防盗式报警器的设计与制作毕业论文.doc

毕业设计(论文)作 者： xx 学 号： xxxxxxx 专 业： 电气自动化 题 目： 防盗报警器的电路设计与制作 摘 要目前，我国国内生产总值稳定而快速的增长，人们的生活水平有了很大的提高，但与此同时，社会人口的流动性大大增加了，社会结构和社会治安都日趋复杂，入室抢窃、偷盗等诸多社会问题的频繁发生，使人们对家庭生命财产的安全越来越重视。传统的机械式（防盗网、防盗窗）家居防卫系统在实际使用中暴露了很多隐患，但先进的技术总为人带来很多的便利，防盗报警器的电路有着传统防盗系统所不可及的优势，其自动化程度高，是防盗的一道有力武器。防盗报警器的电路用于室内外贵重物品的现场防盗报警。可在探测引线被人剪断、拉断、扯断时鸣笛报警，适用于店铺门窗，仓库，办公室，商场卷闸门，空调室外机、防盗网，防盗线，货运汽车，电动自行车、展会展品，出外行李箱，电线电缆、牛马羊等牲畜的防盗，以及围墙、护栏、山林、果园、鱼（蟹）塘等处防止外人入侵。防止不必要的财物损失，真正做到物美价廉，实用性强，适用范围广，是每人必备的最佳防盗产品。 报警器引出两根金属线，将引出线穿过物品、空间、场地后将端点闭合，或连接到金属物品上，工作中自己检测连接线是否断线，一旦线被碰断报警器立即鸣笛报警。引出线可以拉长，环绕防护场所。这个报警器是小偷无法破坏的防盗报警器。关键词：ne555；防盗报警器；断线电路 目 录1 引言12 功能介绍23 主要元器件介绍33.1 元器件清单33.2 元器件的简单介绍33.2.1 蜂鸣器33.2.2 发光二极管43.2.3 电阻器53.2.4 电容54 ne555定时器的功能及应用74.1 ne555 定时器介绍74.2 ne555 定时器的管脚配置说明74.3 ne555 定时器的应用85 防盗报警器工作原理和电路图115.1 系统概述115.1.1 报警传感部分115.1.2 报警系统的控制电路115.1.3 报警执行电路125.2 ne555芯片工作原理125.3 防盗报警器电路图145.4 防盗报警器工作原理146 焊接技术要求156.1 焊接要求156.1.1 表面安装良好焊点的要求156.1.2 不良焊接现象的判别167 制作与调试187.1 制作187.2 调试18结 论19参考文献20致 谢21天津职业技术师范大学2010级毕业设计(论文)1 引 言目前，我国国内生产总值稳定而快速的增长，人们的生活水平有了很大的提高，但与此同时，社会人口的流动性大大增加了，社会结构和社会治安都日趋复杂，入室抢窃、偷盗等诸多社会问题的频繁发生，使人们对家庭生命财产的安全越来越重视。传统的机械式（防盗网、防盗窗）家居防卫系统在实际使用中暴露了很多隐患，但先进的技术总为人带来很多的便利，防盗报警器的电路有着传统防盗系统所不可及的优势，其自动化程度高，是防盗的一道有力武器。防盗报警器的电路用于室内外贵重物品的现场防盗报警。可在探测引线被人剪断、拉断、扯断时鸣笛报警，适用于店铺门窗，仓库，办公室，商场卷闸门，空调室外机、防盗网，防盗线，货运汽车，电动自行车、展会展品，出外行李箱，电线电缆、牛马羊等牲畜的防盗，以及围墙、护栏、山林、果园、鱼（蟹）塘等处防止外人入侵。防止不必要的财物损失，真正做到物美价廉，实用性强，适用范围广，是每人必备的最佳防盗产品。 报警器引出两根金属线，将引出线穿过物品、空间、场地后将端点闭合，或连接到金属物品上，工作中自己检测连接线是否断线，一旦线被碰断报警器立即鸣笛报警。引出线可以拉长，环绕防护场所。这个报警器是小偷无法破坏的防盗报警器。此次毕业设计我的选题是防盗报警器的电路，防盗报警器的电路用途十分广泛，不仅可用于私家的住宅、车辆的安全防盗，也可以用于企事业单位厂房、贵重物品等防盗，同时也对电子专业的课程有了进一步的了解与掌握，并能够应用有关的专业理论去完这次毕业设计。2 功能介绍1防盗：将引线的两端与空调室外机上两处不同位置的螺丝固定，确保这两处螺丝之间导电良好。将开关拨到“on”位置。当有人拆卸空调室外机、造成引线断开时，主机就会鸣笛报警。 2商场卷闸门防盗：将探测线两边分别用金属片固定，关下卷闸门时形成回路，当有人让卷闸门拉开1cm时，就会发出响亮的报警，吓跑小偷，保护财物安全。3电动自行车防盗：将探测引线的一端穿过自行车、摩托车的车圈，再将引线的另一端形成闭合回路。将开关拨到“on”位置。当有人偷车拉断引线时，主机就会鸣笛报警。