電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-無線門鈴

1、河北工業(yè)大學(xué)電子與通信工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Fundamentals of Electronic Products Design 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1無線遙控電子門鈴n電子門鈴是日常生活中常用的電子產(chǎn)品，有普通電子門鈴、音樂電子門鈴、遙控電子門鈴等。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2常見幾種實(shí)用門鈴 n叮咚門鈴 n下圖是一種能發(fā)出“叮、咚”聲的門鈴的電原理圖。它是利用一塊時(shí)基電路集成塊和外圍元件組成的。它的音質(zhì)優(yōu)美逼真，裝調(diào)簡單容易、成本較低，一節(jié)6V迭層電池可用三個(gè)月以上，耗電量較低。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)5n圖中的IC便是時(shí)基電路集成塊555，它構(gòu)成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。

2、按下按鈕AN（裝在門上），振蕩器振蕩，振蕩頻率約700Hz，揚(yáng)聲器發(fā)出“?！钡穆曇簟Ｅc此同時(shí)，電源通過二極管D1給C1充電。放開按鈕時(shí)，C1便通過電阻R1放電，維持振蕩。但由于AN的斷開，電阻R2被串入電路，使振蕩頻率有所改變，大約為500Hz左右，揚(yáng)聲器發(fā)出“咚”的聲音。直到C1上電壓放到不能維持555振蕩為止。“咚”聲的余音的長短可通過改變C1的數(shù)值來改變。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)6n不用電池的雙音門鈴電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)7電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)8n隨著電話機(jī)的普及率越來越高，擁有住宅電話的家庭也越來越多，但大多數(shù)住宅電話使用率很低，利用電話入戶饋線提供的48V（60V）直流饋電作電子門鈴的工作能源是經(jīng)濟(jì)實(shí)

3、用的?，F(xiàn)介紹一款不用電池的雙音門鈴電路。電路原理如圖所示，不難看出，圖中電路是常規(guī)的電話機(jī)振鈴電路的變型。a、b分別是電話機(jī)入戶線的正、負(fù)兩端。AN為常開型門鈴按鈕，在電話機(jī)候機(jī)時(shí)，按下AN，程控交換機(jī)提供的48V（或60V）電壓，直流饋電經(jīng)VD1、R1對(duì)電容C1充電，當(dāng)C1端電壓Vc達(dá)到IC1的起控電壓時(shí)，IC1起振送出雙音電子鈴流使蜂鳴器B發(fā)聲，告知主人有客來訪。而當(dāng)電話機(jī)正在使用時(shí)，則圖中a、b之間的電壓較低達(dá)不到IC1的起控電壓，此時(shí)，即使按下AN門鈴按鈕也不工作，這是因?yàn)橛捎赗1取值較大，遠(yuǎn)大于電話機(jī)的阻抗。故AN按下時(shí)對(duì)電話機(jī)的正常通話無影響。也對(duì)程控交換機(jī)無不良影響，僅在使用門鈴

4、時(shí)對(duì)其間打入的電話遇忙。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)9n兩種無按鈕音樂門鈴n門鈴均需安裝按裝，因而存在著安裝麻煩和易于丟失損壞等問題。用復(fù)合開關(guān)管代替機(jī)械觸發(fā)開關(guān)制作的音樂門鈴，即可克服上述弊端。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)10n圖1為振動(dòng)式。當(dāng)有人用手敲門時(shí)，安裝在門內(nèi)側(cè)的壓電陶瓷片YD受到振動(dòng)而產(chǎn)生相應(yīng)的音頻電壓，使復(fù)合管開關(guān)BG1和BG2導(dǎo)通，音樂電路CIC受到觸發(fā)即演奏一段樂曲。壓電陶瓷片以采用直徑較大的為宜，用502膠水將其粘合在門內(nèi)偏上的中心位置即可。n圖2為觸摸式。當(dāng)用手指觸摸電路A點(diǎn)時(shí)，人體感應(yīng)電壓使復(fù)合管BG1和BG2導(dǎo)通，音樂電路CIC受到觸發(fā)即演奏一段樂曲。觸摸電極A可用一大小適中的金屬片固定在

5、門框上即可。 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11n觸摸式門鈴n本文介紹的觸摸式門鈴，用觸摸方式代替機(jī)械開關(guān)，它簡單可靠，實(shí)用有趣。n工作原理：電原理圖如圖所示。555時(shí)基集成電路工作在單穩(wěn)狀態(tài)，平時(shí)腳和腳均為低電平當(dāng)用手觸摸一下金屬感應(yīng)片M時(shí),人體的感應(yīng)信號(hào)通過n0.1F電容加至555時(shí)基集成電路的腳，使電路翻轉(zhuǎn)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，這時(shí)腳輸出高電平直接加到門鈴芯片的觸發(fā)端，芯片被觸發(fā)并通過三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。同時(shí)腳也變?yōu)楦唠娖剑娫赐ㄟ^100K電阻對(duì)4.7F電容充電,當(dāng)電容上的電壓充至2/3電源電壓時(shí)，電路又翻轉(zhuǎn)，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，腳又變?yōu)榈碗娖?。待再觸摸一次M時(shí)，上述工作過程周而復(fù)始。因此每觸摸一次M，門鈴就被觸發(fā)一

