常用的传感器的小制作.ppt

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1、第13章 传感器的综合应用小制作 12/29/20221第13章 传感器的综合应用小制作 学习目的u掌握传感器的应用技术u了解传感器与检测电路的调试方法 12/29/20222第13章 传感器的综合应用小制作 13.1 13.1 电阻应变式力传感器制作的数显电子秤电阻应变式力传感器制作的数显电子秤 13.2 13.2 敲击式电子门铃敲击式电子门铃 13.3 13.3 超温报警电路超温报警电路 13.4 13.4 水位指示及水满报警器水位指示及水满报警器 13.5 13.5 光控延时照明灯光控延时照明灯 13.6 13.6 热释电红外探头报警器热释电红外探头报警器 13.7 13.7 超声波遥控

2、照明灯超声波遥控照明灯 13.8 13.8 感应式防盗报警器感应式防盗报警器 13.9 13.9 吸烟报警器吸烟报警器 13.10 13.10 触摸式延时照明灯触摸式延时照明灯本章小结本章小结主要内容返回主目录12/29/20223第13章 传感器的综合应用小制作 u随着科学技术的发展，传感器几乎渗透到所有随着科学技术的发展，传感器几乎渗透到所有的技术领域，如工业生产、宇宙开发、海洋探索、的技术领域，如工业生产、宇宙开发、海洋探索、环境保护、资源利用、医学诊断、生物工程、文环境保护、资源利用、医学诊断、生物工程、文物保护等等广泛领域，并逐渐深入到人们的生活物保护等等广泛领域，并逐渐深入到人们的

3、生活中。中。u本章仅列举传感器在部分检测与控制中的应用，本章仅列举传感器在部分检测与控制中的应用，通过这些简单的制作，使读者充分掌握传感器的通过这些简单的制作，使读者充分掌握传感器的工作原理及其应用，加深对传感器的理解。工作原理及其应用，加深对传感器的理解。12/29/20224第13章 传感器的综合应用小制作 13.1 电阻应变式力传感器制作的数显电子秤u该电子秤是根据该电子秤是根据应变式传感器应变式传感器的工作原理的工作原理制作的数字式电子秤，具有准确度高，易制作的数字式电子秤，具有准确度高，易于制作、成本低、体积小巧、实用等特点。于制作、成本低、体积小巧、实用等特点。u其分辨率为其分辨率

4、为1g1g，在，在2kg2kg的量程范围内经仔细的量程范围内经仔细调校，测量精度可达调校，测量精度可达0.5%0.5%。12/29/20225第13章 传感器的综合应用小制作 13.1.1 工作原理图图13-1 13-1 数显电子秤电路原理图数显电子秤电路原理图电阻应变式传感器，电阻应变式传感器，采用采用E350-2AAE350-2AA箔式电箔式电阻应变片，其常态阻阻应变片，其常态阻值为值为350350 数显面板数显面板提供提供1.22V1.22V基准电压，基准电压，经经R R5 5、R R6 6及及RPRP2 2分压分压后作为后作为A/DA/D转换器的转换器的参考电压参考电压A/DA/D转换

5、器转换器放大电路放大电路12/29/20226第13章 传感器的综合应用小制作 13.1.2 元件选择uICIC1 1选用选用ICL7126ICL7126集成块；集成块；uICIC2 2、ICIC3 3选用高精度低温漂精密运放选用高精度低温漂精密运放OP07OP07；uICIC4 4选用选用LM385-1.2VLM385-1.2V集成块。集成块。u传感器传感器R R1 1选用选用E350-2AAE350-2AA箔式电阻应变片，其常态阻值为箔式电阻应变片，其常态阻值为350350。u各电阻元件选用精密金属膜电阻。各电阻元件选用精密金属膜电阻。uRPRP1 1选用精密多圈电位器，选用精密多圈电位器

6、，RPRP2 2、RPRP3 3经调试后可分别用经调试后可分别用精密金属膜电阻代替。精密金属膜电阻代替。u电容电容C C1 1选用云母电容或瓷介电容。选用云母电容或瓷介电容。12/29/20227第13章 传感器的综合应用小制作 13.1.3 制作与调试u该数显电子秤外形可参考图该数显电子秤外形可参考图13-213-2形式。形式。其中形变刚件可用普通钢锯条制作，其其中形变刚件可用普通钢锯条制作，其方法是：首先将锯条打磨平整，再将锯方法是：首先将锯条打磨平整，再将锯条加热至微红，趁热加工成条加热至微红，趁热加工成“U”U”形，形，并在对应位置钻孔，以便以后安装；然并在对应位置钻孔，以便以后安装；