4行李箱防盗：当出外坐车或住宿时，用探测线一端穿过行李和固定物，再和另一端形成回路，当有个偷走你的行李或试图偷走你的行李里面的财物，他都会报警的。 5电线电缆防盗：将闲置无电的电线电缆的用电端火线与零线短路，再将探测线两头和电缆线形成闭合回路。将开关拨到“on”位置。当有人盗割电线电缆时，主机就会鸣笛报警。6牛马羊等牲畜的防盗：模仿使用方法：将引线穿过牛马羊等牲畜的鼻环，将开关拨到“on”位置。当有人偷牛马羊等牲畜拉断引线时，主机就会鸣笛报警。 7围墙、护栏、山林、果园、鱼塘等处防止外人入侵：将探测引线的两端去掉漆膜后，然后将引线沿围墙护栏、山林、鱼塘的边缘进行固定，形成闭合回路。将开关拨到“on”位置。当有人进入上述区域、碰断引线时，主机就会鸣笛报警。8当报警鸣笛声音变小或失灵时，请更换电池。33 主要元器件介绍3.1 元器件清单表3-1 元器件清单表类别代号规格数量电阻r13.3k1r23.3k1r31k1r418k1晶体管vt3dg61铝电解电容c3100f1扬声器ha9v1直流稳压电源g9v1电容c10.1f1c20.01f1c40.022f1开关s155555513.2 元器件的简单介绍本电路用的元器件主要有ne555、蜂鸣器、晶体管、铝电解电容、直流稳压电源、电容、开关、电阻等。3.2.1 蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“h”或“ha”（旧标准用“fm”、“lb”、“jd”等）表示。如图3-1所示，展示了蜂鸣器的一些类型。 图3-1蜂鸣器类型1压电式蜂鸣器 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.515v直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.52.5khz的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。2电磁式蜂鸣器 电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。3.2.2 发光二极管发光二极管简称为led。由镓（ga）与砷（as）、磷（p）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。图3-2是发光二极管的内部结构图。3-2发光二极管构造图3.2.3 电阻器电阻器（一般情况下也称电阻）是一种阻碍电流在电路中流动的线性元件，也是组成电子电路的主要元件之一。1电阻器的作用电阻器主要用于控制电路中的电压和电流，除了具有降压、分压、限流和分流作用外，还具有隔离、阻尼、滤波、阻抗匹配及信号幅度调节等功能。2电阻器的种类电阻器通常可分为固定电阻器、可变电阻器、敏感电阻器、熔断电阻器和集成电阻器。 3电阻器的组要参数普通固定电阻器的主要参数有标称阻值（简称阻值）、额定功率和允许偏差。敏感电阻器的主要参数还有温度系数、标称电压、最大电压等。3.2.4 电容电容由两个导体及它们之间的介质组成。在电路中用于隔直流或旁路信号，耦合信号等。电容在电路中一般用“c”加数字表示（如表示编号为25的电容）。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。4 ne555定时器的功能及应用4.1 ne555定时器介绍555定时器是一种数字电路与模拟电路相结合的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳态触发器和多谐振荡器等，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。4.2 ne555定时器的管脚配置说明图4-1 ne555引脚图pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。pin 2 (触发点) -这个脚位是触发ne555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于，下缘须低于 。pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到o伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 ma 。pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。pin 6 (重置锁定) - pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从电压以下移至以上时启动这个动作。pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为on时为low，对地为低阻抗，当输出为off时为high，对地为高阻抗。pin 8 (v +) -这是555个计时器ic的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。4.3 ne555定时器的应用1单稳态电路双稳态触发器具有两个稳态的输出状态和，且两个状态始终相反。而单稳态触发器只有一个稳态状态。在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。单稳态触发器电路的构成形式很多。图4-2(a)所示为用555定时器构成的单稳态触发器，r、c为外接元件，触发脉冲u1由2端输入。5端不用时一般通过0.01uf电容接地，以防干扰。下面对照图4-2(b)进行分析。（a）电路图 (b) 波形图 图4-2 单稳态触发器(1) 稳态接通电源后，经r给电容c充电，当上升到大于时，基本rs触发器复位，输出。同时，晶体管t导通，使电容c放电。此后，若不加触发信号，即，则保持0状态。电路将一直处于这一稳定状态。(2) 暂稳态在瞬间，2端输入一个负脉冲，即，基本rs触发器置1，输出为高电平，并使晶体管t截止，电路进入暂稳态。此后，电源又经r向c充电，充电时间常数，电容的电压按指数规律上升。在时刻，触发负脉冲消失()，若，则，基本rs触发器保持原状态，仍为高电平。在时刻，当上升略高于时，基本rs触发器复位，输出，回到初始稳态。同时，晶体管t导通，电容c通过t迅速放电直至为0。这时，电路为下次翻转做好了准备。输出脉冲宽度为暂稳态的持续时间，即电容c的电压从0充至所需的时间。由得 由上式可知：改变r、c的值，可改变输出脉冲宽度，从而可以用于定时控制。在r、c的值一定时，输出脉冲的幅度和宽度是一定的，利用这一特性可对边沿不陡、幅度不齐的波形进行整形。2多谐振荡器多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。图4-3(a)所示是由555定时器构成的多谐振荡器。、和c是外接元件。刚接通电源时，。当升至后，比较器输出低电平()，基本rs触发器置0，定时器输出由1变为0。同时，三极管t导通，电容通过放电，下降。在期间，保持低电平状态。在下降至以后，比较器输出低电平()，使触发器置1，输出由0变为1。同时三极管t截止，于是电容c再次被充电。如此不断重复上述过程，多谐振荡器的输出端就可得到一串矩形波。工作波形如图4-3(b)所示。 (a)电路图 (b) 波形图 图4-3 多谐振荡器振荡周期等于两个暂稳态的持续时间。第一个暂稳态时间tp1为电容c的电压uc从充电至所需时间 第二个暂稳态时间tp2为电容c的电压从放电至所需时间 5 防盗报警器的工作原理和电路图5.1系统概述采用本方法设计的报警系统主要由报警传感部分、报警系统的控制电路、报警执行电路三部分构成，如图5-1所示。图5-1报警系统框图5.1.1报警传感部分。报警传感部分的主要功能是启动报警装置，在本设计中采用常开报警开关以及漆包线构成报警系统的传感部分，如图5-2所示。报警传感部分采用常开报警按钮开关，即一个常开按钮开关s和漆包线x1、x2组成，此种设计的最人优点是，如果盗贼想要阻止人为报警破坏报警开关，使报警传感部分短路或断路都会引起报警系统报警，增强了报警系统的安全性、可靠性。图5-2传感部分原理图5.1.2报警系统的控制电路报警系统的控制电路是整个报警电路的中心环节。当按下常开按钮报警开关s后，一旦发生断线报警时，555的4脚立即通过晶体管vt获得了高电位（+9v），555迅速进入振荡状态，蜂鸣器ha发出警报声。5.1.3报警执行电路报警执行电路主要由555定时器、发光二极管、蜂鸣器组成，其主要功能是发出报警信息。通过报警系统的控制电路的控制作用，由555定时器和三极管构成的报警器，其中555构成多谐振荡器，其输出经三极管推动扬声器。4管脚控制信号，当4管脚为高电平时，多谐振荡器工作，带动蜂鸣器，使其发出报警声。