【正文】 4～12V，典型值9V；工作頻率32～50kHz可調(diào)，由第2腳之間所接的電位器來調(diào)節(jié)發(fā)射電路的載波頻率，一般選40kHz。HJ15內(nèi)部設(shè)有前置放大電路、整形電路和濾波電路。如果需要加大遙控距離，可在紅外發(fā)射或接收管的前面加只帶凸鏡聚光片的聚光筒，但此時應(yīng)注意調(diào)整好焦距，否則無效果。圖22 HF15/HJ15紅外收發(fā)應(yīng)用電路圖當紅外遙控發(fā)射電路的SK開關(guān)閉合時，通過HF15裝置的6腳將HF15裝置啟動，再經(jīng)HF15裝置的2腳之間所接的電位器調(diào)節(jié)發(fā)射電路的載波頻率，載波頻率的大小直接影響傳輸距離。電位器調(diào)節(jié)的數(shù)值越大發(fā)射電路的載波頻率就越小，其傳輸距離也就越短；電位器調(diào)節(jié)的數(shù)值越小發(fā)射電路的載波頻率就越大，其傳輸距離就越長，因為頻率低衰減小，頻率高衰減大。當載波頻率確定后HF15裝置的4腳所接的型號為PH303的發(fā)光二極管，將給紅外遙控接收電路型號為PH303的二極管一個脈沖，HJ15通過內(nèi)部的前置放大電路、整形電路和濾波電路對接收到的脈沖信號進行分析，當是其識別的波形時就啟動該電路，完成紅外收發(fā)的工作。HF15/HJ15紅外收發(fā)裝置的傳輸距離和安全性的確可以滿足本設(shè)計的需要，但是其體積比較大，價格也遠遠超出了市場上現(xiàn)在所出售的整套電動車無線防盜報警器的價格，從產(chǎn)品的性價比考慮，不予采納。 LRT15CTM4S紅外接收遠程控制系統(tǒng)模塊LRT15CTM4S系列是紅外遙控接收模塊。該模塊的最大優(yōu)點就是即使在很弱的光源下也能可靠運行、并保護、防止受到其他輸出脈沖的干擾?！c本設(shè)計所構(gòu)想的5V供電電壓很吻合；而其低電流消耗是HF15/HJ15紅外收發(fā)組件不可比擬的；。LRT15CTM4S系列與無線發(fā)送裝置的有效作用距離為28米，相對HF15/HJ15紅外收發(fā)組件有了相當大的改觀，其最大優(yōu)點就是即使在很弱的光源下也能可靠運行、并能有效防止受到其他輸出脈沖的干擾。本設(shè)計就是想找到這樣的紅外無線收發(fā)模塊：體積小、重量輕，5V供電電壓，低電流消耗；作用距離長，能適用惡劣環(huán)境，而不至于受到其他輸出脈沖的干擾。因此欲采用LRT15CTM4S紅外接收遠程控制系統(tǒng)模塊為本設(shè)計的無線收發(fā)模塊。該模塊將在第3章中詳細介紹。水銀開關(guān)（見圖23），又稱傾側(cè)開關(guān)，是電路開關(guān)的一種，用一個接著電極的小巧容器儲存著一小滴水銀，容器中多數(shù)注入惰性氣體或為真空。因為重力的關(guān)系，水銀水珠會隨容器中較低的地方流去，如果同時接觸到兩個電極的話，開關(guān)便會將電路閉合，開啟開關(guān)。圖23 水銀開關(guān)容器的形狀亦會影響水銀水珠接觸電極的條件，例如郵包炸彈使用的會是倒 V 字型的，令收件人在不知情的情況下傾側(cè)郵包，閉合電路、制動爆炸，但送件人（或郵包攜帶者）則不會。水銀開關(guān)的原理很簡單，在普通固定電路中均可用于信號觸發(fā)，但在本設(shè)計中，電動車無線防盜報警器不可能完全保持水平狀態(tài)；并且水銀對人體及環(huán)境均有毒害，不適合在本設(shè)計中采用。振動傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一，它的作用主要是將機械量接收下來，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有時也稱它為換能器、拾振器等。