遮挡式红外探测报警器

7.20　遮挡式红外探测报警器

为防止盗贼入室人们大多在窗外安装防护栏。这种方法既不美观也不具有自动报警功能。一旦出现火灾，防护栏还会把主人封在室内出现人为的险情。据此本人设计了一种可替代传统防护栏的红外线探测报警装置。它可适用于门窗及仓库内部等多种环境，一旦盗贼进入防区遮挡红外光线后，就能自动发出报警声。使用该装置不需要封窗，可省去安装防护栏的大笔开支，既经济实用又不影响美观。

此报警装置除了用于民居门窗防盗之外，通过设置还可用于防止非法入侵，可通过数组收发装置，布置于围墙、走廊等各种防护区域，进行住宅边界防护和住宅内大面积防护等。如发现有人非法入侵（或盗抢）可自动报警。该系统既可单独使用，也可组建联网中心，形成防护带。

1.电路原理

电路原理如图7.23所示。它由红外发射、接收装置和报警电路三部分组成，电路的核心部件是一块音频锁相环集成电路LM567，该芯片在电路中既担任振荡器，又作选频接收，外围电路格外简单，成本低廉，且制作容易无需调试，工作时不受电压温度的影响，可在多种环境下长期稳定工作。

图7.23　遮挡式红外探测报警器电路

目前市场上出现的红外报警器多由调制发射器和红外接收锁相解调器两部分组成。制作这种电路时，必须使发射器的频率与解调器的频率一致，否则就会使控制距离大为缩短，而且调试麻烦。当外界电压和温度发生变化时，对其工作频率还有一定影响，因此可靠性大为降低。在本人的设计中，调制发射和接收锁相解调均采用同一芯片，调制发射的频率即为锁相解调的频率，发射和接收始终保持同频，正好克服了以上缺点。

锁相环音频译码集成电路LM567的内部结构如图7.24所示。它采用8脚双列直插塑封，工作电压为4.75～9V，工作频率从直流到500kHz，静态工作电流约8mA。LM567的内部电路及详细工作过程非常复杂，这里仅将其基本功能概述如下：LM567的5、6脚内部是一个可控电压振荡器，所接电阻R6和电容C3决定了内部压控振荡器的中心频率f，f≈1/（1.1RC）。5脚产生的方波振荡信号经VT1放大后驱动红外发射管VD1发射红外脉冲，红外脉冲照射到VD2后，使其两端产生一个同频的电压脉冲，该脉冲通过C1被送至VT2的基极，并由该管形成的反相器反转，使之形成与中心频率波形相同的方波，经C2输入到LM567的3脚。由于振荡和锁相接收为同一振荡源，发射频率与中心频率相同。3脚是LM567的输入端，要求输入信号大于25mV。8脚是LM567的逻辑输出端，其内部是一个集电极开路的三极管，允许最大灌电流为100mA。当LM567的3脚输入幅度大于25mV、频率在其带宽内的信号时，8脚输出低电平。此时报警音乐电路的触发端没有信号，电路不会报警。当有物体遮断红外脉冲时，8脚输出立即变成高电平，利用这个变化的电平去控制报警电路工作，使电路发出报警声。组成一个“遮挡式”红外线报警器。红外发射和接收探头一般安装在门窗的隐蔽位置，如果盗贼具有一定的反侦察能力，将红外探头剪断或破坏，其效果和遮挡红外光线的作用是相同的。

图7.24　LM567电路结构图

LM567的1.2脚分别通过电容器C4、C5接地，形成输出滤波网络和环路单级低通滤波网络。C4决定锁相环路的捕捉带宽，电容量越大，环路带宽越窄。C5的容量应至少是C4的两倍。除需要对准收发二极管的位置之外，本电路基本不用调试，且不受电压和温度的影响。

考虑到本装置长期工作，故采用交流供电。这里用变压器将220V交流电降至7.5V，通过VD3～VD7整流和C8的滤波，再经7806稳压输出6V为电路供电。如果采用本装置监护重要的场所，还应考虑采用交直流不间断的电源供电。

电路中特意加了报警取消开关S，当主人在监护范围内活动时，可将S断开，从而切断本装置的电源，可防止误报。当需要自动监护时，将此开关打开。

2.安装调试

除开关、红外收发对管和扬声器之外，全部元器件都焊接在电路板上。本电路焊接完毕，只要没有错焊和虚焊，无需任何调整，接通电源即可正常工作。在使用过程当中，唯一需要调校的是红外发射和接收探头的安装位置。安装探头时需要遵循隐蔽的原则，探头和电路的连接导线应尽量隐秘，防止盗贼发现探头位置后从红外线探头防区外的死角窜入。本装置的电路部分应安装在探头防护区域的内部，否则盗贼很容易在行窃之前拆除报警器。此外接收和发射探头的安装位置是否得当也很重要，需要反复进行调整才能找到最佳的安装位置。探头位置如果得当，可使两探头之间的探测距离达15m左右，如果位置不当，会使探测距离大为缩短。

3.元件选用

锁环音频译码集成电路芯片LM567有不同的生产厂家，其型号可能会稍有变化，如NE567、SE567等。音乐芯片最好采用警笛叫声，如果条件限制，可以采用普通的触发音乐芯片。大多数的音乐芯片都是采用如图7.25所示的软（俗称黑胶）封装，在音乐芯片的电路板上往往接有一只三极管VT3做功放，这只管子可采用普通的小功率硅管SC9013。电路中的VT1和VT2可采用任何型号的NPN型小功率硅管。其他阻容元件的数值如图7.23电路中所标，红外发射接收器件采用红外遥控电视机专用的SE303和PH202。只要是电视机红外遥控发射接收配套的对管，不论什么型号一般都可以使用。桥式整流二极管D3～D6采用四只1N4007，稳压集成块采用塑封7806。电源变压器用3W的市售成品，次级电压应选7.5V，6V也勉强可用。扬声器用一般扬声器音量稍小，建议采用8Ω的报警器专用高音响扬声器。

图7.25　音乐片管脚图