家用无线防盗报警器制作
发布时间：2008-12-23阅读：1138
本文介绍的报警器采用无线反馈报警原理，由两大部分组成：第一部分由防盗入侵探测器和微型无线报警发射机组成；第二部分为无线报警接收控制器。使用时将第一部分安装在储藏室、车库等需要防范的场所；第二部分则放置在居民住室内。
电路原理
一、入侵探测器和微型报警发射机部分
图１为入侵探测器和微型无线报警发射机的电路原理图。小磁铁与触点常闭型干簧管Ｅ组成入侵探测器，将小磁铁安装在储藏室的门扇上，干簧管Ｅ紧靠小磁铁，安装于相对的门框上。平时门处于关闭状态，由于小磁铁紧靠Ｅ，使Ｅ内部两常闭触点依靠外磁力作用而断开，微型发射机因无电源不工作。一旦发生盗情，小磁铁就会随门扇远离Ｅ，Ｅ失去外磁场的作用，其内部两触点依靠自身的弹力而闭合，微型发射机得电立即发出编码报警电信号。ＩＣ１(ＶＤ５０２６)是一数字编码集成电路，其共设８个地址码，即Ａ１～Ａ８；４个数据码，即Ｄ１～Ｄ４。(编者注：ＶＤ５０２６／５０２７的相关介绍可参见今年《电子报》第３５期本版中《编解码电路与系统安全》一文)。经地址编码的数据由ＩＣ１的脚输出。ＩＣ１的振荡频率由外接电阻Ｒ１决定，Ｒ１阻值越小，振荡频率越高。Ｒ１的阻值可在１２０ｋΩ～４７０ｋΩ之间选择，但应注意Ｒ１的阻值必须和报警接收部分的解码器ＶＤ５０２７的振荡电阻Ｒ１５(见图２)的阻值严格一致，否则无法可靠解码。晶体管Ｖ１与Ｃ１、Ｃ２、Ｌ１、Ｌ２等元件组成调制和射频发射电路，其发射频率在３００ＭＨｚ左右，为了增加发射电路的稳定性，天线Ｌ２可直接印制在电路板上。
二、无线接收报警控制器
图２是无线接收报警控制器的电路原理图，它由超再生接收、放大、整形、译码电路及报警信号发生电路等部分组成。
由天线输入的３００ＭＨｚ射频信号，经Ｃ１送到Ｔ１的发射极，通过Ｔ１高频放大后，经Ｃ４送至超再生射频解调器Ｔ２的发射极，解调出的编码数据脉冲信号经Ｃ１２送至运放集成电路ＩＣ１的Ａ１和Ａ２进行放大和整形，最后送入解码电路ＩＣ２的第脚进行数据解码。解码集成电路ＶＤ５０２７是编码集成电路ＶＤ５０２６的配对电路。使用中ＶＤ５０２６和ＶＤ５０２７两电路的地址码Ａ１～Ａ８应绝对保持一致，它们的状态码也应保持一样。当ＶＤ５０２６停止发送信号(发射机关机)时，ＶＤ５０２７的脚ＶＴ端复零。电路中利用单向可控硅ＳＣＲ做报警保持，ＶＤ５０２７的脚呈高电平时，ＳＣＲ被触发导通，音乐片９５６１因得电而输出报警信号，推动喇叭发声，报警指示灯Ｄ２点亮。此后，即使ＶＤ５０２７的脚复零，由于可控硅ＳＣＲ已导通，因而报警喇叭将一直发声，直至按下报警解除开关Ｋ２为止。
为了防止停电发生漏报警，无线报警接收控制器采用交、直流两种方式供电，并可自动转换。当有交流电源时，整流输出的９Ｖ电源加在二极管Ｄ５的负极，二极管Ｄ５截止，电路依靠交流供电工作。一旦交流停电，Ｄ５的负端因失去９Ｖ电压而导通，９Ｖ电池通过Ｄ５给电路供电，实现交、直流供电自动切换。
元件选择
图１中的小磁铁和干簧管Ｅ可在市场上购买成品的常闭式门窗戒备传感器。要求防范场所的门扇和门框之间的间隙要小，门关闭后要牢靠，否则被风吹动可能引起误报警。Ｌ２可用镀银线或∮１.５ｍｍ的漆包线围成，也可直接印刷在电路板上。编码器不需要编码开关，只要将某点与电源正极或负极相连即可。电源用１５Ｖ叠层电池。整个发射电路可制作在一块比火柴盒还小的电路板上。
图２中的报警信号接收和报警控制部分中，Ｔ１、Ｔ２的 β值要求不大于１００。电感Ｌ１用４.７μＨ的色码电感，Ｌ２用∮０.５ｍｍ的漆包线在∮４ｍｍ的钻头上绕３匝自制，天线可用３０ｃｍ长的软导线代替，Ｋ２为报警解除开关，应采用触点常开按钮。电池为９Ｖ叠层电池。整个电路除电源开关、报警解除开关、电源指示灯、报警指示灯安装在面板上外，其它元件均安装制作在一块电路板上。
