入侵報警器的設計與制作

(3)報警控制電路
電路如下圖所示，其中DVcc與AVcc接在一起接+5v。U1_4、U1_3構成鎖存器，平時（即光照正常時），(13)、(12)腳都是高電平，(11)、(10)腳為低電平，⑧腳輸出高電平，U1-l作反相器用，③腳輸出低電平，U2不工作。當“光照正常”信號消失時，(13)腳變低，U1_4(11)腳變高，U1_3⑧腳變低，U1_4(12)腳也為低。也就是說，無論此后“光照正常”信號有沒有，曾經為低的情況將被鎖存，U1_3輸出⑧腳一直為低，通U1-1③腳輸出高，驅動報警音樂片KD5608發出狗叫聲。讀者也可以自由發揮，制作出不同的報警效果。
U1_2的兩個輸入端分別接兩只光敏三極管，一只上拉，一只下拉。因為在暗處工作，負載電阻可以取大一點，以提高靈敏度。不論全有光照還是全無光照，U1_2的輸入端總有一個為低，其⑥腳輸出為高。最好設置背景A處為黑，背景B處為白，使④、⑤腳都為低。電子鑰匙可以做成打孔透光型，也可以涂白涂黑反光型，一旦A有光B無光（即將電子鑰匙插入），U1_2的④、⑤腳均為高，⑥腳輸出低，維持延遲O.ls后，U1_3的⑨腳持續為低，⑧腳恒高，不管“光照正常”信號有沒有，都不能報警，并建立U14(12)腳為高的初始態。電子鑰匙的設計可以多種多樣，也不局限于A,B兩個邏輯點，可以發揮創造力。
D4、D5、D6的正向壓降為3V，正好為U2KD5608供電(3V)。注意：許多音樂片誤用SV電源供電，導致聲音不對且芯片發熱，要注意降壓使用。但揚聲器可以接到5V電源。
U1_3腳輸出的控制信號的高電平也是SV，為了避免損壞U2，故串聯了一只電阻R15。

二、裝配與調試
1．裝配
上圖是接收器的安裝圖。整個接收器裝在墻式電源插線盒中，如國圖所示。通用板的裝配技能也是電子技師、工程師的基本功。下圖(略)展示了三種樣品（不是同一線路）。
右邊采用立體多層交錯布線，不易查錯，因信號的相互干擾大，很難調好。中間的是平面裸線布線，焊點粗糙，所占面積較大。
左邊是臺灣某公司為了驗證設計（IC為主，元件較少），請電子制作專家加急焊接并寄給筆者的，該板焊點特別漂亮、布線整齊規則。安裝所用的線是美國“OKIndustriesInc”
AWG30(美制線規)單芯氟塑料被覆安裝線。
制作時宜先做發射，后做接收。發射總共8個元器件，不難做。因為紅外發射看不見，要用萬用表交流擋（如果指針表要在紅筆中串入一只0.1LLF的電容器）測IC1③腳和①腳（地線，接黑筆）間有5.7V交流電，R3兩端有5.2V交流電。如只有前者沒有后者，請將紅外LED反過來試試。如果5.7V也沒有，說明不起振，往往是R1、R2、C1回路有問題。發射調好后，用發射管緊對著接收板的VT1，則數字表交流擋可以在C1兩端測到電壓。至少要有AC0.5V電壓。如全無，改用DC擋，測VT1兩端，用手擋住外界雜散光，讀數會變化（如4.70—4.99）。如無變化，請將VT1兩極反過來試試。單獨將VT1插入萬用表晶體管擋NPNC、E，光照hFE有讀數為VT1極性正確，接E的極接地，接C的極接圖3的電容器C1。光敏晶體管調好后，要花主要力量調運算放大器。
2，用數字萬用表進行運放直流工作點的檢測
測量交流特性之前必須保證直流工作點正常。對于單電源5V的LM324來說，只有①、⑦、⑧腳輸出電壓在電源一半左右才能正常工作。實際量電源是4.8V，輸出電壓約2.4V。如果不是，肯定電路有問題。到底是輸入端斷路還是輸出端有短路，最迅速的檢測方法是短路①、②腳測①腳，短路⑥、⑦腳測⑦腳，短路⑧、⑨腳測⑧腳。以①、②腳為例，測①腳為3.5V(高)，短路①、②腳測①腳為2.5V，不用查③腳，測②腳電壓，如讀數為0.17V，測R5兩端：0/0.17證明C2短路。如短路①、②腳測①腳仍為3.5V，先不用查②腳，測③腳電壓，讀數為4.9V，可能R3開路或C1短路。測試原理是，短路①、②腳意味著100%反饋，將運放接成跟隨器，能跟隨是一種情況，不能跟隨或跟隨錯誤是另一種情況。很快就把故障范圍縮小到幾個元件內。
3．用數字萬用表交流擋測量接收放大器
先將發射管緊對著接收板的y＇ri，逐步移遠。測①、⑦、⑧腳輸出電壓，應該逐級變大。當然達到AC1.5V后不能繼續加大是正常的。如果某一級放大不足，應檢查電容器（因為直流工作已經正常，電阻沒有問題）。例如，C2虛焊或容量太小，第一級放大就不能達到19倍。
4．交流自激問題的解決
關閉發射，一旦測出輸出端常有AC1.5V，就是自激。如果發生自激，檢查電源退耦電容C9接好沒有？R1l/R12是否大子27布線是否太亂？實在不行，只能一級一級地拆。交流自激是放大器最難解決的問題。設計單級放大倍數過大、放大級數過多是主要原因，、筆者先前曾設計成放大7000倍，結果發生輸出總有信號的問題，用示波器觀測，是一種噪聲干擾經過選頻，正好5kHz過來了，不像自激又類似自激。最后將發大倍數降到3000倍就好了。這次設計的放大倍數為2000倍，是很保險的。有一次我將發射器和接收器共用一個5v電源，自激問題一直找不出來。后來將發射器單獨供電就解決r。
三、供電問題
報警器需要長期接入電源，因此必須考慮發熱、體積和節能等問題。
小功率變壓器效率低，體積較大，優選用類似手機充電器那樣的小功率開關電源作為接收電源，而且有現成的手機線充可以用。發射部分電流消耗是恒定的，一旦調好與人接觸少，可以考慮電容采用降壓方案（調試要注意安全）。用0.22μF630V耐壓的電容降壓、橋式整流及9V0.5W穩壓管穩壓共三個元件就可以了。有經驗的設計者往往會在0.22uF電容上并聯一只1MΩ的泄放電阻，串聯一只0.5Wl00Ω的限流電阻。