7、然后再将其加热至橙红色（后再将其加热至橙红色（700700800800），），迅速放入冷水中淬火，以提高其硬度和迅速放入冷水中淬火，以提高其硬度和强度；最后进行表面处理工艺。有条件强度；最后进行表面处理工艺。有条件时，可采用如图时，可采用如图13-313-3所示的准所示的准S S型传感型传感器。秤钩可用清理胶粘接于钢件底部。器。秤钩可用清理胶粘接于钢件底部。应变片则用专用应变胶粘接于钢件变形应变片则用专用应变胶粘接于钢件变形最大的部位（内侧正中），这时其受力最大的部位（内侧正中），这时其受力变化与其阻值变化刚好相反。拎环用活变化与其阻值变化刚好相反。拎环用活动链条与秤体连接，以便使用时秤体能动

8、链条与秤体连接，以便使用时秤体能自由下垂，同时拎环还应与秤体在同一自由下垂，同时拎环还应与秤体在同一垂线上。垂线上。图图13-213-2图图13-3 13-3 准准S S型传感器型传感器12/29/20228第13章 传感器的综合应用小制作 调试u在调试时，应准备在调试时，应准备1kg1kg及及2kg2kg标准砝码各一个，调试过程如下：标准砝码各一个，调试过程如下：u零位调整。首先在秤体自然下垂无负载时调整零位调整。首先在秤体自然下垂无负载时调整RPRP1 1，使显示器读数，使显示器读数为零。为零。u满量程调整。当秤承担满量程重量时（如满量程调整。当秤承担满量程重量时（如2kg2kg），调整）

9、，调整RPRP2 2，使显，使显示器读数为满量程值。示器读数为满量程值。u中间位置调整：当秤钩下悬挂中间位置调整：当秤钩下悬挂1kg1kg的标准砝码时，调整的标准砝码时，调整RPRP3 3，使显，使显示器读数为示器读数为1.0001.000。u重复第重复第2 2、3 3步，直到满足要求为止。步，直到满足要求为止。u最后准确测量最后准确测量PRPR2 2、RPRP3 3电阻值，并用精密金属膜电阻代替。电阻值，并用精密金属膜电阻代替。uRPRP1 1引出表外，以便于测量前调零之用。引出表外，以便于测量前调零之用。12/29/20229第13章 传感器的综合应用小制作 13.2 敲击式电子门铃u该敲

10、击式电子门铃是用该敲击式电子门铃是用压电传感器压电传感器作为作为检测元件的。检测元件的。u其特点是：当有客人来访时，只要用手其特点是：当有客人来访时，只要用手轻轻敲击房门，室内的电子门铃就会发轻轻敲击房门，室内的电子门铃就会发出清脆的出清脆的“叮咚叮咚”声。工作可靠、实用声。工作可靠、实用性强。性强。12/29/202210第13章 传感器的综合应用小制作 13.2.1 工作原理图图13-4 13-4 敲击式电子门铃电路敲击式电子门铃电路压电陶瓷片压电陶瓷片BCBC固定在房门内侧上，当有人敲击门时，固定在房门内侧上，当有人敲击门时，BCBC受到机械振动后，其受到机械振动后，其两端产生感应电压（

11、压电效应），该电压经两端产生感应电压（压电效应），该电压经VTVT1 1放大后，作为触发电平加至放大后，作为触发电平加至ICIC1 1和和ICIC2 2的的CPCP端，使单稳态触发器翻转，端，使单稳态触发器翻转，ICIC1 1的输出端输出低电平脉冲给的输出端输出低电平脉冲给ICIC2 2的的R R端，端，ICIC2 2开始对敲击脉冲进行计数。延时约开始对敲击脉冲进行计数。延时约1s1s后，后，ICIC1 1的输出端恢复为高的输出端恢复为高电平，电平，ICIC2 2停止计数。当停止计数。当1s1s内敲击脉冲超过内敲击脉冲超过3 3次时，次时，ICIC2 2的输出端会产生高电的输出端会产生高电平脉

12、冲，触发音乐集成电路平脉冲，触发音乐集成电路ICIC3 3工作，工作，ICIC3 3的的O/PO/P端输出音乐电平信号，该信端输出音乐电平信号，该信号经号经VTVT2 2和和VTVT3 3放大后，推动扬声器放大后，推动扬声器BLBL发出发出“叮咚叮咚”声。声。拾音放大器拾音放大器单稳态触发器单稳态触发器脉冲计数器脉冲计数器音乐发生器音乐发生器音频放大器音频放大器压电陶瓷片压电陶瓷片12/29/202211第13章 传感器的综合应用小制作 13.2.2 元器件选择uR R1 1R R7 7均选用均选用RTX-1/8WRTX-1/8W碳膜电阻器。碳膜电阻器。uC CI IC C3 3均选用涤纶电容

