多功能防盗报警器

1、佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书实践教学环节课程名称机电产品设计课程编码佳木斯大机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书（机电产品设计）题 目：多功能防盗报警器学 院：机械工程学院专 业： 机械设计制造及其自动化姓 名：王玉烁指导教师：陈光军完成日期：2013年6月26日佳木斯大学机械工程学院2013年6月目录第1章绪论11.1 多功能能防盗报警器研究背景 11.2 多功能能防盗报警器研究意义 11.3 报警器的分类与前景 11.3.1 报警器的分类11.3.2 报警前端设备性能描述 2第2章传感器工作原理 32.1 中复牌zx2039型多功能防盗报警器工

2、作原理 32.2 ne555 定时器32.3 三极管 s901342.4 音乐报警片5第3章测试系统电路设计63.1 altium designer summer 09 简介63.2 多工能防盗报警器电路工作原理 6第4章多功能防盗报警器硬件制作84.1 单元电路板的焊接84.2 电路板简介84.3 焊接电路板注意事项94.4 实际制作过程9第5章结论12致谢13参考文献14-1-佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业(卓越工程师)设计说明书第1章绪论1.1 多功能能防盗报警器研究背景随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家 居安全方面，不得不时刻留意那些不速之

3、客。所以作为新一代的家居多功能防盗报警器就 应运而生，并日益受到广泛的重视和运用1。本文主要叙述了多功能防盗报警器的工作原理与制作过程。1.2 多功能能防盗报警器研究意义报警器应用于各个领域，只要涉及到私人、群众以及国家利益的时候，防盗装置就必 不可少。一般防盗报警系统是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的 侵入行为，产生报警信号，并提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系 统。防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通 过报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。这对于保障居民 的生命财产安全，提高公安、消防、医

4、疗、保安等部门的快速反应能力，有着十分重要的 意义。1.3 报警器浅入了解1.3.1 报警器的分类报警器，分为机械式报警器和电子报警器，经常应用于系统故障、安全防范、交通运 输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域。为防止或预防某事件发生所造成的后果，以 声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。随着科技的进步,机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替，经常应用于系统故障、安全防范、交 通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域，与社会生产密不可分。报警器的主要用途2：(1)防盗：若有非法入室盗窃者，立刻现场报警，同时向外发送报警信号；(2)防窃：若遭遇坏人入室抢劫，可

5、即时发送报警信号；(3)求助：可用于家中老人、小孩意外事故和急病呼救报警；(4)防火：通过烟感探测器及时探测室内烟雾，发出失火警报；(5)防可燃气体中毒：能够探测到煤气、液化石油气、天然气等气体的泄露，及时 报警；(6)全自动报警：一旦发生警情，主机自动循环拨打设置电话，如联网向报警中心 报警，或者发出语音报警信号；(7)远程：接通报警电话后可即时和判断室内现场动静，以便可采取行动；(8)异地遥控：主人在异地远距离通过手机或电话对家中主机进行布防或撤防作用1.3.2报警设备发展新方向随着国内外安防市场的发展，目前报警器市场也日渐完善成熟起来，更加智能。譬如 有网：(1)气压式免安装；通过先进的

6、空气压力检测技术，真正实现免安装。从而保证原 装电路不被破坏。(2)双鉴传感技术，内置空气压差和振动传感器，通过短信或遥控器设置双鉴报警。 也就是要在一定时间内触发振动和压力才通过短信和电话报警。(3)智能报警，如蝙蝠常出现的地方选用超声波探测器就容易引起误报，在受环境 的影响下如空气流动、宠物行动等，还有人为的因素主要有用户操作不当、不小心触发报 警器、误闯、误入已经设防的访区等都会产生误报。-2-佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书第2章传感器工作原理2.1中夏牌zx2039型多功能防盗报警器工作原理中复牌zx2039型多功能防盗报警器主要由 ne555,电容，电阻

7、，二极管，蜂鸣器， 三极管，导线，电路板组成电路。一个 ne555、一个音乐报警片gl9561和电容等元器件, 构成多功能报警器。当通过接触触碰到水银开关时，蜂鸣器发出警报声，起到防盗作用。图2-1为多功能报警器工作的原理图。图2-1多功能报警器工作原理图2.2 ne555定时器ne555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为 518v,以ucc表示；从分压器 上看出，上比较器6脚a1的5脚接在r1和r2之间，所以5脚的电压固定在2ucc/3上; 下比较器a2接在r2与r3之间，a2的同相输入端电位被固定在 ucc/3上。ne555管脚功能介绍4：1脚为地。2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出

8、的电平状态受触发器控制，而触发 器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。当触发器接受上比较器 a1从r脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平；2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于 1ucc/3,此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用， 即输入 电压大于2 ucc/3,称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即 2脚电 位必须大于1ucc/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压 ucc,输出电流最大可打200ma。4脚是复位端，当4脚电位小于0.4v时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出 低电平。5脚是控制

