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视力保护器 三
接线图
2024年02月13日 09:23 174
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电路工作原理
该视力保护器电路由电源电路、红外发射电路、红外接收放大电路、测光电路、清零脉冲电路、定时控制电路和声光报警电路组成，如图9-61所示。
电源电路由电源开关S、熔断器FU、电源变压器T、整流桥堆UR、滤波电容器C10、Cl4-C16和三端稳压集成电路IC5、1C6组成。
红外发射电路甘电阻器Rll-Rl5、电容器Cl2、C13、二极管VD7、与非门集成电路IC2(D7-D1O)、晶体管Vl和红外发光二极管VLl组成。
红外接收控制电路由红外光敏二极管VD2、电阻器R16-R18、电位器RPl、RP2、电容器C6-C8、发光二极管VL2、非门集成电路lCl(D1-D6)内部的D5和二极管VD3、VD4组成。
测光电路由光敏电阻器RG、电阻器R2l、R22、二极管VD5、电位器RP3和lCl内部的非门Dl组成。
清零脉冲电路由二极管VDl、电容器C1、电阻器Rl-R3、ICl内部的非「]D2、D3和晶体管V6组成。
定时控制电路由电容器C5、电阻器R8、R9、非门D6和晶体管V8组成。
声、光报警电路由晶体管V2-V5、V7、V8、电阻器R5-R7、RlO、Rl9、R2O、R23、R24、发光二极管VL3-VL5，稳压二极管VS、音乐集成电路lC4和蜂鸣器HA组成。
接通电源开关S，交流220V电压经T降压、UR整流及C16滤波产生9V直流电压后分为两路:一路经IC5稳压为+6V，作为红外发射电路和ICl的工作电压;另一路经lC6稳压为+5V，供给红外接收电路、闪光报警电路和测光电路等。+6V电压还经R7限流降压及VS稳压后，为IC4提供+3V工作电压。
整机各电路通电后，由与非门D7、D8和VD7、Rll、Rl2、Cl2组成的超低频振荡器振荡工作，产生lHz的脉冲信号对l5kHz振荡器 (由与非门Dg、DlO和电阻器R13、电容器Cl3组成)进行调制，调制后酌脉冲信号经Vl放大后，驱动VLl发射出调制红外光。
在使用者的头部与书写面的距离大于35cm时，VD2接收不到VL发射的红外光，IC3的7脚输出高电平。当使用者的头部与书写面的距离小于35cm时、VD2接收到VLl发射的红外光 (头部反射回来的红外光)并将其转换成电信号，该电信号经IC3内部处理后，从7脚输出低电平，使VL2点亮;同时非门D5输出高电平，VD3和VD4导通，V屿点亮，非门D4输出低电平，V7饱和导通，IC4受触发工作，HA发出蜂鸣声，提醒使用者注意读写距离。
在定时时间未到时，非门D6输出高电平，V8处于截止状态，VM不发光。当定时时间结束时，非门D6输出低电平，使V8导通，VL4点亮，同时V8集电极输出的高电平通过C4去触发lC4，使IC4工作，HA发出蜂鸣声，提醒使用者应休息一会儿。
在环境光线适合读写要求时，RG的阻值较小，非门Dl输出低电平，VD5、VD6、V4和V5均处于截止状态，VL3不发光。若环境光线低于读写要求时，RG的阻值变大，非门D1输出高电平，VD5、VD6、V4和V5均导通，VL3点亮;同时非门D4输出低电平，V7导通，IC4受触发工作。HA发出蜂鸣声，提醒使用者环境光线偏弱。
为防止在使用者多次偶然的低头或遮光时导致声音报警电路误触发，由非门D2、D3和VDl、Rl、R2、Cl组成的振荡器每5s输出一个脉冲，便V6导通，C2通过V6放电。这样，只有在使用者的读写距离偏低的时间达到5s以上，报警电路才动作。
调节RPl和RP2的阻值，可以改变红外控制的灵敏度。
调节RP3的阻值，可改变测光电路的灵敏度。
元器件选择
Rl-R24选用1/4W的金属膜电阻器或碳膜电阻器。
RPl-RP3选用微型合成碳膜电位器或可变电阻器。
Cl、C2、C5，C7、C9、ClO-Cl2、C14和C16均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C3、C4、C6和Cl5均选用独石电容器或涤纶电容器;C8和C13选用高频瓷介电容器或玻璃釉电容器。
VDl和VD3-VD7均选用1N4148型硅开关二极管;VD2选用SE302型红外光敏二极管。
VLl选用PH303型红外发光二极管;VL2-VL5均选用φ3mm的高亮度发光二极管。
VS选用1/2W、3V的硅稳压二极管。
UR选用lA、5OV的整流桥堆。
Vl-V6均选用S9013或3DG9013型硅NPN晶体管;V7和V8选用S8550或C9550、3CG8550型硅PNP晶体管。
lCl选用CD4069型六非门集成电路;IC2选用CD4011型四与非门集成电路;IC3选用CXD2O106型红外信号处理集成电路;IC4选用KD9300型音乐集成电路;lC5选用LM7806型三端稳压集成电路;IC6选用LM7805型三端稳压集成电路。