13、器或独石电容器；均选用涤纶电容器或独石电容器；C C4 4C C6 6均选用均选用CD11-16VCD11-16V的的电解电容器。电解电容器。uVTVT1 1用用90149014或或3DG83DG8型硅型硅NPNNPN小功率三极管，要求电流放大系数小功率三极管，要求电流放大系数 150150；VTVT2 2选用选用90139013或或3DG123DG12、3DK43DK4型硅型硅NPNNPN中功率三极管，要求电流放中功率三极管，要求电流放大系数大系数 100100；VTVT3 3选用选用90129012型硅型硅PNPPNP中功率三极管，要求电流放大中功率三极管，要求电流放大系数系数 5050。

14、uICIC1 1选用选用CD4013CD4013双双D D触发器数字集成电路；触发器数字集成电路；ICIC2 2选用选用CD4017CD4017十进制计十进制计数分频器数字集成电路；数分频器数字集成电路；ICIC3 3选用选用KD2538KD2538音乐集成电路。音乐集成电路。uBLBL选用选用0.25W0.25W、8 8 微型电动式扬声器。微型电动式扬声器。BCBC用用 27mm27mm的压电陶瓷片，的压电陶瓷片，如如FT-27FT-27等型号。等型号。G G用两节用两节5 5号干电池串连而成，电压号干电池串连而成，电压3V3V。12/29/202212第13章 传感器的综合应用小制作 13

15、.2.3 制作与调试uICIC3 3芯片通过芯片通过4 4根根7mm7mm长的元器件剪脚线插焊在电路板上；长的元器件剪脚线插焊在电路板上；除压电陶瓷片除压电陶瓷片BCBC外，焊接好的电路板连同扬声器外，焊接好的电路板连同扬声器BLBL、电池电池G G（带塑料架）一起装入绝缘材料小盒内。盒面板（带塑料架）一起装入绝缘材料小盒内。盒面板为为BLBL开出拾音孔；盒侧面通过适当长度的双芯屏蔽线开出拾音孔；盒侧面通过适当长度的双芯屏蔽线引出到压电陶瓷引出到压电陶瓷BCBC。u实际安装时，将压电陶瓷片实际安装时，将压电陶瓷片BCBC通过通过502502胶粘贴在大门背胶粘贴在大门背面正对个人常敲门的位置（一

16、般离地面面正对个人常敲门的位置（一般离地面1.4m1.4m左右），左右），门铃盒则固定在室内墙壁上。门铃盒则固定在室内墙壁上。12/29/202213第13章 传感器的综合应用小制作 13.3 超温报警电路u本超温报警电路是采用本超温报警电路是采用LM45CLM45C贴片贴片式温度传感器式温度传感器设计的，报警温度可设计的，报警温度可任意设定，超过设定温度时会发出任意设定，超过设定温度时会发出声、光报警信号。声、光报警信号。12/29/202214第13章 传感器的综合应用小制作 13.3.1 工作原理u当探头当探头LM45CLM45C所在环境超过设定温度时，所在环境超过设定温度时，CA314

17、0CA3140比较器的比较器的6 6脚输出高电脚输出高电平，三极管平，三极管VTVT导通，导通，VLVL发光，发光，HAHA发声以示超温报警。发声以示超温报警。u比较器有一定的滞后，这是为了防止测量温度在阈值温度上下波动时，比较器有一定的滞后，这是为了防止测量温度在阈值温度上下波动时，产生不稳定的报警声。产生不稳定的报警声。图图13-5 13-5 超温报警电路超温报警电路贴片式温贴片式温度传感器度传感器基准电压源基准电压源运算放大器组运算放大器组成的比较器成的比较器设定报警温度（每设定报警温度（每10mV10mV相当于相当于11）12/29/202215第13章 传感器的综合应用小制作 13.

18、3.2 元器件选择uICIC1 1选用美国国家半导体公司生产的选用美国国家半导体公司生产的LM45CLM45C贴片式温度传感器，其输出电贴片式温度传感器，其输出电压与摄氏温度成正比，灵敏度为压与摄氏温度成正比，灵敏度为10mV/10mV/，不需要调整。，不需要调整。ICIC2 2选用运算放选用运算放大器大器CA3140CA3140。uVSVS采用采用2.5V2.5V硅稳压二极管，如硅稳压二极管，如LM4431LM4431；VLVL采用采用 3mm3mm高亮度发光二极管。高亮度发光二极管。VTVT采用采用90139013或或3DK43DK4型硅型硅NPNNPN中功率三极管，要求电流放大系数中功率

19、三极管，要求电流放大系数 100100。uR R1 1R R7 7选用选用RTX-1/8WRTX-1/8W碳膜电阻器。碳膜电阻器。RPRP采用采用WSZ-1WSZ-1型自锁式有机实心电位器。型自锁式有机实心电位器。uC C1 1C C4 4均采用均采用CTCT1 1瓷介电容器；瓷介电容器；C C5 5选用选用CD11-10VCD11-10V的电解电容器。的电解电容器。uHAHA采用语音报警专用电喇叭。采用语音报警专用电喇叭。u电源选用直流电源选用直流5V5V稳压电源。稳压电源。13.3.3 制作与调试制作与调试由于本电路较简单，按电路图焊接安装好后，一般不需要调试即可使用。由于本电路较简单，按