9、端匚ccc7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但 7脚并不输出电流，所以3脚称 为实高（或低）、7脚称为虚高。1 -gnd2 - trigger3 -4 - reset5 - control voltage6 - threshold7 - discharge8 - vcc图2-2 ne555引脚图ne555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做ne555定时器或ne555时基电路。 但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控 制及计量检测。止匕外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号 源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工

10、作可靠、使用方便、价格低廉，目前被 广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本 r-s触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。ne555 集成电路内部结构图，如图2-3所示。图2-3 ne555集成电路内部结构图ne555的作用范围很广，但一般多应用于单稳态多谐振荡器及无稳态多谐振荡器。利 用ne555可以组成相当多的应用电路，甚至多达数百种应用电路，在各类书刊中均有介 绍，例如家用电器控制装置、门铃、报警器、信号发生器、电路检测仪器、元器件测量仪、 定时器、压频转换电路、电源应用电路、自动控制装置及其它应用电路都有着广泛的

11、应用, 这是因为ne555巧妙地将模拟电路和数字电路结合在一起的缘故。2.3 三极管 s90135s9013是npn型三极管。当基极电位高于集电极电位，集电极电位高于发射极，三极 管饱和导通，集电极与发射极饱和导通压降约为0.2v,最大0.6v。to-921 emitter2 base3 collector图2-4 s9013引脚图symboltest conditionsminmaxunitvcesati c 5 500ma, i b = 50ma0.6vvbesatic -500ma, i b -50ma1.2v表2-1s9013部分参数2.4音乐报警片gl9561模拟声集成电路是一种能发

12、出警报声、汽笛声、警车声及机枪声的集成电路， 当开关s2分别置于a、b、c位置，电路可分别发出报警声、汽笛声和警车声；当 s1开 关闭合时，不论s2开关置于什么位置，它都不会发出机枪声。s2为单刀双掷开关，它会发出警笛声。由于9561报警音发生电路没有引脚引出，因此，制作者在制作时必须用管 脚将其引出方能安装于电路板上，9561与线路板的连接，可以用9013三极管的管脚来完 成，将三极管的基极（中间的脚）剪断后直接焊于音乐片9561上，然后将另外两脚穿出音乐电路，另一边也在9561上焊牢。二根穿出的引脚用于焊于线路板上。r3也直接焊于音乐片上，这样vt3和r3便与音乐电路9561装于一体，只需

13、将报警电路与主电路板相 连便可完成电路制作。-15-第3章测试系统电路设计3.1 altium designer summer 09 简介altium designer summer 09原名protel,从2004年开始更名为protel dxp而后是新版 altium designer 6.0, 6.9以后开始了以年份命名。altium designer summer 09（如图3-1所示）的发布延续了连续不断的新特性和新技术 的应用过程。这必将帮助用户更轻松地创建下一代电子设计。altium的一体化设计结构将硬件、软件和可编程硬件集合在一个单一的环境中，这将令用户自由地探索新的设计构想。

14、在整个设计构成中，每个人都使用同一个设计界面。summer 09版本解决了大量历史遗留的工具问题。其中就包括了增加更多的机械层设置、增强的原理图网络类定义。新版本中 更关注于改进测试点的分配和管理、精简嵌入式软件开发、软设计中智能化调试和流畅的license管理等功能bui kj 9.0,0.1764starting project managerstarting specctra 曲。format -rterfsce starting importer manageraltiumdesignerccynght 2009 a hum lim tec. altrum, atenjfft dssg

15、；ner. bo ir&igh?, dxpj irmostati&n, ijvecte-jgrl 此32艮阻之 ngigtilk. qpenaj p-cad, simccxifi：, situs. askfmgi srd topological amcpjgg and :her 电 logos. are trad&mafk of regtred 二t二且l.m*of atrjm limeed or r& 加 ik上也”也.图 3-1 altium designer summer 09 初始界面3.2 多功能防盗报警器 电路工作原理本电路的核心元件是ic1和ic2 （gl9561）,当按下电源开

16、关s1时整个电路的电源接 通，假设这时水银开关s2处于断开状态，ic1的2脚处于高电平，3脚处于低电平无电压供给c2使得执行机构扬声器不能发出声音；当振动或使水银开关s2接通时（然后断开），ic1的2脚接地处于低电平，这时ic1的3脚处于高电平，也就是直接将电源电压提供给 ic2工作，通过ic2内部集成电路的处理后发出报警信号，这个报警信号很微弱，不足以 推动扬声器发出声音，这个微弱的信号送给三极管vt进助率放大才能使扬声器发出响亮的报警声，通过调节 r3的阻值使得声音的音调有所变化，直到达满意的效果。经过实验 该电阻r3取在100 270k比较好，这里电阻r2和c1起到延时断开ic1第3脚的