振動傳感器目前廣泛應(yīng)用的報警檢測傳感器，它內(nèi)部用壓電陶瓷片加彈簧重錘結(jié)構(gòu)檢測振動信號，并通過LM358等運放器放大并輸出控制信號。當檢測到振動大于一定幅度時，動作指示燈點亮，并發(fā)出報警，振動檢測的靈敏度可以通過靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)，順時針靈敏度增加，逆時針靈敏度降低。振動傳感器并不是直接將原始要測的機械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，而是將原始要測的機械量作為振動傳感器的輸入量Mi，然后由機械接收部分加以接收，形成另一個適合于變換的機械量Mt，最后由機電變換部分再將Mt變換為電量E，如圖24所示。因此一個傳感器的工作性能是由機械接收部分和機電變換部分的工作性能來決定的。振動傳感器具有成本低、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠，振動檢測可調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點，器件的內(nèi)部均含有專用的控制芯片,應(yīng)用非常方便,可直接帶動小功率負載,用一只三極管進行電流放大后,即可驅(qū)動繼電器或報警被大量應(yīng)用到汽車、摩托車、電動車的防盜系統(tǒng)上，目前80％的車輛報警器都用這類傳感器。 機械接受部分 機電變換部分 Mi Mt E圖24 振動傳感器振動傳感器的性能特點符合本設(shè)計的需要，但在元件采購的過程中發(fā)現(xiàn)徐州電子市場找不到振動傳感器的銷售，給本設(shè)計的實物制作造成了困難。因此將在第4章音樂集成電路報警模塊設(shè)計中對信號觸發(fā)模塊的設(shè)計做詳細介紹。 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種，在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。（1）壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當接通電源后（~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,~，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。（2）電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。（3）自制簡易蜂鳴器電路目前蜂鳴器被廣泛應(yīng)用與多種控制裝置和家用電器的特定功能指示。筆者在做本設(shè)計的時候發(fā)現(xiàn)了一種簡易蜂鳴器電路[1][2]，現(xiàn)介紹給大家（如圖25）。圖25 簡易蜂鳴器電路基本電路如上圖所示，由R1～RCC2和QQ2組成自激多諧振蕩器電路，產(chǎn)生的音頻振蕩信號經(jīng)Q3放大、驅(qū)動壓電陶瓷片發(fā)出響亮的蜂鳴聲。電路的振蕩頻率見式（）。 f= 式（）改變其元件的參數(shù)，就可以得到自己滿意的聲調(diào)。壓電陶瓷片為該電路的發(fā)聲部件，其質(zhì)量好壞直接影響發(fā)聲音量的大小，選用時還要注意其工作電壓。在制作時，最好選用帶有助聲腔的蜂鳴器。圖中電感L可用線圈完好的廢舊6V～12V直流繼電器繞組代替，也可用廢舊錄音機磁頭和晶體管收音機中音頻變壓器繞組代替。按圖中所示數(shù)值，本電路可在3V～15V直流電壓范圍內(nèi)正常工作，其最大工作電流為45ma。若加大工作電壓，須將Q3換成耐壓和電流值較大的三極管。揚聲器是一種把電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘柕膿Q能器件，揚聲器的性能優(yōu)劣對音質(zhì)的高低影響很大。