20、电路图焊接安装好后，一般不需要调试即可使用。12/29/202216第13章 传感器的综合应用小制作 13.4 水位指示及水满报警器u该水位指示报警器可用于太阳能热水器的该水位指示报警器可用于太阳能热水器的水位指示与控制。水位指示与控制。u太阳能热水器一般都设在房屋的高处，热太阳能热水器一般都设在房屋的高处，热水器的水位在使用时不易观察，给使用者水器的水位在使用时不易观察，给使用者带来不便。使用该水位报警器后，可实现带来不便。使用该水位报警器后，可实现水箱中缺水或加水过多时自动发出声光报水箱中缺水或加水过多时自动发出声光报警。警。12/29/202217第13章 传感器的综合应用小制作 13.

21、4.1 工作原理u当水箱无水时，由于当水箱无水时，由于180k180k 电阻电阻的作用，使的作用，使4 4个开关的控制端部个开关的控制端部为低电平，开关断开，发光二为低电平，开关断开，发光二极管极管VLVL1 1VLVL4 4不亮。随着水位的不亮。随着水位的增加，加之水的导电性，使得增加，加之水的导电性，使得ICIC的的1313脚为高电平，脚为高电平，S S1 1接通，接通，VLVL1 1点亮。当水位逐渐增加时，点亮。当水位逐渐增加时，VLVL2 2、VLVL3 3依次发光指示水位。水依次发光指示水位。水满时，满时，VLVL4 4发光，显示水满。同发光，显示水满。同时时VTVT导通，导通，B

22、B发出报警声，提示发出报警声，提示水已满。不需要报警时，断开水已满。不需要报警时，断开开关开关SASA即可。即可。图图13-6 13-6 水位指示与水满报警电路水位指示与水满报警电路四双向模拟开关集成电路四双向模拟开关集成电路CD4066CD4066和相关元器件组成。每和相关元器件组成。每个电路内部有个电路内部有4 4个独立的能控制个独立的能控制数字或模拟信号传送的开关数字或模拟信号传送的开关12/29/202218第13章 传感器的综合应用小制作 13.4.2 元器件选择uICIC选用四双向模拟开关集成电路选用四双向模拟开关集成电路CD4066CD4066。uVTVT用用90139013或或

23、80508050、3DG123DG12、3DX2013DX201型硅型硅NPNNPN中功中功率三极管，要求率三极管，要求 150150。VLVL1 1VLVL4 4用用F5mmF5mm高亮高亮度红色发光二极管。度红色发光二极管。uR R用用RTX-1/8WRTX-1/8W碳膜电阻器。碳膜电阻器。uB B用用YD57-2YD57-2型型8 8 圈式扬声器。电源可用圈式扬声器。电源可用4 4节节1.5V1.5V电池或电池或6V6V直流稳压电源。直流稳压电源。12/29/202219第13章 传感器的综合应用小制作 13.4.3 制作与调试u制作时可制作一个简易面板。并根据实制作时可制作一个简易面板

24、。并根据实际情况及个人爱好选择合适的报警器际情况及个人爱好选择合适的报警器B B。u调试时将五个探知电极安置水盆的不同调试时将五个探知电极安置水盆的不同水位高度，接通水位报警电路，给水盆水位高度，接通水位报警电路，给水盆中慢慢加水，在各种不同水位对电路报中慢慢加水，在各种不同水位对电路报警效果进行调整。警效果进行调整。12/29/202220第13章 传感器的综合应用小制作 13.5 光控延时照明灯u光控延时照明灯，采用光控延时照明灯，采用红外发光二极管红外发光二极管及光敏三极管及光敏三极管作为双重光控元件，用于走作为双重光控元件，用于走廊楼道照明廊楼道照明.12/29/202221第13章

25、传感器的综合应用小制作 13.5.1 工作原理图图13-7 13-7 光控延时照明灯电路原理图光控延时照明灯电路原理图时基集成电路时基集成电路ICIC与电位器与电位器RPRP、电、电容器容器C C1 1构成单稳构成单稳态触发器态触发器光控电路光控电路红外红外光光控电路控电路12/29/202222第13章 传感器的综合应用小制作 u当有人进入光控区后，遮挡光照使当有人进入光控区后，遮挡光照使VTLVTL1 1截止截止，ICIC的的2 2脚变为脚变为高电平高电平，人，人走出光控区后，走出光控区后，ICIC的的2 2脚加入负脉冲，使其内部的触发器翻转，脚加入负脉冲，使其内部的触发器翻转，ICIC的