17、电压的 作用，使得报警声响一段时间后自动停止报警，这里水银开关的安装角度决定报警器的灵 敏度，当本振动时s2是开路的，当振动时s2触发接通使报警器发出声音，然后马上断开， 这样报警一段时间（由c1和r2决定）后便自动停止报警，这里 c3是报警器的电源滤波 电容，c2是ic1的旁路电容，r1提供ic1的信号工作点，ic1的4、8脚为电源电压输入 端，1脚接地。ad绘制工作电路工作原理如图3-2所示。_ _i=ai czuatihywyhdufci口口邛3干- *千 hium&sm(ywr surrmer 的 t:umtsi.,wixe5ttop.plcxihs.sctiddc fmdfkumen

18、bl l-:rnsi to wjns-pc_(_二 b1c3ibulfiv图3-2 ad绘制电路工作原理第4章多功能防盗报警器硬件制作4.1 单元电路板的焊接根据元件清单清点元器件，根据印制电路板安装图进行插件、焊接。元件清单如表4-1 所示。表4-1元器件清单序号名称型号规格位号数量1集成电路ne555ic11块2日小才乂 1事由方gl9561ic21片3三极管9013vt1支4扬声器（）58bl1个5电阻150kr21只6电阻200kr31只7电阻270kr11只8鉴电电容103c21只9电解电容47c11只10电解电容10c31只11电路板40 60mm1块12电源开关7 7s11只13

19、水银开关s21只14集成电路插座8脚ic11只15导线4根16正负极簧片各1片17左右连体片各1片18前、后盖各1片19电池盖1个20塑料按钮1个21自攻螺丝（）3*81粒22自攻螺丝（）3*101粒23自攻螺丝（）3*62粒24喇叭压板2个25图纸1份4.2 电路板简介电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等组成, 各组成部分的主要功能如下：(1)焊盘：用于焊接元器件引脚的金属孔。(2)过孔：用于连接各层之间元器件引脚的金属孔。(3)安装孔：用于固定电路板。(4)导线：用于连接元器件引脚的电气网络铜膜。(5)接插件：用于电路板之间连接的元器件。(6)填充：用于地

20、线网络的敷铜，可以有效的减小阻抗。(7)电气边界：用于确定电路板的尺寸，所有电路板上的元器件都不能超过该边界。需要说明的是，由于要装线路板装于合子内，空间有限，因此在焊接两只电解电容时 要平放，否则装不下的。在安装水银开关时，动作轻些，因为这是一个玻璃器件，碰到硬 物容易碎。将制作好的线路板及喇叭装于合子内。4.2 焊接电路板注意事项(1)元器件的装插焊接应遵循先小后大，先轻后重，先低后高，先里后外的原则， 这样有利于装配顺利进行。(2)在瓷介电容、电解电容及三极管等元件立式安装时，引线不能太长，否则降低 元器件的稳定性；但也不能过短，以免焊接时因过热损坏元器件。一般要求距离电路板面 2mm,

21、并且要注意电解电容的正负极性，不能插错。(3)集成电路的焊接：ne555为双列4脚扁平式封装，在焊接时，首先要弄清引线 脚的排列顺序，并与线路板上的焊盘引脚对准，核对无误后，先焊接 1、4脚用于固定ic, 然后再重复检查，确认后再焊接其余脚位。由于 ic引线脚较密，焊接完后要检查有无虚 焊，连焊等现象，确保焊接质量。(4)焊锡之前应该先插上电烙铁的插头，给电烙铁加热。(5)焊接时，焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成 45度，这样焊锡与电烙 铁夹角成90度。(6)焊接时，焊锡与电烙铁接触时间不要太长，以免焊锡过多或是造成漏锡；也不 要过短，以免造成虚焊。(7)元件的腿尽量要直，而且不要伸出太长，以 1毫米为好，多余的可以剪掉。(8)焊完时，焊锡最好呈圆滑的圆锥状，而且还要有金属光泽。4.3 实际制作过程第一步：理清各元件，测量出电阻的电阻值，如图 4-1所示。第二步：将理清好的元件插入刻好的电路板上，理清其各元件相对应的工作位置，如 图4-2所示。图4-1测量电阻的电阻值图4-2将元件插入电路板上第三步：焊接各个元件，如图4-3所示。图4-3焊接元件过程图4-5裁剪过长的引脚线第五步：将电源线与喇叭线与电路板焊接，如图 4-6所示。图4-6电源线与喇叭线焊接第六步：将电路板与前后盖用螺丝固定好，如图 4-7所示。图4-7用螺丝固定前后盖第七步：装入电