基于红外技术的光电报警系统的研究TheResearchofPhotoElectricityAlarmSystemBasedonInfraredTechnology(河北理工大学孙丽英张景春葛超朱艺SUNLIYINGZHANGJINGCHUNGECHAOZHUYl摘要:介绍了一种采用红外二极管做发射光源,由光敏二极管接收光的简单的光电报警系统,详细论述了系统的组成原理。系统由发射、接收、放大和报警四部分组成,当发射和接收之间的光线被阻断时,系统发出报警信号。关键词:红外发光二极管;光敏二极管;信号放大;光电报警中图分类号:TP277文献标识码:AAbstract:Ansimplephotoelectricityalarmsystemispresentedinthispaper.Theinfrareddiodeismadeforemissionlamp-houseThephotosensitivediodeismadeforthereceiver.Thecomposingprincipleisdiscussedparticularly.ThesystemincludesfourpartsWhenthebeamisinterdictedbetweenemissionandreceiver,thesystemwillgiveallalarmsignal.Keywords:infrareddiode,photosensitivediode,signalmagnify,photoelectricityalarmsysteml刖罱光电报警系统是一种监视系统,目前种类繁多。本文介绍一种简单的红外光电报警系统,当人或其它异物阻断发射和接收之间的红外光束警戒线时,光电报警系统立即做出反应,发出报警信号。2总体结构设计系统由发射、接收、放大和报警四部分组成,如图1所示。发射部分包括调制电源和红外发射二极管,发射红外调制光,在一定距离以外用光敏二极管接收调制光。在发射和接收系统之间有红外光束警戒线,当警戒线被阻挡时,接收系统发出指示信号,此信号经放大,驱动报警电路发出报警信号。红外光柬警戒线国一圈一国图1光电报警系统结构示意图2.1发射系统发射系统基于抗干扰的考虑,组成了由NE555构成的占空比可调的多谐振荡器电路做调制电源产生脉冲驱动信号,红外发射二极管采用BT401,如图2所示。R,采用100KQ的电位器,R2选用3Kn的电阻,C。选用0.1仙F的电容,调整RI的电阻值可以调整占空比和脉冲频率。占空比越大,红外二极管发射的距离越远。当R。=R2时,输出为方波信号,输出频率为:f=1.44//22RICl=2.4KHzBT401是由GaAs等半导体材料制成的,其核心是PN结。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区,进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。BT401红外发光=极管技术参数:孙丽英:教师硕士研究生最大正向工作电流Im=30mA正向压降vm≤1.5V(tm=30mA时发射光功率1.5~2mW反向耐压≥5v工作截止频率1MHZ发光峰值波长940nmD图2发射电路用NE555组成的振荡器来做红外发光管BT401的驱动时,由于红外发光管BT401的工作电流约30mA,NE555输出功率不够,因此加一个三极管驱动电路,使输出电流大于或等于红外发光管的最小工作电流If。同时给发光管串联一个限流电阻R,使输出电流小于或等于发光管的最大工作电流k。设发光管最大工作电流为I。最大工作电流时正向压降为V。,则限流电阻R取值为R,≥Vm--Vm。,m2.2接收系统和放大电路电路采用2CU2B光敏二极管作为接收系统,用LF353构成放大电路,电路如图3所示。2CU2B光敏二极管技术参数:最大工作电压Vmax=30V暗电流Id≤0.1斗A@啪嘲邮局订酣:82-舛6360元.,/-305—万方数据≤电流响应度0.5斗刖斗W结电容。<5pF响应时间104s(负载RL--100n光敏二极管是一种光伏探测器,是根据PN结受光照后产生的光电效应原理制成的。光敏二极管工作时通常处于反向偏压状态,当无光照射时,二极管截止,电路中仅有PN结的反向漏电流,常称为暗电流;有光入射时,PN结附近受光子冲击,吸收光子的能量产生电子一空穴对,使载流子能量增加,形成光电流。它的导电能力完全取决于光照,当入射光强度发生变化时,通过二极管的电流随之变化,于是二极管的端电压也发生变化。从阻抗的角度看,当入射光强度发生变化时,二极管的阻抗发生变化,光强度越大阻抗越小。放大器分为两级,前一个1/2LF353构成主放大器。将光敏二极管接入同相输入端,则光敏二极管所产生的电流变化信号经主放大器放大。后一个1/2LF353构成比较放大器,将来自主放大器的信号加在比较放大器的反相输入端,其中R7采用电位器,这样调整R7的阻值,可以调节报警的距离和系统的灵敏度。图3接收放大报警电路当光线未被阻断时,从主放大器来的交流信号经二极管D1检波,...