26、的3 3脚脚输出高电平，使输出高电平，使VTVT受触发而导通，照明灯受触发而导通，照明灯ELEL被点亮。待被点亮。待ICIC暂态结束后，暂态结束后，其其3 3脚恢复低电平，使脚恢复低电平，使VTVT截止，照明灯截止，照明灯ELEL熄灭。熄灭。在白天有光时，在白天有光时，VTLVTL2 2呈现呈现导通状态导通状态，使，使ICIC的的4 4脚（复位端）为脚（复位端）为低电平低电平，整个控制电路白天整个控制电路白天不工作不工作。在晚上，。在晚上，VTLVTL2 2因无光照射而呈现因无光照射而呈现截止状态截止状态，ICIC的的4 4脚变为高电平，整个控制电路开始工作脚变为高电平，整个控制电路开始工作若

27、光控区无人时，则若光控区无人时，则VLVL发出的红外线使发出的红外线使VTLVTL1 1导通，导通，ICIC的的第第2 2脚脚为恒定的为恒定的低电平低电平，3 3脚脚输出输出低电平低电平，VTVT截止，截止，照明灯照明灯ELEL不亮不亮（因为（因为只有只有ICIC第第2 2脚有负脉冲脚有负脉冲输入时，其内部的触输入时，其内部的触发器才动作，发器才动作，ICIC的的3 3脚脚才输出高电平）才输出高电平）12/29/202223第13章 传感器的综合应用小制作 13.5.2 元器件选择uICIC选用选用NE555NE555、A555A555、SL555SL555等时基集成电路。等时基集成电路。uV

28、LVL选用选用HG501HG501中功率红外发射二极管；中功率红外发射二极管；VTLVTL1 1、VTLVTL2 2选用选用3DU3DU系列的系列的光敏三极管。光敏三极管。uVTVT选用选用MAC97A6MAC97A6小型塑封双向晶闸管，可驱动小型塑封双向晶闸管，可驱动100W100W以下的白炽灯泡，以下的白炽灯泡，使用时应加散热片；使用时应加散热片；VDVD选用选用1N40041N4004型等硅整流二极管。型等硅整流二极管。uRPRP选用选用WSWS型小型精密电位器；型小型精密电位器；R R1 1R R4 4、R R6 6均选用均选用RTX-1/4WRTX-1/4W碳膜电阻碳膜电阻器；器；R

29、 R5 5选用选用RTX-2WRTX-2W碳膜电阻器。碳膜电阻器。uC C1 1选用选用CD11CD11型电解电容器；型电解电容器；C C2 2选用选用CT4DCT4D型独石电容器或型独石电容器或CL11CL11型涤型涤纶电容器；纶电容器；C C3 3选用选用CBB-400VCBB-400V型聚丙烯电容器。型聚丙烯电容器。12/29/202224第13章 传感器的综合应用小制作 13.5.3 制作与调试u定时电路中除定时电路中除VLVL、VTLVTL1 1、VTLVTL2 2、ELEL外，其余元件焊在电路板上，外，其余元件焊在电路板上，装入塑料盒内，固定在走廊墙壁上。装入塑料盒内，固定在走廊墙

30、壁上。VTLVTL2 2光敏三极管装在楼梯窗光敏三极管装在楼梯窗外，使其感受到白天光照。外，使其感受到白天光照。VLVL、VTLVTL1 1分别安装在走廊两侧墙壁上，分别安装在走廊两侧墙壁上，离地面约离地面约90cm90cm。在光敏三极管。在光敏三极管VTLVTL1 1前面可加装红色有机玻璃，以前面可加装红色有机玻璃，以防止其它光源干扰。防止其它光源干扰。u调节电位器调节电位器RPRP的阻值，使其定时为的阻值，使其定时为20s20s左右。将左右。将VLVL对准对准VTLVTL1 1，再分，再分别安装好（可通电试验，用手遮挡住别安装好（可通电试验，用手遮挡住VLVL，再松开，观察灯，再松开，观察

31、灯ELEL是否是否点亮，以此来检查点亮，以此来检查VL VL 与与VTLVTL1 1是否对准）即可。是否对准）即可。12/29/202225第13章 传感器的综合应用小制作 13.6 热释电红外探头报警器u热释电红外探头报警器由新型热释电红外探头报警器由新型热释电式红外探头热释电式红外探头和语音集成电路和语音集成电路等组成，是一种体积小、无须外部等组成，是一种体积小、无须外部接线、使用方便的便携式报警器。每当它的前方接线、使用方便的便携式报警器。每当它的前方5m5m范围内有人活动时，便会立即发出范围内有人活动时，便会立即发出“嘟嘟，请注意！嘟嘟，请注意！”的告警声。的告警声。u其最大的特点是白

