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标题: 多功能视力保护器 [打印本页]

作者: oecmanic 时间: 2008-6-27 15:20
标题: 多功能视力保护器
多功能视力保护器
本例介绍的多功能视力保护器利用红外线遥控电路，有以下三种功能：一是测距功能，当人的头部距书本太近时（小于30cm），一方面通过红色发光二极管进行提示，另一方面还会发出警告音乐声；二是测照度功能，当光照不足时会用声光发出警告；三是定时功能，本电路设定为55一60min，当到达定时后会发出警告声，提醒使用者该休息一下了，以便使精神放松、提高学习效率。
工作原理
多功能视力保护器电路原理图如图所示，该电路由红外线发射器、红外线接收器、测光电路、定时电路和报警声发生与放大等部分组成。
红外线发射器电路如图所示，它是一个调制型发射电路，由主振电路、调制电路和放大发送电路组成。
在该电路中，D3、D4、R3和C2组成一个振荡频率约为35kHz的多谐振荡器，作为主振电路，用来使红外线发光二极管发送红外线脉冲信号。该振荡器也称载频振荡器。D1、D2、R2和C1组成一个振荡频率为1Hz的多谐振荡器，用来作为主振电路的调制电路，它的作用可以理解为使主振电路间歇地工作。这种工作方式可以提高发射器的发射效率，在一定程度上可降低工作电源消耗。
主振电路是一种键控式多谐振荡器，6脚为其键控端。当6脚为高电平（即调制振荡器输出脉冲的上升沿）时，振荡器开始振荡；当6脚为低电平（即调制振荡器输出脉冲的下降沿）时，振荡器停振。
由振荡器3脚输出的调制脉冲通过R4输人VTl放大后，驱动红外线发射管SE303向外发送。
红外线接收器电路如图所示，该电路由红外接收管VDL和CX20106A红外线接收专用集成电路组成。当红外线接收管收到由发射管送来的红外线信号后，通过CX20106A的放大处理，由7脚输出低电平，这时指示灯VU（红色）发光，后续电路开始工作。
红外线发射管与红外线接收管安装在台灯灯罩的前部左右两边，红外线发射管发出的红外脉冲信号通过人头部的反射被红外线接收管接收。在正常情况下，即人的身体保持直立坐姿时，由于人的头部距灯罩较远，反射的红外线光较弱。当人的身体前倾使头部接近灯罩时，红外线反射光增强，接收电路开始工作，IC2的7脚输出低电平，这就是该电路能够控制阅读距离的工作原理。
当CX20106A输出低电平后，经D5反相，4脚输出高电平。这一高电平一方面经VD3、R9使VT2和VT3导通，指示灯VL2发光指示阅读距离已过近。另一方面经VD2、R17使D9反相，6脚输出低电平并通过R21使VT7导通，VT7输出的电源电压经C10, R22微分后形成一个尖脉冲触发音乐电路，使其发出音乐警告声。
测光电路由光敏电阻器RL、反相器D6、VT4、VT5与发光二极管VU（黄色）等组成。由于光敏电阻器在光的亮度较高时，它的电阻值很小，这时D6的输人端1脚由RP2和RL与R13的分压取得较高的分压值，使它的输出端2脚保持低电平。当光线亮度降低时，D6的1脚分压值变低，这就使它的2脚输出高电平。这一高电平一方面通过VD5、R14使VT4、VT5导通，驱动发光二极管VL3（黄色）发光指示。另一方面又通过VD4、Rl7、D9及VT7触发音乐电路发出警告音乐声。
在该电路中，RP2用来调整当光线暗到什么程度时该电路才起控制作用。电容器C9为抗干扰电容器，当受到某种干扰使VD4输出瞬时高电平时，由C9的充电延时作用而使音乐电路免受误触发。另一方面又为了防止电容器'C9被干扰脉冲不断充电而造成的电荷积累，使音乐电路被误触发，又增设了一个超低频振荡器。该电路由D7、D8、R19和C8组成，振荡频率为0.2Hz，它每隔5s输出一个高电平，通过R20使VT6导通，将C9上的电荷释放掉。
定时电路由D10,R23, C11,输出电路VT8及指示灯vIA（绿色）组成，D10与R23、C11组成一个单稳态触发器。其工作原理是，接通电源后，电源通过R23向Cll充电。由于R23的电阻值为10Mn，Cll的容量为470，所以充电的时间较长，约55一60min。当C11充电至D10的阑值电压后，F10导通，8脚输出低电平。这一低电平经R24使VT8导通，流过VT8的电源由C12与R22形成一个微分脉冲，触发音乐电路发出警告声。同时VT8输出的电流使VL4（绿色）发光指示。
元器件选择
IC选用CX20106A红外线接筱解调专用集成电路。
发射器选用CD4011、CC4011或MC14011 4一2输人与非门数字集成电路。
D5一D10选用CD4069六反相器，音乐电路选用9300集成电路。
其他元器件均无特殊要求，可按图所标型号及参数进行选用。

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