一、设计要求
利用NE555p芯片设计制作报警器。要求当有人遮挡红外光时发出报警信号,无人遮挡红外光时报警器不工作,即不发声。
二、元器件
555芯片:NE555P
集成运放:LM358
三级管:2N1711
蜂鸣器:HY-3015A
万用板:15cm*10cm
红外接收发射管:3MM
LED:红
电容:47uf(一个),10nf(一个)
电阻:10K(三个),100(一个),220(一个),470(一个)
三、仿真实验(Multisim)
搭建好如下电路
由于无法实现遮挡,故使用开关来模拟。
仿真视频如下:
Multisim仿真
注意:①该仿真在开始运行后,不要立刻对开关进行动作,需让其运行一会(可能会超过半分钟)
②注意蜂鸣器的正确选用,且确保在工作电压下
③仿真出现问题时,合理运用探针
④红外接收发射管的寻找:
(555芯片的寻找一样如此)
四、实际电路的搭建
注意: ①:红外接收器长角为负,短角为正
②:焊接红外对管的时候,管角留长一点,方便对折,二者要头对头才能接收到
红外遥控报警器实物测试
五、实际当前电路的问题
连接好电路后,开起电源瞬间,电路会处于被遮挡状态,即LED灯亮,蜂鸣器响,但这种现象一般持续半秒到一秒左右;关闭电源瞬间,LED灯会微弱亮起,同时蜂鸣器响,持续时间很短(这个我猜测为电容作用)
六、电路原理及个人见解
①:红外接收管在接收到红外光时,导通;未接收到时,截止。
②:LM358用做比较器,同相输入端接参考电压,反相输入端接红外接收管传递的信号;当前者大于后者,LM358输出高电平,小于时输出低电平。
③:在没有物体遮挡时,红外接收管处于低阻,使得555引脚 2 保持高电平(高于 1/3 VCC)。当有物体遮挡红外光时,红外接收管电阻增大,电容(C1)开始充电,当555引脚 2 的电压下降到低于 1/3 VCC 时,触发 NE555p 芯片,555引角3输出高电平,导通三级管;又当电容电压升置2/3VCC时,555引角3输出低电平,使三级管截止。这一过程完成一次脉冲输出。(电容的大小控制着高电平的持续时间,即蜂鸣器的持续时间。)
④555的其它引角功能如下:
1. 引脚 1(GND):接地端口,连接到电路的负极或地线上,为整个芯片提供参考零电位,保证电路的正常工作。
2. 引脚 2(TRIG):触发输入端口。当该引脚输入低电平时会触发芯片工作,使芯片的输出状态发生改变。具体来说,当触发引脚的电压降至电源电压的 1/3(或由控制端决定的阈值电压)时,芯片内部的触发器会被置位,输出端状态改变。
3. 引脚 3(OUT):输出端口,受控电压输出。根据芯片内部电路的状态,该引脚输出高电平或低电平,可直接驱动一些负载,如 LED、继电器等,但要注意其输出电流能力(最大为200mA)。
4. 引脚 4(RESET):重置输入端口。当该引脚输入低电平时,芯片会被复位,无论其他引脚的状态如何,输出端都会变为低电平,可用于强制停止芯片的工作或重新启动计时等操作。
5. 引脚 5(CTRL):控制端口。可通过外接电阻或电容对该引脚进行调节,从而改变芯片内部两个比较器的基准电压,进而影响芯片的工作状态,例如可以调整输出脉冲的宽度、频率等参数。
6. 引脚 6(THRS):比较器正极输入端口,用于设置计时周期。其电压阈值通常为电源电压的 2/3,当该引脚的电压高于此阈值时,芯片内部的触发器会被复位,输出端状态改变。
7. 引脚 7(DIS):禁用端口(放电端)。当该引脚输入高电平时,会禁用芯片的输出,并且使芯片内部的放电三极管导通,将外接电容等元件上的电荷快速放掉。
8. 引脚 8(VCC):电源正极输入端口,可接受 4.5V 至 16V 的电源电压,为芯片提供工作所需的电能。