32、天和晚上都能正常工作，可广其最大的特点是白天和晚上都能正常工作，可广泛用于家庭防护、误入危险区域警示、商店营业部泛用于家庭防护、误入危险区域警示、商店营业部来客告知及外出旅行度假时安全防范等场所。来客告知及外出旅行度假时安全防范等场所。12/29/202226第13章 传感器的综合应用小制作 13.6.1 工作原理图图13-8 13-8 热释电红外探头热释电红外探头 报警器的电路图报警器的电路图热释电式红外探测头热释电式红外探测头,是是一种被动式红外检测器一种被动式红外检测器件，它能以非接触方式件，它能以非接触方式检测出运动人体所辐射检测出运动人体所辐射出来的红外能，并将其出来的红外能，并将其

33、转化为正脉冲电信号输转化为正脉冲电信号输出；同时，它还能有效出；同时，它还能有效地抑制人体辐射波长以地抑制人体辐射波长以外的红外光和可见光的外的红外光和可见光的干扰。干扰。语音集语音集成电路成电路12/29/202227第13章 传感器的综合应用小制作 图图13-8 13-8 热释电红外探头热释电红外探头 报警器的电路图报警器的电路图u当有人进入监视区域内时，当有人进入监视区域内时，ICIC1 1的的OUTOUT脚脚输出与运动人体输出与运动人体频率基本同步的正脉冲信号频率基本同步的正脉冲信号。该信号直接加到该信号直接加到ICIC2 2的触发的触发端端TGTG脚，使脚，使ICIC2 2内部电路受

34、内部电路受触发工作，由其触发工作，由其OUTOUT脚输出脚输出内储的内储的“嘟嘟，请注意！嘟嘟，请注意！”电信号，经三极管电信号，经三极管VTVT功率放功率放大后，推动扬声器大后，推动扬声器B B发出响发出响亮的告警声。亮的告警声。u电路中，电路中，R R为为ICIC2 2外界时钟外界时钟振荡电阻器，其阻值大小影振荡电阻器，其阻值大小影响语音声的速度和音调。响语音声的速度和音调。uC C为滤波电容器，主要用为滤波电容器，主要用来降低电池来降低电池G G的交流内电阻，的交流内电阻，使使B B发声更加纯正响亮。发声更加纯正响亮。12/29/202228第13章 传感器的综合应用小制作 13.6.2

35、 元器件选择uICIC1 1选用选用MP01MP01型热释电式红外探测头，它将菲涅耳透镜、热释电传感器、型热释电式红外探测头，它将菲涅耳透镜、热释电传感器、单片数模混合集成电路组合在一起，构成了一个坚固、小巧、易安装的单片数模混合集成电路组合在一起，构成了一个坚固、小巧、易安装的“一体化一体化”器件。器件。MP01MP01采用采用TO5TO5封装，典型尺寸为封装，典型尺寸为 111114.5mm14.5mm。它共有。它共有三个引脚：即电源正极端三个引脚：即电源正极端VDDVDD、信号输出端、信号输出端OUTOUT和公共地端和公共地端GNDGND。由于。由于MP01MP01是靠感应热释红外线工作

36、的，所以在夜间也能很容易地检测到运动的人是靠感应热释红外线工作的，所以在夜间也能很容易地检测到运动的人体。体。ICIC2 2选用选用HFC5212HFC5212型型“嘟嘟，请注意！嘟嘟，请注意！”语音集成电路。语音集成电路。uVTVT用用80508050型硅型硅NPNNPN中功率三极管，要求电流放大系数中功率三极管，要求电流放大系数 100100。uR R选用选用RTX-1/8WRTX-1/8W碳膜电阻器。碳膜电阻器。uC C选用选用CD11-10VCD11-10V型电解电容器。型电解电容器。uB B用用YD58-1YD58-1型小口径型小口径8 8、0.25W0.25W动圈式扬声器。动圈式扬

37、声器。SICSIC用用1x11x1小型拨动开关。小型拨动开关。G G用三节用三节5 5号干电池串联（须配塑料电池架）而成，电压号干电池串联（须配塑料电池架）而成，电压4.5V4.5V。12/29/202229第13章 传感器的综合应用小制作 13.6.3 制作与调试uICIC2 2芯片可通过芯片可通过5 5根根7mm7mm长铜丝直接插焊在电路板对应数标孔内。焊接时注长铜丝直接插焊在电路板对应数标孔内。焊接时注意：电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿意：电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿ICIC1 1、ICIC2 2内部内部COMSCOMS集成电路。焊接好的电路全部装入合适