制作调试
根据图１、图２选好元件、焊接在电路板上，将ＶＤ５０２６和ＶＤ５０２７的地址码和状态码设置一致，检查无误后即可通电调试。
调试的难点为收发频率要严格一致，为此需要将报警发射部分和报警接收部分的调试配合起来进行。初次安装调试，为了确保调试成功，最好在示波器的配合下进行。首先，将发射机部分中的干簧管两端用短接线短路，让发射机一直工作，接通接收部分的电源，先将Ｒ１６焊开，将示波器的探头接在图２中ＩＣ１（ＬＭ３５８）的⑦脚处，将发射机靠近接收机（相距２０ｃｍ左右），用无感起子调节发射机的微调电容Ｃ３和接收机的微调电容Ｃ９，直到示波器上有编码脉冲显示为止。再拉开发射机和接收机的距离，使发射机和接收机相距１０ｍ左右，将示波器的探头改接在图２中ＩＣ１（ＬＭ３５８）的②脚上。仔细调整接收部分的微调电容Ｃ９和电感线圈Ｌ２，直到示波器显示的解调输出的编码脉冲信号的波形幅度最大为止。然后再调整发射机的微调电容Ｃ１，边调整边观察示波器波形的变化，使波形幅度达到最大值。反复几次使之达到最佳状态。如果一切都正常，可接上电阻Ｒ１６，此时扬声器应发出报警声，报警指示灯发光，断开发射机电源，报警仍能维持，按下报警解除开关后，报警应解除。最后可拉开距离进行实验，本报警器在调试正常的情况下，报警距离可达５０ｍ以上。
本报警器电路简单，整机成本仅几十元。通过改变其发射端的传感器，并设置ＶＤ５０２６／５０２７的地址码、状态码可大大拓展本报警器的用途（如多路报警、数据传输等）。
实验点评：整个电路的设计比较完整，且结构简单，按作者的电路，取Ｒ１、Ｒ１５为２４０ｋΩ，ＳＣＲ取ＣＲ１００－６， 完成电路制作后，用示波器调通电路，效果能达到作者文中所述。不足之处是本机的抗干扰和传输距离还有待提高，当有干扰和障碍物时，效果明显降低。
此电路的工作原理和设计方法可作为无线电爱好者的参考。
电路原理
一、入侵探测器和微型报警发射机部分
图１为入侵探测器和微型无线报警发射机的电路原理图。小磁铁与触点常闭型干簧管Ｅ组成入侵探测器，将小磁铁安装在储藏室的门扇上，干簧管Ｅ紧靠小磁铁，安装于相对的门框上。平时门处于关闭状态，由于小磁铁紧靠Ｅ，使Ｅ内部两常闭触点依靠外磁力作用而断开，微型发射机因无电源不工作。一旦发生盗情，小磁铁就会随门扇远离Ｅ，Ｅ失去外磁场的作用，其内部两触点依靠自身的弹力而闭合，微型发射机得电立即发出编码报警电信号。ＩＣ１(ＶＤ５０２６)是一数字编码集成电路，其共设８个地址码，即Ａ１～Ａ８；４个数据码，即Ｄ１～Ｄ４。(编者注：ＶＤ５０２６／５０２７的相关介绍可参见今年《电子报》第３５期本版中《编解码电路与系统安全》一文)。经地址编码的数据由ＩＣ１的脚输出。ＩＣ１的振荡频率由外接电阻Ｒ１决定，Ｒ１阻值越小，振荡频率越高。Ｒ１的阻值可在１２０ｋΩ～４７０ｋΩ之间选择，但应注意Ｒ１的阻值必须和报警接收部分的解码器ＶＤ５０２７的振荡电阻Ｒ１５(见图２)的阻值严格一致，否则无法可靠解码。晶体管Ｖ１与Ｃ１、Ｃ２、Ｌ１、Ｌ２等元件组成调制和射频发射电路，其发射频率在３００ＭＨｚ左右，为了增加发射电路的稳定性，天线Ｌ２可直接印制在电路板上。
二、无线接收报警控制器
图２是无线接收报警控制器的电路原理图，它由超再生接收、放大、整形、译码电路及报警信号发生电路等部分组成。
