視力保護器 四
出處：maychang 發(fā)布于：2008-09-19 00:00:00 | 1717 次閱讀
電路工作原理
該視力保護器電路由超聲波發(fā)射電路、超聲波接收控制電路，測光電路，定時控制電路、LED指示電路、聲音警示電路和電源電路組成，如圖9-62所示。
超聲波發(fā)射電路由超聲波發(fā)射器B2、非門集成電路ICl(Dl-D6)內(nèi)部的D4-D6、或非門集成電路IC3(DlO-D13)內(nèi)部的或非門DlO、Dll和電阻器RlO-Rl2和電容器C7、C8組成。
超聲波接收控制電路由超聲波接收器Bl、電阻器R2、R3、R5、lCl內(nèi)部的非門D1-D3、與非門集成電路IC2(D7-D9)內(nèi)部的D7、電容器C3-C6、二極管VDl、VD2、晶體管V組成。
測光電路由光敏電阻器RG、電阻器R4、電容器C和IC2內(nèi)部的與非門D8組成。
定時控制電路由定時器集成電路IC4、電阻器R13、R14、電容器C9、ClO、電位器RP和IC2內(nèi)部的與非門D9組成。
LED指示電路由發(fā)光二極管VLl-VL4、電阻器Rl、R6-R9和二極管VD3-VD5組成。
電源電路由電池GB、電源開關S和電容器Cl、C2組成。
聲音警示電路由IC3內(nèi)部的或非門DI2、D13、電阻器Rl5、Rl6、電容器Cll和蜂鳴器HA組成。
接通電源開關S，整機各電路通電工作。lC4的9腳輸出的3kHz方波振蕩信號一路加至與非門D7-D9的一個輸入端上，另一路經(jīng)C8加至非門D6的輸入端上，該方波振蕩信號經(jīng)D6整形后對4OkHz振蕩器 (由或非門DlO、Dll和C7、RlO、Rll組成)進行調(diào)制，調(diào)制后的振蕩信號經(jīng)非門D4、D5驅(qū)動B2發(fā)射出超聲波。
在使用者的臉部與書寫面之間的距離大于35cm時，B1接收不到B2發(fā)射的超聲波信號，VD2和V處于截止狀態(tài)，與非門D7輸出高電平，VL2不發(fā)光，聲音警示電路不工作，HA不發(fā)聲。當使用者的臉部與書寫面之間的距離小于35cm時，B2發(fā)射的超聲波信號被人臉部反射回來，B1接收到反射回來的超聲波信號并將其轉(zhuǎn)換為相應的電信號，該電信號經(jīng)非門Dl-D3放大整形及C3、VDl、VD2、C4倍壓檢波后，產(chǎn)生負的直流電壓便V導通，與非門D7輸出3kHz的矩形脈沖信號，VL2閃爍發(fā)光;同時VD3間歇導通，由或非門Dl2、D13和Rl5、R16、Cll組成的音頻振蕩器在3kHz脈沖信號控制下振蕩工作，驅(qū)動HA發(fā)出間歇的蜂鳴聲，提醒使用者注意讀寫距離。
在環(huán)境光線適合讀寫時，RG的阻值較小，與非門D8輸出高電平，VL3不發(fā)光，VD4處于截止狀態(tài)，音頻振蕩器不工作，HA不發(fā)聲。當環(huán)境光線較弱，達不到讀寫要求時，RG的阻值變大，使與非門D8輸出3kHz的矩形脈沖信號，VL2閃爍發(fā)光，VD4間歇導通，使音頻振蕩器振蕩工作，HA發(fā)出警示聲，提醒使用者環(huán)境光線偏弱，應打開臺燈。
在定時時間未到時，IC4的3腳輸出低電平，與非門D9輸出高電平，VL4不發(fā)光，VD5處于截止狀態(tài)，音頻振蕩器不工作，HA不發(fā)聲。當定時時間結束時，lC4的3腳變?yōu)楦唠娖剑c非門D9輸出3kHz的矩形脈沖信號，使VL4閃亮，音頻振蕩器振蕩工作，HA發(fā)出警示聲，提醒使用者應休息一會兒。
調(diào)節(jié)RP的阻值，可改變I叫內(nèi)部振蕩器的頻率，使其9腳輸出的信號頻率為3kHz。
元器件選擇
Rl-R16均選用1/4W的金屬膜電阻器。
RP選用小型有機實心電位器或可變電阻器。
RG選用亮阻小于2kΩ、暗阻大于2MΩ的光敏電阻器。
Cl和C6均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器;C2-C5、C8-Cll均選用獨石電容器;C7選用高頻瓷介電容器。
VDl-VD5均選用1N4148型硅開關二極管。
V選用S9012或C8550型硅PNP晶體管。
VLl-VM均選用φ3mm的高亮度發(fā)光二極管。
ICl選用CD4069型六非門集成電路;IC2選用CD4011型四與非門集成電路;IC3選用CD400l或CC4001型四或非門集成電路;IC4選用CD4060型定時/分頻器集成電路。
HA選用壓電式蜂鳴器。
Bl選用UCM-40R型超聲波接收器;B2選用UCM-40T型超聲波發(fā)射器。
S選用小型單極撥動式開關。
GB選用6V疊層電池或使用4節(jié)5號電池串聯(lián)。
