视力保护器 四
作者：dolphin
时间：2012-07-26
电路工作原理
该视力保护器电路由超声波发射电路、超声波接收控制电路，测光电路，定时控制电路、LED指示电路、声音警示电路和电源电路组成，如图9-62所示。
超声波发射电路由超声波发射器B2、非门集成电路ICl(Dl-D6)内部的D4-D6、或非门集成电路IC3(DlO-D13)内部的或非门DlO、Dll和电阻器RlO-Rl2和电容器C7、C8组成。
超声波接收控制电路由超声波接收器Bl、电阻器R2、R3、R5、lCl内部的非门D1-D3、与非门集成电路IC2(D7-D9)内部的D7、电容器C3-C6、二极管VDl、VD2、晶体管V组成。
测光电路由光敏电阻器RG、电阻器R4、电容器C和IC2内部的与非门D8组成。
定时控制电路由定时器集成电路IC4、电阻器R13、R14、电容器C9、ClO、电位器RP和IC2内部的与非门D9组成。
LED指示电路由发光二极管VLl-VL4、电阻器Rl、R6-R9和二极管VD3-VD5组成。
电源电路由电池GB、电源开关S和电容器Cl、C2组成。
声音警示电路由IC3内部的或非门DI2、D13、电阻器Rl5、Rl6、电容器Cll和蜂鸣器HA组成。
接通电源开关S，整机各电路通电工作。lC4的9脚输出的3kHz方波振荡信号一路加至与非门D7-D9的一个输入端上，另一路经C8加至非门D6的输入端上，该方波振荡信号经D6整形后对4OkHz振荡器 (由或非门DlO、Dll和C7、RlO、Rll组成)进行调制，调制后的振荡信号经非门D4、D5驱动B2发射出超声波。
在使用者的脸部与书写面之间的距离大于35cm时，B1接收不到B2发射的超声波信号，VD2和V处于截止状态，与非门D7输出高电平，VL2不发光，声音警示电路不工作，HA不发声。当使用者的脸部与书写面之间的距离小于35cm时，B2发射的超声波信号被人脸部反射回来，B1接收到反射回来的超声波信号并将其转换为相应的电信号，该电信号经非门Dl-D3放大整形及C3、VDl、VD2、C4倍压检波后，产生负的直流电压便V导通，与非门D7输出3kHz的矩形脉冲信号，VL2闪烁发光;同时VD3间歇导通，由或非门Dl2、D13和Rl5、R16、Cll组成的音频振荡器在3kHz脉冲信号控制下振荡工作，驱动HA发出间歇的蜂鸣声，提醒使用者注意读写距离。
在环境光线适合读写时，RG的阻值较小，与非门D8输出高电平，VL3不发光，VD4处于截止状态，音频振荡器不工作，HA不发声。当环境光线较弱，达不到读写要求时，RG的阻值变大，使与非门D8输出3kHz的矩形脉冲信号，VL2闪烁发光，VD4间歇导通，使音频振荡器振荡工作，HA发出警示声，提醒使用者环境光线偏弱，应打开台灯。
在定时时间未到时，IC4的3脚输出低电平，与非门D9输出高电平，VL4不发光，VD5处于截止状态，音频振荡器不工作，HA不发声。当定时时间结束时，lC4的3脚变为高电平，与非门D9输出3kHz的矩形脉冲信号，使VL4闪亮，音频振荡器振荡工作，HA发出警示声，提醒使用者应休息一会儿。
调节RP的阻值，可改变I叫内部振荡器的频率，使其9脚输出的信号频率为3kHz。
元器件选择
Rl-R16均选用1/4W的金属膜电阻器。
RP选用小型有机实心电位器或可变电阻器。
RG选用亮阻小于2kΩ、暗阻大于2MΩ的光敏电阻器。
Cl和C6均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C2-C5、C8-Cll均选用独石电容器;C7选用高频瓷介电容器。
VDl-VD5均选用1N4148型硅开关二极管。
V选用S9012或C8550型硅PNP晶体管。
VLl-VM均选用φ3mm的高亮度发光二极管。
ICl选用CD4069型六非门集成电路;IC2选用CD4011型四与非门集成电路;IC3选用CD400l或CC4001型四或非门集成电路;IC4选用CD4060型定时/分频器集成电路。
HA选用压电式蜂鸣器。
Bl选用UCM-40R型超声波接收器;B2选用UCM-40T型超声波发射器。
S选用小型单极拨动式开关。
GB选用6V叠层电池或使用4节5号电池串联。