揚聲器的種類很多，按其換能原理可分為電動式（即動圈式）、靜電式（即電容式）、電磁式（即舌簧式）、壓電式（即晶體式）等幾種；按其頻率范圍可分為低音揚聲器、中音揚聲器、高音揚聲器。電動式揚聲器的結(jié)構(gòu)和工作原理電動式揚聲器應(yīng)用最廣泛，它又分為紙盆式、號筒式[3]和球頂形三種。而前兩種應(yīng)用比較廣泛，因此這里只介紹前兩種。（1）紙盆式揚聲器紙盆式揚聲器其結(jié)構(gòu)如圖26所示。它由三部分組成：①振動系統(tǒng)，包括錐形紙盆、音圈和定位支片等；②磁路系統(tǒng)，包括永久磁鐵、導(dǎo)磁板和場心柱等；③輔助系統(tǒng)，包括盆架、接線板、壓邊和防塵罩等。當處于磁場中的音圈有音頻電流通過時，就產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場，這一磁場和永久磁鐵的磁場發(fā)生相互作用，使音圈沿著軸向振動，由于揚聲器結(jié)構(gòu)簡單、低音豐滿、音質(zhì)柔和、頻帶寬，但效率較低。（2）號筒式揚聲器號筒式揚聲器其結(jié)構(gòu)如圖27所示，它由振動系統(tǒng)（高音頭）和號筒兩部分構(gòu)成。振動系統(tǒng)與紙盆揚聲器相似，不同的是它的振膜不是紙盆，而是一球頂形膜片。振膜的振動通過號筒（經(jīng)過兩次反射）向空氣中輻射聲波。它的頻率高、音量大，常用于室外及廣場擴聲。就在商榷報警電路元件的選用時，無意中發(fā)現(xiàn)了音樂集成電路[4]，它是一種樂曲發(fā)生器，它可以向外發(fā)送固定存儲的樂曲。它具有聲音悅耳、外接元件少、價格低、功能全面及使用方便等特點，因而音樂集成電路在家用電器，時鐘，玩具等方面得到了廣泛的應(yīng)用。通過比較蜂鳴器﹑揚聲器和音樂集成電路的外接元件數(shù)量、價格、功能全面性及使用方便等特點決定采用音樂集成電路作為本設(shè)計的報警電路模塊，該模塊將在第4章音樂集成電路報警模塊設(shè)計中做詳細介紹。 本章小結(jié)本章對該設(shè)計的總體框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計進行了論述，并對該設(shè)計的各功能模塊擬采用和最終采用的方案進行了詳細的介紹，通過比較HF15/HJ15紅外收發(fā)組件和LRT15CTM4S紅外接收遠程控制系統(tǒng)模塊確定了本設(shè)計的無線收發(fā)模塊；通過比較水銀開關(guān)和振動傳感器確定了本論文的信號觸發(fā)模塊；通過比較蜂鳴器、揚聲器和音樂集成電路確定了本論文的報警電路模塊，而被選定的模塊元件將在下面幾章做詳細的介紹。3 無線收發(fā)模塊設(shè)計LRT15CTM4S系列是紅外遙控接收模塊。它已轉(zhuǎn)移成型、體積小、重量輕和低電流消耗。該模塊的最大優(yōu)點就是即使在很弱的光源下也能可靠運行、并保護、防止不受控制的輸出脈沖的干擾。 LRT15CTM4S紅外接收遠程控制系統(tǒng)模塊介紹本小節(jié)將詳細介紹LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊（見圖31）的主要特性、引腳特征、光電特性、極限參數(shù)、材料配置，外部尺寸等物理特性。 主要特性（1） V～ ；（2）光電檢測器及前置放大器封裝在一起；（3）PCM頻率的內(nèi)部過濾器；（4）對不同種干擾光源的免疫力較強；（5）低效輸出（6）低功率消耗； 圖31 LRT15CTM4S因LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊具有上述的主要特性，所以其應(yīng)用范圍也是比較廣泛的。大致有①AV設(shè)備（如：電視，DVD播放機，音響，CD播放機，機頂盒等）；②家電（如：電腦，空調(diào)，照相機等）；③紅外遙控器控制玩具。