38、的塑料小盒内。盒面板开孔集成电路。焊接好的电路全部装入合适的塑料小盒内。盒面板开孔伸出伸出ICIC1 1探测镜头，并为探测镜头，并为B B开出放音孔。盒侧面开孔固定开出放音孔。盒侧面开孔固定SASA。u制作成的热释电红外探头报警器，一般无须任何调试便可投入使用。如制作成的热释电红外探头报警器，一般无须任何调试便可投入使用。如果果ICIC2 2语音声的音调或速率不理想，可通过更改语音声的音调或速率不理想，可通过更改ICIC2 2外接振荡电阻外接振荡电阻R R阻值阻值（620k620k 1.2M1.2M)来加以调整。来加以调整。R R阻值大，语音声速慢且低沉；反之，则阻值大，语音声速慢且低沉；反之

39、，则语音声速快且尖高。语音声速快且尖高。u实际使用时，热释电红外探头报警器可放在任何需要对人体进行监视的实际使用时，热释电红外探头报警器可放在任何需要对人体进行监视的地方（或固定在墙上），将地方（或固定在墙上），将ICIC1 1探测镜头正对着来人方向即可。该报警器探测镜头正对着来人方向即可。该报警器的有效监视范围是一个半径的有效监视范围是一个半径5m5m、圆心角达、圆心角达100100的扇形区域。由于本装置的扇形区域。由于本装置实测静态总电流小于实测静态总电流小于0.2mA0.2mA，故用电十分节省。每换一次新干电池，一般，故用电十分节省。每换一次新干电池，一般可连续使用数个月时间。可连续使用

40、数个月时间。12/29/202230第13章 传感器的综合应用小制作 13.7 超声波遥控照明灯u超声波遥控照明灯，采用专用超声波超声波遥控照明灯，采用专用超声波发射集成电路，工作可靠，性能稳定。发射集成电路，工作可靠，性能稳定。12/29/202231第13章 传感器的综合应用小制作 13.7.1 工作原理图图13-9 13-9 超声波遥控照明灯电路图超声波遥控照明灯电路图超声波发射专用集成电路，超声波发射专用集成电路，它的外围电路极为简单，它的外围电路极为简单，当按下按键当按下按键SBSB时，超声波时，超声波发射换能器发射换能器B B1 1即向外发射即向外发射频率为频率为40kHz40kH

41、z的超声波的超声波超声波接超声波接收换能器收换能器前置放前置放大器大器声控专用声控专用集成电路集成电路电子电子开关开关 12/29/202232第13章 传感器的综合应用小制作 u如果再按一下发射器如果再按一下发射器SBSB，接收控制器收到信号后，接收控制器收到信号后，ICIC2 2的第的第1212脚就会翻转脚就会翻转回低电平，回低电平，VTVT2 2截止，电灯截止，电灯ELEL熄灭。熄灭。R R3 3、R R4 4组成分压器，且组成分压器，且R R4 4的阻值略大于的阻值略大于R R3 3，因而使，因而使ICIC2 2的输入端第的输入端第1 1脚静态直脚静态直流电平略高于流电平略高于1/2V

42、DD1/2VDD，可使声控集成电路，可使声控集成电路ICIC2 2处于最高接收灵敏度状态。处于最高接收灵敏度状态。低电平低电平截止截止不动作不动作不亮不亮动合触点动合触点K K1 1打开打开按一下发射按一下发射器的按键器的按键接收到的超声波接收到的超声波信号并将其转变信号并将其转变为相应的电信号为相应的电信号前置前置放大放大内部触发内部触发翻转翻转高电平高电平导通导通吸合吸合通电通电发光发光12/29/202233第13章 传感器的综合应用小制作 13.7.2 元器件选择uICIC1 1选用选用NYKD40TNYKD40T超声遥控发射专用集成电路，它采用金属壳封装，该集成块工超声遥控发射专用集

43、成电路，它采用金属壳封装，该集成块工作电压为作电压为9V,9V,工作电流约为工作电流约为25mA25mA，有效发射距离为，有效发射距离为10m10m；ICIC2 2采用采用BH-SK-IBH-SK-I型声控型声控集成电路，它采用黑膏软封装。集成电路，它采用黑膏软封装。uB B1 1为压电陶瓷型超声波发射换能器，型号为为压电陶瓷型超声波发射换能器，型号为UCM-T40UCM-T40；B B2 2为与为与B B1 1相配套的超声波相配套的超声波接收换能器，型号为接收换能器，型号为UCM-R40UCM-R40。u发射器为了力求体积小巧，电源发射器为了力求体积小巧，电源G G应采用应采用6F226F2

44、2型型9V9V层叠式电池；接收控制器则采层叠式电池；接收控制器则采用交流电降压整流供电，用交流电降压整流供电，T T选用选用220V/2V220V/2V、8W8W优质成品电源变压器；优质成品电源变压器；K K为为JZC-22FJZC-22F、DC12VDC12V小型中功率电磁继电器，其触点容量可达小型中功率电磁继电器，其触点容量可达5A5A。uVTVT1 1选用选用90149014或或3DG83DG8型硅型硅NPNNPN小功率三极管，要求电流放大系数小功率三极管，要求电流放大系数 200200；VTVT2 2选用选用90139013、3DG123DG12、3DK43DK4、3DX213DX21

