一款简单易制的家居安全装置

  作者：潘建新 一、工作原理
　　电路原理图如图所示。该电路由两组稳压电路、红外线人体探头、光电耦合隔离电路、可控硅触发电路、定时电路、控制执行电路、光控电路、驱动电路组成。首先将12V稳压电源输出端A、B及C、D连接红外线人体探头HW虚线内的A’、B’，C’、D’，接通220V交流电，220V交流电经变压器T降压、UR1、UR2整流及稳压后，分别输出12V和6V稳压直流电。12V稳压电源供红外线人体探头使用，6V稳压电源供主机及半导体收音机使用。当刚接通电源时，HW里的LED见图中虚线框内。发光指示二极管自动闪烁十几秒。本装置正是利用闪烁十几秒的驱动电流触发单向可控硅导通，带动相应电路动作。在待机状态时，VS单向可控硅G极处于临界触发状态，VS可控硅不导通。若此时白天，CDS光敏电阻在一定照度的光照射时，光敏电阻阻值变小，三极管VT3获得足够的基极电流而导通，导通后的三极管产生较大的集电极电流驱动继电器K2吸合，常开触点K2-1闭合。若此时有人在红外线监控范围内走动，红外线人体探头HW里的LED发光指示二极管闪烁十几秒，这时，并接LED的C、D两端电流经IC1光电耦合隔离电路，足以触发单向可控硅VS的G极，使单向可控硅VS导通。随着可控硅VS导通，正6V稳压电源通过继电器常闭触点Kl-l经可控硅VS的A、K极接通电容C1，回到电源负端，形成一充电回路。VT1、VT2三极管基极与发射极之间得到正向偏置，VT1、VT2达林顿管导通，继电器K1吸合。继电器K1吸合后，K1-1常开触点接通半导体收音机外接电源，袖珍半导体收音机开始放音。当K1-1常闭触点断开的瞬间，可控硅VS截止，电容C1开始放电。定时一段时间后，随着定时电路里C1放电电流的逐渐减少，VT1、VT2集电极放大电流小于继电器Kl的吸合电流时，继电器无法维持吸合，继电器K1绕组失电释放，K1-1触点恢复常开状态，半导体收音机停止工作。傍晚，天渐渐黑下来，CDS光敏电阻阻值变大，三极管VT3基极获得电流减弱，集电极电流无法维持继电器K2吸合时，继电器K2释放，K2-1常开触点恢复常开状态，继电器Kl绕组失电释放，被控设备停止工作，进入待机状态。 　　二、元件选择
　　HW为XP-40红外线人体探头；VS为MCR100-6单向可控硅；Kl、K2为6V小型继电器；CDS亮阻小于或等于10kΩ，暗阻大于2mΩ的光敏电阻；UR1、UR2为1N4001整流二极管；　　VT1～VT3；β值≥80；T为3W优质变压器；C1～C3耐压16V；C4、C5耐压25V；IC1为4N25光电耦合器；IC2为AN7806三端固定稳压集成块；IC3为AN7812三端固定稳压集成块。 　　三、调试与使用
　　该装置调试简单，按图接线无误即可调试。先不接红外线探头HW的12V电源，在白天平常光照下，接通220V市电，继电器K2马上吸合，接着遮黑光敏电阻CDS，继电器K2应释放。在继电器K2吸合状态下，用镊子碰一下VS的G极，继电器K1应吸合，再用镊子短接一下电容C1两端，继电器K1应释放，这部分调试就完成了。最后，接通半导体收音机，接通红外线探头HW的12V电源，将C、D两端并接于红外线探头HW里的LED发光指示二极管C’、D’。接通220V市电，看到红外线人体探头里的发光指示二极管闪烁时，收音机开始工作，收音机音量以门外听到为宜。按图所示数值，15分钟左右定时时间到后（时间长短可通过PR调节），收音机应停止工作，全部调试即告完成。使用时，将该机装入盒里，在光敏电阻上方开个孔，用透明有机玻璃盖著开孔处。红外线人体探头安装在厅门外上方适当高度的地方，调节好角度和监控范围，主机通过长引线放在窗旁每天都有光照的地方，就可以投入使用了。经长时间使用，该装置反应灵敏、工作可靠。本装置以上班一族下班回到家后的广州市区夏季19时左右天黑时间作为设定值，使其进入待机状态。要设定光敏电阻天黑程度，可根据当地不同地区通过串接电位器来解决。当主人每次外出接通电源时，红外线人体探头闪烁信号首先触发相应的控制电路，自动打开收音机。收音机定时关闭后，该装置一直处在监控状态，若有人在门外走动，本装置再次启动。有兴趣的读者不妨一试，该装置对6V电源要求不高，继电器能够可靠吸合，就不需要用到稳压电源。红外线人体探头耗电20mA左右，主机及袖珍半导体收音机耗电160mA左右。要合理选择R2、R3电阻，以免可控硅产生误动作。