LR系列紅外遙控接收模塊的引腳配置和載波頻率如表31所示。表31 LR系列引腳配置和載波頻率在本設(shè)計中該元件要與單片機連接使用，完成報警系統(tǒng)的上鎖和解鎖過程，因此要選擇合適的工作電壓和輸入頻率，焊接電路板時應(yīng)考慮該電子元件的焊錫溫度，以免過高燒壞元件。LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊的建議操作條件和極限參數(shù)見表32和表33。表32 建議操作條件參數(shù)符號數(shù)值單位運行電壓Vcc～V輸入頻率fin30～60kHz表33 極限參數(shù) (溫度=25℃)參數(shù)符號數(shù)值單位供電電壓Vcc7V輸出電流IoutmA運行溫度Topr20～+80℃存儲溫度Tstg30～+85℃焊錫溫度Tsd270℃圖32方框圖發(fā)射裝置輸出波形 紅外模塊輸出波形 圖33 輸出波形LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊工作原理方框圖如圖31所示。當無線發(fā)射裝置有信號輸入后，通過自動增益控制器保證通道內(nèi)的信號同步放大穩(wěn)定動態(tài)工作點,以達到更高的傳輸效率。通過限制器將突發(fā)的信號、過強的信號、誤操作所產(chǎn)生的大信號和聲反饋，按一定的比例進行壓縮或限幅，解決了功率放大器過載問題，從而保護了昂貴的功率放大器和揚聲器。通過濾波器過濾掉不理想的信號，得到單一頻段的理想信號，保證了信號傳輸?shù)恼_。通過高峰活塞和比較器比較電壓，然后根據(jù)比較結(jié)果，把輸出電壓設(shè)定在數(shù)字高態(tài)。通過積分器將前后信號疊加。最后通過施密特觸發(fā)器對脈沖邊緣進行整形和產(chǎn)生輸出方波脈沖，如圖33所示。 外部應(yīng)用電路（1）該元件的外部應(yīng)用電路[5]如圖34所示。①防止電壓包括任何噪音因素的影響，請將RC濾波器放在頂端. RC濾波器應(yīng)和Vcc引腳和GND引腳緊密聯(lián)接 ②ON/圖34 外部應(yīng)用電路*光照強度檢查檢測表面的紅外模塊是0 Lux（照度單位）圖35 抵達物距離試驗條件LRT15CTM4S紅外遙控接收頭與紅外發(fā)射裝置的夾角θ直接影響傳輸?shù)木嚯x，夾角越小傳輸距離越遠，當夾角θ=0176。時傳輸距離最遠為28 m ；當夾角θ=45176。時傳輸距離為15m。抵達物距離試驗條件見圖35。（2）當LRT15CTM4S系列受到一些干擾信號抑制時，它仍然可以接收數(shù)據(jù)信號。不過靈敏度降低到不能產(chǎn)生理想脈沖的水平。一些抑制LRT15CTM4S系列干擾信號的例子：①熒光燈信號電子鎮(zhèn)流器（參照圖36，圖37 ） ②頻率為38KHz的連續(xù)信號或在其他任何頻率③直流燈（鎢燈泡或節(jié)能燈）圖36和圖37顯示的信號來自一個用60Hz電子鎮(zhèn)流器作用的熒光燈。一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器造成的不同類型的干擾信號。如果燈的頻率在50kHz100kHz之間，那么通常的振蕩頻率是光學(xué)干擾信號，這個頻率是電氣振蕩驅(qū)動電路鎮(zhèn)流器頻率的兩倍。所有LRT15CTM4S系列的紅外接收機模塊都可以制止這種干擾信號如圖36和圖37所示。所以這些燈將不會產(chǎn)生不理想的輸出脈沖。不過敏感性會根據(jù)干擾信號的強弱而有所降低，更重要的是電子鎮(zhèn)流器的高調(diào)制的振蕩幅度。LRT15CTM4S紅外接收模塊的光電特性[6]見表34。表34 光電特性參數(shù)符號條件最小典型最大單位供電電壓Vcc　5V供電電流Icc無信號輸入1mA包過濾器中心頻率fo