DIN)

系列(ANSI)系列(DIN)

數(shù)據(jù)庫名稱:主數(shù)據(jù)庫系列組:Transistors系列:BJT_PNP名稱:BC213AP:

TL

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門交換組

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日期:

August09,1998

符號(hào)(ANSI)符號(hào)(DIN)

圖7.5三極管符號(hào)

封裝:

圖7.6三極管封裝圖

封裝類型:TO-92封裝制造商:Generic引腳數(shù):3引腳信息:規(guī)律物理的單元類型ERC狀態(tài)引腳交換組E1GRP:AA:I/O包括B2GRP:AA:I/O包括C

3GRP:A

A:I/O包括

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門交換組抽屜防盜自動(dòng)報(bào)警器設(shè)計(jì)

小結(jié)

為期兩周的傳感器課程設(shè)計(jì)已經(jīng)終止，基于傳感器抽屜防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，已經(jīng)基本完成。通過這次課程設(shè)計(jì)，我把握了一些理論設(shè)計(jì)的基本步驟：首先就是明確了設(shè)計(jì)任務(wù)，了解防盜自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，以及了解一些基本工作，方案的可利用程度等。其次，要對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)做深入的方案可行性論證，并且結(jié)合實(shí)際條件，確立自己的設(shè)計(jì)方案，然后就是對(duì)自己確立的設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。接下來就是進(jìn)行傳感器的選擇，最終就是畫電路圖，整個(gè)程序基本就是這樣的。

開始拿到這個(gè)課題時(shí)真的感到很迷茫，由于老師給的范圍太廣，就是感覺頭一次碰見這樣的課設(shè)，根本都不知道從哪開始，找不到頭緒，加上我的能力實(shí)在有限，所以開始我對(duì)這個(gè)課題很是抵觸，后來經(jīng)過老師的細(xì)心講解，我才漸漸理清了頭緒。所以我就開始進(jìn)行準(zhǔn)備，雖然是兩周的時(shí)間，但是我也沒有放松自己。因此我首先做的就是去圖書館查閱資料，但是惋惜的是圖書館的可利用圖書簡直是太少啦，于是我又去網(wǎng)上查閱，先參考一下別人的設(shè)計(jì)再漸漸展開自己的思路，到網(wǎng)上看看才知道，可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)的例子有好多，這樣我就心里有底了，跟讓我高興的是，這個(gè)設(shè)計(jì)中有一模塊是利用光電傳感器來實(shí)現(xiàn)的，正好我以前所學(xué)的傳感器課程中有相關(guān)內(nèi)容，只是不能應(yīng)用于該設(shè)計(jì)中，但這樣也可以節(jié)省我好多自己的時(shí)間，很是慶幸之前的課堂上我一直都在認(rèn)真聽講，這為我打下了良好的基礎(chǔ)。

在課設(shè)即將終止的時(shí)候還覺得有些不舍，我很是享受這其中的過程，開心也好，苦惱也罷，困難重重也行，總之當(dāng)我一路伴著這些經(jīng)歷走過時(shí)，感覺自己收獲到的不僅僅是對(duì)傳感器這門課設(shè)的深入了解，更是將我的人生有增加厚重弄弄的一筆?；蛟S我的設(shè)計(jì)