该视力保护器电路由超声波发射电路、超声波接收控制电路，测光电路，定时控制电路、LED指示电路、声音警示电路和电源电路组成，如图9-62所示。
超声波发射电路由超声波发射器B2、非门集成电路ICl(Dl-D6)内部的D4-D6、或非门集成电路IC3(DlO-D13)内部的或非门DlO、Dll和电阻器RlO-Rl2和电容器C7、C8组成。
超声波接收控制电路由超声波接收器Bl、电阻器R2、R3、R5、lCl内部的非门D1-D3、与非门集成电路IC2(D7-D9)内部的D7、电容器C3-C6、二极管VDl、VD2、晶体管V组成。
测光电路由光敏电阻器RG、电阻器R4、电容器C和IC2内部的与非门D8组成。
定时控制电路由定时器集成电路IC4、电阻器R13、R14、电容器C9、ClO、电位器RP和IC2内部的与非门D9组成。
LED指示电路由发光二极管VLl-VL4、电阻器Rl、R6-R9和二极管VD3-VD5组成。
电源电路由电池GB、电源开关S和电容器Cl、C2组成。
声音警示电路由IC3内部的或非门DI2、D13、电阻器Rl5、Rl6、电容器Cll和蜂鸣器HA组成。
接通电源开关S，整机各电路通电工作。lC4的9脚输出的3kHz方波振荡信号一路加至与非门D7-D9的一个输入端上，另一路经C8加至非门D6的输入端上，该方波振荡信号经D6整形后对4OkHz振荡器 (由或非门DlO、Dll和C7、RlO、Rll组成)进行调制，调制后的振荡信号经非门D4、D5驱动B2发射出超声波。
在使用者的脸部与书写面之间的距离大于35cm时，B1接收不到B2发射的超声波信号，VD2和V处于截止状态，与非门D7输出高电平，VL2不发光，声音警示电路不工作，HA不发声。当使用者的脸部与书写面之间的距离小于35cm时，B2发射的超声波信号被人脸部反射回来，B1接收到反射回来的超声波信号并将其转换为相应的电信号，该电信号经非门Dl-D3放大整形及C3、VDl、VD2、C4倍压检波后，产生负的直流电压便V导通，与非门D7输出3kHz的矩形脉冲信号，VL2闪烁发光;同时VD3间歇导通，由或非门Dl2、D13和Rl5、R16、Cll组成的音频振荡器在3kHz脉冲信号控制下振荡工作，驱动HA发出间歇的蜂鸣声，提醒使用者注意读写距离。
在环境光线适合读写时，RG的阻值较小，与非门D8输出高电平，VL3不发光，VD4处于截止状态，音频振荡器不工作，HA不发声。当环境光线较弱，达不到读写要求时，RG的阻值变大，使与非门D8输出3kHz的矩形脉冲信号，VL2闪烁发光，VD4间歇导通，使音频振荡器振荡工作，HA发出警示声，提醒使用者环境光线偏弱，应打开台灯。
在定时时间未到时，IC4的3脚输出低电平，与非门D9输出高电平，VL4不发光，VD5处于截止状态，音频振荡器不工作，HA不发声。当定时时间结束时，lC4的3脚变为高电平，与非门D9输出3kHz的矩形脉冲信号，使VL4闪亮，音频振荡器振荡工作，HA发出警示声，提醒使用者应休息一会儿。
调节RP的阻值，可改变I叫内部振荡器的频率，使其9脚输出的信号频率为3kHz。
元器件选择
Rl-R16均选用1/4W的金属膜电阻器。
RP选用小型有机实心电位器或可变电阻器。
RG选用亮阻小于2kΩ、暗阻大于2MΩ的光敏电阻器。
Cl和C6均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C2-C5、C8-Cll均选用独石电容器;C7选用高频瓷介电容器。
VDl-VD5均选用1N4148型硅开关二极管。
V选用S9012或C8550型硅PNP晶体管。
VLl-VM均选用φ3mm的高亮度发光二极管。
ICl选用CD4069型六非门集成电路;IC2选用CD4011型四与非门集成电路;IC3选用CD400l或CC4001型四或非门集成电路;IC4选用CD4060型定时/分频器集成电路。
HA选用压电式蜂鸣器。
Bl选用UCM-40R型超声波接收器;B2选用UCM-40T型超声波发射器。
S选用小型单极拨动式开关。
GB选用6V叠层电池或使用4节5号电池串联。
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