6、次。腳上的0.01F電容為抗干擾電容,可防止門鈴被誤觸發(fā)。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)12電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)13n元器件選擇與制作：本電路的門鈴芯片選用“叮咚”（HL9300）芯片，它每被觸發(fā)一次，盡管腳變?yōu)榈碗娖胶?，它仍可連續(xù)發(fā)出三次“叮咚”聲。如選用的是需要觸發(fā)端一直為高電平才可發(fā)聲的芯片（如音樂芯片），應(yīng)適當(dāng)調(diào)整腳上的阻容時(shí)間常數(shù)來調(diào)整暫穩(wěn)態(tài)的時(shí)間，使腳的高電平足以使芯片發(fā)出一曲完整的音樂后才變成低電平。另外還應(yīng)通電測量一下門鈴芯片推動(dòng)三極管的基極電位，如靜態(tài)（不發(fā)聲）時(shí)為低電平，則改用NPN型三極管作推動(dòng)管，目的是防止靜態(tài)動(dòng)耗，延長電池使用壽命。觸摸片的引線太長時(shí)最好使用屏蔽線并將屏蔽層接地。本電路

7、制作簡單，只要安裝無誤即可正常工作。本電路還可擴(kuò)展為觸摸開關(guān)、觸摸報(bào)警器等實(shí)用電路。 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)14n伴隨著無線電技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，人們對(duì)居住環(huán)境的安全、方便提出了越來越高的要求，尤其是在智能化住宅中，人們迫切需要一種不僅安全可靠、使用方便等優(yōu)點(diǎn)于一體的智能門鈴產(chǎn)品。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)15無線電子門鈴系統(tǒng)框圖 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)16n在設(shè)計(jì)無線控制產(chǎn)品時(shí)，由于無線電信號(hào)容易受環(huán)境因素的干擾，在沒有專業(yè)設(shè)備的前提下，很難制作成功。另外無線數(shù)據(jù)傳輸和有線不同，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只在短時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的，時(shí)間稍長便會(huì)受到干擾，因此在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時(shí)必須采用編碼進(jìn)行傳送。在無

8、線門鈴的設(shè)計(jì)中，高頻部分可以采用專用的發(fā)射和接收模塊，同時(shí)數(shù)據(jù)的編碼和解碼也用硬件完成，可以大大提高制作的成功率。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)17可視門鈴n無線可視門鈴 wireless Video door phone或wireless Video door bell.電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)18電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)19電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)20電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)21電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)22n發(fā)射電路是由Q2、Q3組成晶體穩(wěn)頻的多諧振蕩器產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的振蕩信號(hào)，然后送給Q1進(jìn)行調(diào)制放大，后經(jīng)環(huán)形天線發(fā)射出去。調(diào)節(jié)T1的電感量發(fā)射電路與接收電路頻率相近。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)23電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)24n接收電路由一塊內(nèi)部具有6個(gè)反相器的

9、數(shù)字電路TC4069的集成電路組成。Q1與環(huán)形接收電天線T1組成超高頻接收解調(diào)電路，其解調(diào)后的脈沖信號(hào)通過C6進(jìn)入反相器1、反相器2、反相器3組成的三級(jí)高增益放大器，放大后的信號(hào)通過石英晶體SAW穩(wěn)頻，Q2放大后加到反相器6輸入端，再經(jīng)反相器5、反相器4放大變成高電平去觸發(fā)IC2這個(gè)音樂片，使喇叭發(fā)出音樂聲。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)25電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)26n調(diào)試：n1、發(fā)射板的調(diào)試：所有元件焊接好后，注意檢查開關(guān)是否可以正常開關(guān)；n 2、如有頻率計(jì)或頻譜儀等儀器，在接通電源后按鍵檢測是否有高頻無線電波發(fā)射。n3、也可用收音機(jī)或接上電腦的音箱，當(dāng)按動(dòng)按鍵時(shí)，可聽到吱吱聲，這就表明發(fā)射部分工作正常n4、接

10、收板的調(diào)試：全部元件安裝完成后，需要注意的是電源引線連接時(shí)要注意極性不要裝反；n 5、接通電源后，若發(fā)現(xiàn)不會(huì)響，應(yīng)仔細(xì)檢查喇叭線是否焊牢，音樂片的引腳是否有虛焊等n 6、以上幾項(xiàng)都正常后，便可以進(jìn)行發(fā)射與接收的聯(lián)調(diào)，將發(fā)射器放在接收器邊上，按動(dòng)遙控器，若有聲音了，再將兩者的距離加大，若沒有聲音了，則檢測2.5T電感微功率發(fā)射模塊是否虛焊。反復(fù)調(diào)試，直到距離在10米以上都可以可靠進(jìn)行遙控時(shí)，說明遙控門鈴的調(diào)試工作完成。 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)27n安裝經(jīng)驗(yàn)：n1、本制作套件中，對(duì)高頻部分電路元件的安裝，盡量讓元件靠近電路板，即把元件全部插到底后焊接，焊接時(shí)所選用的焊錫絲盡量選用含錫量較高的產(chǎn)品，若用到松香作為助焊劑，一定要保持電路板上的清潔，否則元器件引腳較長及電路板上留有較多的松香，會(huì)使得電路的分布電容增加，使得高頻振蕩部分電路不穩(wěn)定，從而影響整機(jī)的性能。n2、