使反之电路停震，蜂鸣器不工作。5.2 ne555芯片工作原理555定时器产品有ttl型和cmos型两类。ttl型产品型号的最后三位都是555，cmos型产品的最后四位都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。555定时器的电路如图5-1所示。它由三个阻值为5k的电阻组成的分压器、两个电压比较器和、基本rs触发器、放电晶体管t与非门和反相器组成。 图5-1 555定时器原理图分压器为两个电压比较器、提供参考电压。如5端悬空，则比较器的参考电压为，加在同相端；的参考电压为，加在反相端。是复位输入端。当时，基本rs触发器被置0，晶体管t导通，输出端为低电平。正常工作时，。和分别为6端和2端的输入电压。当， 时，输出为低电平，输出为高电平，即，基本rs触发器被置0，晶体管t导通，输出端为低电平。当， 时，输出为高电平，输出为低电平，基本rs触发器被置1，晶体管t截止，输出端为高电平。当， 时，基本rs触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。综上所述，可得555定时器功能如表5-1所示。表5-1 555定时器功能表输 入输 出复位输出晶体管t0xx0导通10导通11截止1保持保持5.3 防盗报警器电路图图5-2 防盗报警器原理图及参数5.4 防盗报警器的工作原理在该防盗报警器中,555与、及扬声器ha等构成音频声响电路。x1、x2为接线柱，两者之间接一根很细的漆包线，将它架设在警戒区，以防外人入内。由于漆包线将555的4脚接地，所以在正常情况下ha无声，处于监视状态。当有人入侵碰短了x1、x2之间的漆包线时，555的4脚立即通过晶体管vt获得了高电位（+9v），555迅速进入振荡状态，蜂鸣器ha发出警报声。由555定时器和三极管构成的报警器，其中555构成多谐振荡器，振荡频率，其输出经三极管推动扬声器。4管脚控制信号，当4管脚为高电平时，多谐振荡器工作，带动蜂鸣器，使其发出报警声。使反之电路停震，蜂鸣器不工作。6 焊接技术与要求6.1 焊接要求1焊点表面：光滑，色泽柔和，没有砂眼，气孔、毛剌等缺陷2焊料轮廓：印制电路板焊盘与引脚间应呈弯月面，润湿角 1545 3点间：无桥接、拉丝等短路现象4焊料内部：金属没有疏松现象，焊料与焊件接触界面上形成310的金属间化合物6.1.1 表面安装良好焊点的要求图6-1 良好焊点的形貌6.1.2 不良焊接现象的判别7 制作与调试7.1 制作第一步：用万用表测试所购买的各元件是否正常。第二步：按照原理图，合理布局元器件，使有限的空间得到合理的应用。 第三步：搞清楚像电解电容，二极管，三极管这类元件的正负极，以保证焊接时准确无误。 第四步：把元器件的管脚依次插在电路板上，按照电路图焊接好。7.2 调试第一步：将待调试电板按正负极接好，要求使用直流电源，负极接地；第二步：接通电源开关，观察二极管是否正常工作，蜂鸣器是否正常工作。若不正常，断电之后重新修改，然后看正负极是否接反，连接是否良好等；第三步：按下启动开关s，当触动x1和x2之间的断线时，蜂鸣器发出蜂鸣声，并且发光二极管开始发光，若没有反映，则需返回继续检查；第四步：将输出端引出，接到示波器，观察输出波形，并记录；第五步：调试结束，关闭电源；结 论毕业设计是以防盗报警器为例的，这种简易的防盗报警器因社会的不断发展已经被淘汰。但是，它仍可以被改造和发此展，并且被应用。把这种半自动防盗报警器向全自动的方向发展，以适应当代社会的需要，想改进它首先要了解它的很多知识，在这次毕业设计中只涉及到电子方面的知识，那么就要先弄清楚本防盗报警器的电路图，知道电路图中的各组件的作用，然后对其原理方面的分析，达到改进的目的，也让自己对各种防盗报警器有所了解，对其中电路图中的各电子组件的作用要清楚。对于本次毕业设计，总结如下：1采用本方法设计的防报警器电路结构简单，容易制作，同时兼顾有人及无人在现场时的报警功能，可作为家庭防盗报警器，具有很高的安全性、可靠性。2采用本方法设计的防盗报警器成晶体积较小，而且采用9v直流电源，所制成晶便于携带，容易安装，除作为家庭防盗报警器以外，还可以作为外出旅行的行李防盗报警器，更人的扩展了报警器的应用范围。3采用本方法设计的防盗报警器成晶具有价格低廉、容易安装、操作简便、可靠性高等优点，具有一定的使用价值。参考文献1 陈有卿 实用555时基电路300例m.国电力出版社