物理实验中简易太阳能红外报警器设计
物理实验中简易太阳能红外报警器设计
摘要：以提高大学生物理实验创新能力为目的,设计了一种由分立电子元件制成的太阳能红外
报警器,应用于门窗防盗报警。红外报警器包括供电电源、光控开关及报警电路 3部分组成,并
附以太阳能电源电路工作原理图。
关键词：红外报警器; 物理实验; 太阳能;
Design of simple solar infrared alarm in physical experiments
Zhang Yong Qiu Zhongyuan Song Qingyi Qi Shuang
College of Science,Liaoning University of Technology
Abstract：To improve physical experimental innovation ability of the college students,a solar
infrared alarm composed of discrete electronic components is designed for doors and windows
alarming.The infrared alarm includes the power supply,the light-operated switch and the alarm
circuit,and the circuit principle diagram of solar power supply is provided.
大学物理实验中的电学实验数量比较少, 而且实验内容较陈 旧, 不能很好 地反映现 代科学技 术
的发展[1]。我们在创新性实验的设计中增加了太阳能红外报警器的设计与制作实验[2]。该新
实验使学生体验到了现代科技的发展,为以后学生接触科技前沿知识及融入现代科技之中打下了
良好的基础。
红外报警器的设计与制作技术较为成熟,而且现在几乎所有的报警器的设计都是高度集成化
[3,4,5,6,7,8]。虽然高度集成化的红外线报警器有很多设计优点,但是,对于刚刚接触物理实验的
大学生来说,对集成电路的原理和设计思路都不是十分清晰,学习起来比较困难。要想打好电学
实验的基础,最好的办法就是从分立电子元件开始设计学习太阳能红外报警器。并且太阳能技术
与红外报警器相结合,这种设计现并不多见,而且大学基础物理实验对其特性的研究更是非常
少。该太阳能红外报警器的设计与特性研究对培养学生的基础物理的科研思维和动手能力都是
十分有意义的。
1 太阳能红外线报警器的组成
太阳能红外线报警器,是以太阳能电池吸收太阳光,并把光能转化电能储存蓄电池中,蓄电池作为
红外线报警器电源[9]。以红外线发光二极管和接收光敏三极管及辅助电路作为光控开关[10]。
以三极管放大电路为基础,通过电路的通断使串联于电路中的扬声器或蜂鸣器发出声响达到报警
的目的[11]。
2 太阳能红外报警器电路的设计与制作
2.1 红外报警器电路的设计与制作
红外报警器原理电路见 图 1。光敏三极管 VT1 和三极管 VT2、VT3 等组成光 控开关。当门窗
闭 合时,光敏器件受到强烈的近红外辐射,内阻很小,三极管 VT2 和VT3 均截止,由三极管 VT4、
三极管 VT5 等组成的报警电 路不工作。三极管 VT4、VT5 分别为 PNP 型和 NPN 型三极管,两
只管直接耦合而成。由电阻 R2 和电容 C2 构成正反馈回路, 组成一个结构简单的自激式振 荡
器。 电阻 R1 接在 VT3 集电极上。VT3 不导通时, 集电极为 高电位, 迫使三极 管 VT4、VT5 停止
振荡,扬声器 B不发声,整个电路处于警戒状态, 此时耗电 极小。 一旦门窗 打开时, 光敏三极 管
VT1 处红外光线受阻消失,光敏管内阻增大,致使 VT2 和VT3 管导通,接通报警电路的电源,扬声
器立即发出报警声。调节微调电位器 RP 可获得合适的报警灵敏度。
图1 红外线报警器原理电路
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物理实验中简易太阳能红外报警器设计 摘要：以提高大学生物理实验创新能力为目的,设计了一种由分立电子元件制成的太阳能红外报警器,应用于门窗防盗报警。红外报警器包括供电电源、光控开关及报警电路3部分组成,并附以太阳能电源电路工作原理图。关键词：红外报警器;物理实验;太阳能;DesignofsimplesolarinfraredalarminphysicalexperimentsZhangYongQiuZhongyuanSongQingyiQiShuangCollegeofScience,LiaoningUniversityofTechnology Abstract：Toimprovephysica...
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作者：闻远设计
分类：课程设计课件资料
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