T选用3-5W、二次电压为9V的电源变压器。
HA选用压电式蜂鸣器。
S选用5A、220V的电源开关。
该视力保护器电路由电源电路、红外发射电路、红外接收放大电路、测光电路、清零脉冲电路、定时控制电路和声光报警电路组成，如图9-61所示。
电源电路由电源开关S、熔断器FU、电源变压器T、整流桥堆UR、滤波电容器C10、Cl4-C16和三端稳压集成电路IC5、1C6组成。
红外发射电路甘电阻器Rll-Rl5、电容器Cl2、C13、二极管VD7、与非门集成电路IC2(D7-D1O)、晶体管Vl和红外发光二极管VLl组成。
红外接收控制电路由红外光敏二极管VD2、电阻器R16-R18、电位器RPl、RP2、电容器C6-C8、发光二极管VL2、非门集成电路lCl(D1-D6)内部的D5和二极管VD3、VD4组成。
测光电路由光敏电阻器RG、电阻器R2l、R22、二极管VD5、电位器RP3和lCl内部的非门Dl组成。
清零脉冲电路由二极管VDl、电容器C1、电阻器Rl-R3、ICl内部的非「]D2、D3和晶体管V6组成。
定时控制电路由电容器C5、电阻器R8、R9、非门D6和晶体管V8组成。
声、光报警电路由晶体管V2-V5、V7、V8、电阻器R5-R7、RlO、Rl9、R2O、R23、R24、发光二极管VL3-VL5，稳压二极管VS、音乐集成电路lC4和蜂鸣器HA组成。
接通电源开关S，交流220V电压经T降压、UR整流及C16滤波产生9V直流电压后分为两路:一路经IC5稳压为+6V，作为红外发射电路和ICl的工作电压;另一路经lC6稳压为+5V，供给红外接收电路、闪光报警电路和测光电路等。+6V电压还经R7限流降压及VS稳压后，为IC4提供+3V工作电压。
整机各电路通电后，由与非门D7、D8和VD7、Rll、Rl2、Cl2组成的超低频振荡器振荡工作，产生lHz的脉冲信号对l5kHz振荡器 (由与非门Dg、DlO和电阻器R13、电容器Cl3组成)进行调制，调制后酌脉冲信号经Vl放大后，驱动VLl发射出调制红外光。
在使用者的头部与书写面的距离大于35cm时，VD2接收不到VL发射的红外光，IC3的7脚输出高电平。当使用者的头部与书写面的距离小于35cm时、VD2接收到VLl发射的红外光 (头部反射回来的红外光)并将其转换成电信号，该电信号经IC3内部处理后，从7脚输出低电平，使VL2点亮;同时非门D5输出高电平，VD3和VD4导通，V屿点亮，非门D4输出低电平，V7饱和导通，IC4受触发工作，HA发出蜂鸣声，提醒使用者注意读写距离。
在定时时间未到时，非门D6输出高电平，V8处于截止状态，VM不发光。当定时时间结束时，非门D6输出低电平，使V8导通，VL4点亮，同时V8集电极输出的高电平通过C4去触发lC4，使IC4工作，HA发出蜂鸣声，提醒使用者应休息一会儿。
在环境光线适合读写要求时，RG的阻值较小，非门Dl输出低电平，VD5、VD6、V4和V5均处于截止状态，VL3不发光。若环境光线低于读写要求时，RG的阻值变大，非门D1输出高电平，VD5、VD6、V4和V5均导通，VL3点亮;同时非门D4输出低电平，V7导通，IC4受触发工作。HA发出蜂鸣声，提醒使用者环境光线偏弱。
为防止在使用者多次偶然的低头或遮光时导致声音报警电路误触发，由非门D2、D3和VDl、Rl、R2、Cl组成的振荡器每5s输出一个脉冲，便V6导通，C2通过V6放电。这样，只有在使用者的读写距离偏低的时间达到5s以上，报警电路才动作。
调节RPl和RP2的阻值，可以改变红外控制的灵敏度。
调节RP3的阻值，可改变测光电路的灵敏度。
元器件选择
Rl-R24选用1/4W的金属膜电阻器或碳膜电阻器。
RPl-RP3选用微型合成碳膜电位器或可变电阻器。
Cl、C2、C5，C7、C9、ClO-Cl2、C14和C16均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C3、C4、C6和Cl5均选用独石电容器或涤纶电容器;C8和C13选用高频瓷介电容器或玻璃釉电容器。
VDl和VD3-VD7均选用1N4148型硅开关二极管;VD2选用SE302型红外光敏二极管。
VLl选用PH303型红外发光二极管;VL2-VL5均选用φ3mm的高亮度发光二极管。
VS选用1/2W、3V的硅稳压二极管。
UR选用lA、5OV的整流桥堆。
Vl-V6均选用S9013或3DG9013型硅NPN晶体管;V7和V8选用S8550或C9550、3CG8550型硅PNP晶体管。
lCl选用CD4069型六非门集成电路;IC2选用CD4011型四与非门集成电路;IC3选用CXD2O106型红外信号处理集成电路;IC4选用KD9300型音乐集成电路;lC5选用LM7806型三端稳压集成电路;IC6选用LM7805型三端稳压集成电路。
T选用3-5W、二次电压为9V的电源变压器。
HA选用压电式蜂鸣器。
S选用5A、220V的电源开关。
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