由天线输入的３００ＭＨｚ射频信号，经Ｃ１送到Ｔ１的发射极，通过Ｔ１高频放大后，经Ｃ４送至超再生射频解调器Ｔ２的发射极，解调出的编码数据脉冲信号经Ｃ１２送至运放集成电路ＩＣ１的Ａ１和Ａ２进行放大和整形，最后送入解码电路ＩＣ２的第脚进行数据解码。解码集成电路ＶＤ５０２７是编码集成电路ＶＤ５０２６的配对电路。使用中ＶＤ５０２６和ＶＤ５０２７两电路的地址码Ａ１～Ａ８应绝对保持一致，它们的状态码也应保持一样。当ＶＤ５０２６停止发送信号(发射机关机)时，ＶＤ５０２７的脚ＶＴ端复零。电路中利用单向可控硅ＳＣＲ做报警保持，ＶＤ５０２７的脚呈高电平时，ＳＣＲ被触发导通，音乐片９５６１因得电而输出报警信号，推动喇叭发声，报警指示灯Ｄ２点亮。此后，即使ＶＤ５０２７的脚复零，由于可控硅ＳＣＲ已导通，因而报警喇叭将一直发声，直至按下报警解除开关Ｋ２为止。
为了防止停电发生漏报警，无线报警接收控制器采用交、直流两种方式供电，并可自动转换。当有交流电源时，整流输出的９Ｖ电源加在二极管Ｄ５的负极，二极管Ｄ５截止，电路依靠交流供电工作。一旦交流停电，Ｄ５的负端因失去９Ｖ电压而导通，９Ｖ电池通过Ｄ５给电路供电，实现交、直流供电自动切换。
元件选择
图１中的小磁铁和干簧管Ｅ可在市场上购买成品的常闭式门窗戒备传感器。要求防范场所的门扇和门框之间的间隙要小，门关闭后要牢靠，否则被风吹动可能引起误报警。Ｌ２可用镀银线或∮１.５ｍｍ的漆包线围成，也可直接印刷在电路板上。编码器不需要编码开关，只要将某点与电源正极或负极相连即可。电源用１５Ｖ叠层电池。整个发射电路可制作在一块比火柴盒还小的电路板上。
图２中的报警信号接收和报警控制部分中，Ｔ１、Ｔ２的 β值要求不大于１００。电感Ｌ１用４.７μＨ的色码电感，Ｌ２用∮０.５ｍｍ的漆包线在∮４ｍｍ的钻头上绕３匝自制，天线可用３０ｃｍ长的软导线代替，Ｋ２为报警解除开关，应采用触点常开按钮。电池为９Ｖ叠层电池。整个电路除电源开关、报警解除开关、电源指示灯、报警指示灯安装在面板上外，其它元件均安装制作在一块电路板上。
制作调试
根据图１、图２选好元件、焊接在电路板上，将ＶＤ５０２６和ＶＤ５０２７的地址码和状态码设置一致，检查无误后即可通电调试。
调试的难点为收发频率要严格一致，为此需要将报警发射部分和报警接收部分的调试配合起来进行。初次安装调试，为了确保调试成功，最好在示波器的配合下进行。首先，将发射机部分中的干簧管两端用短接线短路，让发射机一直工作，接通接收部分的电源，先将Ｒ１６焊开，将示波器的探头接在图２中ＩＣ１（ＬＭ３５８）的⑦脚处，将发射机靠近接收机（相距２０ｃｍ左右），用无感起子调节发射机的微调电容Ｃ３和接收机的微调电容Ｃ９，直到示波器上有编码脉冲显示为止。再拉开发射机和接收机的距离，使发射机和接收机相距１０ｍ左右，将示波器的探头改接在图２中ＩＣ１（ＬＭ３５８）的②脚上。仔细调整接收部分的微调电容Ｃ９和电感线圈Ｌ２，直到示波器显示的解调输出的编码脉冲信号的波形幅度最大为止。然后再调整发射机的微调电容Ｃ１，边调整边观察示波器波形的变化，使波形幅度达到最大值。反复几次使之达到最佳状态。如果一切都正常，可接上电阻Ｒ１６，此时扬声器应发出报警声，报警指示灯发光，断开发射机电源，报警仍能维持，按下报警解除开关后，报警应解除。最后可拉开距离进行实验，本报警器在调试正常的情况下，报警距离可达５０ｍ以上。
本报警器电路简单，整机成本仅几十元。通过改变其发射端的传感器，并设置ＶＤ５０２６／５０２７的地址码、状态码可大大拓展本报警器的用途（如多路报警、数据传输等）。
实验点评：整个电路的设计比较完整，且结构简单，按作者的电路，取Ｒ１、Ｒ１５为２４０ｋΩ，ＳＣＲ取ＣＲ１００－６， 完成电路制作后，用示波器调通电路，效果能达到作者文中所述。不足之处是本机的抗干扰和传输距离还有待提高，当有干扰和障碍物时，效果明显降低。
此电路的工作原理和设计方法可作为无线电爱好者的参考。
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