简易电子栅栏报警延时自控电路设计及原理
简易电子栅栏报警延时自控电路设计及原理
赖应忠
（云南省昭通农校 云南 昭通 657000）
摘要：对射电子栅栏发出的红外线光，在遇盗贼阻拦时能触发报警器即时报警，但报警时间长短需要一个电路来控制。既不能出现只有红外线光遇阻瞬间才报警，而盗贼马上离开就无声的情况，也不能出现一报警就不停，或者出故障时一直报警扰民的情况。本电路采用三段延时电路，分别实现报警延时、误报处理及开机静音控制。
关键词： 电子栅栏 延时报警 误报处理 开机静音
窗体顶端
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窗体底端
引言：现代建筑越来越注重房屋外观的设计及室内的装修，然而室内装饰的豪华程度与室外防盗网的外观却形成了鲜明的对比：再华丽的装饰也被牢笼式的防盗网衬托得黯然失色；另外，防盗网还有许多致命弱点：遇火灾不便逃离；盗贼更易攀扶上楼盗窃；防盗网受重物的作用有落下的危险等。针对这一令人哭笑不得的尴尬局面，本人通过十多年以来的思考及对防盗产品的安装调试实践，总结出一些简单实用的解决方案，希望能对广大电子爱好者或家装公司提供一些帮助。
系统设计基础
防盗产品的选择
目前防盗产品种类繁多，但关键部件是传感器，通常采用的有：
被动热释电红外传感器、
主动热释电红外对射传感器
门磁传感器
振动传感器
超声波传感器
玻璃破碎声传感器
由以上传感器构成的报警器各有利弊，一般来说采用主动热释电红外对射传感器构成的报警器，有其另外几种传感器构成的所不具备的优点：抗强光、强噪音；误报率低；不受门窗开关的影响。而由被动热释电红外传感器构成的易受强光干扰；门磁传感器构成的易受窗户开关的影响；振动传感器构成的易受外界噪音（如雷声）等的干扰；超声波传感器及玻璃破碎声传感器构成的误报率较高等。所以由主动热释电红外对射传感器构成的报警器，成为近期防盗产品市场上的一大亮点。采用在窗户外安装一对电子栅栏的方案，既能阻止盗贼于户外，又能避免上述防盗网的一系列问题，更可以时刻布防而不影响室内人员的活动。
防盗延时电路的设计
对射电子栅栏发出的红外线光，在遇到盗贼阻拦时能触发报警器即时报警，但报警时间长短需要一个电路来实现。既不能出现只有红外线光遇阻瞬间才报警，而盗贼马上离开就无声的情况，也不能出现一报警就不会停，或者出故障时一直报警扰民的情况。本电路采用三段延时电路，分别实现报警延时、误报处理及开机静音控制。电路主要由TL082或同类运放块组成，为简化电路，延时部分均采用简单阻容充放电原理实现。
电路图的绘制
根据以上构想及相关单元电路手册绘制出如下图所示的电原理图（采用软件multisim 8绘制）。
●简易电子栅栏报警延时自控电路图
电路工作原理介绍
报警延时控制
第一部分运放的作用是报警延时控制，其工作原理如下：当电子栅栏常闭触点J1A因红外线光被盗贼阻断而断开时，Q1基极电压↑ → Q1集电极电压↓ → D1导通 → U1A 2脚反相端电压↓→ U1A 1脚电压↑ → Q2导通 → 继电器k1常开触点闭合，报警喇叭U3发声（当然应急开关J2A应处于闭合状态）；此时若因盗贼恐慌马上离开，红外线光重新连通使得触点J1A闭合，Q1再次截止 → Q1集电极电压↑ → D1反偏截止 → 电流通过R14开始对C1充电……直到一分钟左右后，C1正端变为高电平（6V以上），U1A 1脚翻转降为低电平 → Q2截止 → K1触点断开 → 停止报警。
误报故障保护
当有障碍物阻断红外线光或者电路出故障而引起误报警时，U1A 1脚必然持续高电平 → D2反相截止 → 电流通过R13对C2开始充电……直到2分钟左右后，C2正端变为高电平（6V以上）→ U2A 1脚电压↓ → Q3导通 → 继电器K2常闭触点断开 → Q2截止 → K1触点断开，从而切断报警喇叭供电。此后，只要障碍物一直没有被移开或电路故障使得U1A 1脚持续高电平，继电器K1、K2就一直处于断开状态，从而彻底避免了误报扰民的问题。
通电静音控制
刚通电时，由于电容C1两端电压的“稳定性”，U1A 2脚仍为低电平（小于6V），U1A 1脚仍为高电平 → Q2导通 → K1触点闭合，将使得报警喇叭立刻报警；另一方面，电容 C3两端电压在刚通电时也不能突变，Q4必然导通 → D3正偏导通→ Q 2基极电压↓ → Q2截止 → K1触点断开，从而使报警喇叭不能发声。
电路的连接及试验
1、电路连接
按电路图连接好各元器件后，还需连接电子栅栏及电源。连接时应注意：J1A为电子栅栏常闭触点开关；J2A为误报时的隐藏式手动断路开关（避免在譬如打扫窗户时引起的误报）；K1为常开触点继电器；K2为常闭触点继电器； U1A及U2A由一只TL082或类似集成块构成；U3采用12V高分贝警号代替；晶体三极管也可用Vceo>30V、Icm>200mA 的普通硅管代替。
延时调试
接通12V电源，闭合J2A后，先断开J1A马上再闭合，测试报警时间长短，据此调整R14阻值，使得延时时间为1分钟左右。
待报警结束后，重新断开J1A并保持断开状态，测试报警时间长短，据此调整R13阻值，使得报警延时时间约2分钟左右。
测试通电后1分钟内是否报警，如果报警，可以检查调整Q4周边元件解决。
安装注意事项
安装电子栅栏时应避免太阳直接照晒接收用栅栏。
应注意对射光通道不要被窗帘等漂动的物体遮挡而引起误报。
所有焊接点必须非常牢固，并采用进口优质元器件，将漏报或误报率尽量降为零。
结束语
此电路经过长期应用发现：电路虽然简单，但通过与高可靠的电子栅栏（宏泰牌）配合使用，取得了很好的防盗效果：既不用反复设防撤防操作，也不影响室内人员活动，好像安装了一面隐形的防盗网一样，具有简单实用的特点。有了它，不仅提高了家装品味，净化了城市景观环境，最重要的是保障了住户的财产和生命安全。此电路还可推广应用到广大农村、学校和厂矿等作为安防产品使用。
参考文献：陈黎敏 传感器技术及其应用 机械工业出版社 2009-6-1
林军 电子学基础 华中师范大学出版社 2008年1月
作者简介：少年时期随父亲学习家电维修技术，1981年就读于云南昭通师专（数学系），83年至今一直从教。所教学科有：中学数学、英语、中专物理、计算机基础、电子产品工艺设计、数字及模拟电路、单片机、C语言。业余从事家电维修、产品设计。曾任2008年昭通市首届中等职业学校学生技能竞赛电子电工专业评委。
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