該視力保護器電路由超聲波發(fā)射電路、超聲波接收控制電路，測光電路，定時控制電路、LED指示電路、聲音警示電路和電源電路組成，如圖9-62所示。
超聲波發(fā)射電路由超聲波發(fā)射器B2、非門集成電路ICl(Dl-D6)內(nèi)部的D4-D6、或非門集成電路IC3(DlO-D13)內(nèi)部的或非門DlO、Dll和電阻器RlO-Rl2和電容器C7、C8組成。
超聲波接收控制電路由超聲波接收器Bl、電阻器R2、R3、R5、lCl內(nèi)部的非門D1-D3、與非門集成電路IC2(D7-D9)內(nèi)部的D7、電容器C3-C6、二極管VDl、VD2、晶體管V組成。
測光電路由光敏電阻器RG、電阻器R4、電容器C和IC2內(nèi)部的與非門D8組成。
定時控制電路由定時器集成電路IC4、電阻器R13、R14、電容器C9、ClO、電位器RP和IC2內(nèi)部的與非門D9組成。
LED指示電路由發(fā)光二極管VLl-VL4、電阻器Rl、R6-R9和二極管VD3-VD5組成。
電源電路由電池GB、電源開關S和電容器Cl、C2組成。
聲音警示電路由IC3內(nèi)部的或非門DI2、D13、電阻器Rl5、Rl6、電容器Cll和蜂鳴器HA組成。
接通電源開關S，整機各電路通電工作。lC4的9腳輸出的3kHz方波振蕩信號一路加至與非門D7-D9的一個輸入端上，另一路經(jīng)C8加至非門D6的輸入端上，該方波振蕩信號經(jīng)D6整形后對4OkHz振蕩器 (由或非門DlO、Dll和C7、RlO、Rll組成)進行調(diào)制，調(diào)制后的振蕩信號經(jīng)非門D4、D5驅(qū)動B2發(fā)射出超聲波。
在使用者的臉部與書寫面之間的距離大于35cm時，B1接收不到B2發(fā)射的超聲波信號，VD2和V處于截止狀態(tài)，與非門D7輸出高電平，VL2不發(fā)光，聲音警示電路不工作，HA不發(fā)聲。當使用者的臉部與書寫面之間的距離小于35cm時，B2發(fā)射的超聲波信號被人臉部反射回來，B1接收到反射回來的超聲波信號并將其轉(zhuǎn)換為相應的電信號，該電信號經(jīng)非門Dl-D3放大整形及C3、VDl、VD2、C4倍壓檢波后，產(chǎn)生負的直流電壓便V導通，與非門D7輸出3kHz的矩形脈沖信號，VL2閃爍發(fā)光;同時VD3間歇導通，由或非門Dl2、D13和Rl5、R16、Cll組成的音頻振蕩器在3kHz脈沖信號控制下振蕩工作，驅(qū)動HA發(fā)出間歇的蜂鳴聲，提醒使用者注意讀寫距離。
在環(huán)境光線適合讀寫時，RG的阻值較小，與非門D8輸出高電平，VL3不發(fā)光，VD4處于截止狀態(tài)，音頻振蕩器不工作，HA不發(fā)聲。當環(huán)境光線較弱，達不到讀寫要求時，RG的阻值變大，使與非門D8輸出3kHz的矩形脈沖信號，VL2閃爍發(fā)光，VD4間歇導通，使音頻振蕩器振蕩工作，HA發(fā)出警示聲，提醒使用者環(huán)境光線偏弱，應打開臺燈。
在定時時間未到時，IC4的3腳輸出低電平，與非門D9輸出高電平，VL4不發(fā)光，VD5處于截止狀態(tài)，音頻振蕩器不工作，HA不發(fā)聲。當定時時間結束時，lC4的3腳變?yōu)楦唠娖剑c非門D9輸出3kHz的矩形脈沖信號，使VL4閃亮，音頻振蕩器振蕩工作，HA發(fā)出警示聲，提醒使用者應休息一會兒。
調(diào)節(jié)RP的阻值，可改變I叫內(nèi)部振蕩器的頻率，使其9腳輸出的信號頻率為3kHz。
元器件選擇
Rl-R16均選用1/4W的金屬膜電阻器。
RP選用小型有機實心電位器或可變電阻器。
RG選用亮阻小于2kΩ、暗阻大于2MΩ的光敏電阻器。
Cl和C6均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器;C2-C5、C8-Cll均選用獨石電容器;C7選用高頻瓷介電容器。
VDl-VD5均選用1N4148型硅開關二極管。
V選用S9012或C8550型硅PNP晶體管。
VLl-VM均選用φ3mm的高亮度發(fā)光二極管。
ICl選用CD4069型六非門集成電路;IC2選用CD4011型四與非門集成電路;IC3選用CD400l或CC4001型四或非門集成電路;IC4選用CD4060型定時/分頻器集成電路。
HA選用壓電式蜂鳴器。
Bl選用UCM-40R型超聲波接收器;B2選用UCM-40T型超聲波發(fā)射器。
S選用小型單極撥動式開關。
GB選用6V疊層電池或使用4節(jié)5號電池串聯(lián)。
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