45、型硅型硅NPNNPN中功率三极管，要求电流放大系数中功率三极管，要求电流放大系数 100100；VDVD1 1、VDVD2 2均选用均选用1N40011N4001型硅整流二极管；型硅整流二极管；VSVS选用选用6V6V、0.5W0.5W硅稳压二极管，如硅稳压二极管，如2CW21C2CW21C、1N52331N5233型等。型等。uC C1 1、C C2 2选用选用CT1CT1型瓷介电容器；型瓷介电容器；C C3 3、C C4 4选用选用CD11-16VCD11-16V型电解电容器。型电解电容器。u所有电阻均选用所有电阻均选用RTX-1/8WRTX-1/8W碳膜电阻器。碳膜电阻器。12/29/2

46、02234第13章 传感器的综合应用小制作 13.7.3 制作与调试将焊接好的电路板装入体积合适的绝缘将焊接好的电路板装入体积合适的绝缘小盒内，注意在盒面板为小盒内，注意在盒面板为B2B2开出接收孔。开出接收孔。按图按图13-9b13-9b选择元器件参数，一般不需要选择元器件参数，一般不需要调试，即能可靠稳定工作，有效工作半调试，即能可靠稳定工作，有效工作半径为径为10m10m左右。左右。12/29/202235第13章 传感器的综合应用小制作 13.8 感应式防盗报警器u该防盗报警器采用多普勒传该防盗报警器采用多普勒传感器，具有灵敏度高、监视范感器，具有灵敏度高、监视范围广等特点，适用于仓库

47、或庭围广等特点，适用于仓库或庭院作夜间防盗之用院作夜间防盗之用.12/29/202236第13章 传感器的综合应用小制作 13.8.1 工作原理图图13-10 13-10 感应式防盗报警器电路感应式防盗报警器电路多普勒传感器多普勒传感器,通通过外接环形天线过外接环形天线W向周围空间发向周围空间发射微波信号射微波信号低频放低频放大器大器声响报警声响报警电路电路电子开关、电子开关、延时电路延时电路天线天线12/29/202237第13章 传感器的综合应用小制作 即使侵入者远离监视区域，报警器即使侵入者远离监视区域，报警器也会持续报警一段时间（约也会持续报警一段时间（约25s25s）。）。无人进入防

48、盗无人进入防盗监视区内时监视区内时有人进入有人进入IC1 1的监视的监视区域内活动时区域内活动时输出恒定的输出恒定的直流电压直流电压报警电路报警电路不动作不动作接受到被人体反射接受到被人体反射回来的微波信号回来的微波信号输出脉动输出脉动电压电压导通导通低电平低电平高电平高电平饱和导通饱和导通报警电路动作，反复发报警电路动作，反复发出响亮的出响亮的“有贼，抓贼有贼，抓贼呀呀”的报警声的报警声12/29/202238第13章 传感器的综合应用小制作 13.8.2 元器件选择uICIC1 1选用选用RD627RD627多普勒传感器模块；多普勒传感器模块；ICIC2 2选用选用NE555NE555时基

49、集成电路。时基集成电路。uVTVT2 2选用选用3DK43DK4开关三极管；开关三极管；VTVT1 1和和VTVT3 3选用选用80508050型型NPNNPN中功率三极管，中功率三极管，要求电流放大系数要求电流放大系数 100100。uR R1 1R R5 5选用选用RTX-1/4WRTX-1/4W碳膜电阻器。碳膜电阻器。uC C1 1C C4 4、C C6 6和和C C7 7均选用均选用CD11-16VCD11-16V的电解电容器；的电解电容器；C C5 5选用涤纶电容器。选用涤纶电容器。uHAHA选用专用内置语音集成电路和扬声器的高响度声响报警器。选用专用内置语音集成电路和扬声器的高响度

50、声响报警器。u天线天线W W可选用黑白电视机特高频可选用黑白电视机特高频(UHF)(UHF)用室内环形天线（天线与用室内环形天线（天线与ICIC1 1的的1 1脚、脚、2 2脚之间用阻抗为脚之间用阻抗为7 7 馈线连接）。馈线连接）。u电源选用电源选用12V12V直流稳压源。直流稳压源。12/29/202239第13章 传感器的综合应用小制作 13.8.3 制作与调试u按电路图焊接好后，即可通电调按电路图焊接好后，即可通电调试。调整电阻器试。调整电阻器R R4 4和电容器和电容器C C4 4的数的数值，可决定报警时间的长短。值，可决定报警时间的长短。12/29/202240第13章 传感器的综