地震报警器
湖南人文科技学院
课程设计报告
课程名称：电子技术课程设计
设计题目：地震报警器
系别：通信与控制工程系
专业：自动化
班级：09级自动化3班
学生姓名: 严斌李秀飞李园园
学号:09421333 09421327 09421340 起止日期:201年6月13日~2010年6月27日指导教师:王道铸
教研室主任：方智文
摘要
从中国的汶川地震到海地地震再到今年日本的地震，似乎地球进入了“地震年”，地震的到来总让人措手不及，造成了巨大的人员伤亡和不可预计的经济损失。在这种社会条件下，报警品应运而生。19世纪兴起的数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位，这对地震报警器的研制带来了极大的福音。数字电路与模拟电路相比有显而易见的稳定性。近年来，数字电路又有了巨大的发展。可编程逻辑器件（PAL、GAL等）的发展和普及最终使IC的设计面向了用户（这是模拟电路无法做到的），而这毫无疑问会给用户带来巨大的便捷，从而奠定它在电子电路中的对位。随着集成技术的进一步提高，各种新技术的出现和应用，人类历史横跨数码时代向更进一步发展已出现在各大型相关企业的宏伟蓝图中。新世纪里谁掌握了新技术谁就得到了获胜的资本，也仅仅是资本而矣。新世纪里电子行业的发展速度令人窒息，闻名的摩尔定律更把许多人威吓在门外。可以展望，一个由数字构成的新世界即将出现。那将是人类文明的又一飞跃。
关键词：数字电路；可编程逻辑器件；单稳态触发电路；多谐振荡电路；
目录
设计要求 1
1.设计要求： (1)
1.方案论证与对比 (1)
1.1.方案一 (1)
1.2.方案二 (2)
2.电路的工作原理 (2)
2.1.NE555工作原理及电路图 (2)
2.2.NE555构成的单稳态触发器 (5)
2.3.NE555构成的多谐振荡电路 (7)
2.4.报警电路 (9)
3.电路板的组装 (9)
4.原理图的设计 (9)
5.电路板制作过程 (9)
6.电路的调试 (10)
6.1.调试仪器 (10)
6.2.调试方法和过程 (10)
6.3.调试所遇问题及问题的解决： (11)
6.4.测量结果 (11)
6.5.改进意见 (11)
7.总结 (12)
8.参考文献： (12)
9.致谢 (13)
10.附录 (13)
10.1.原理图 (13)
10.2.仿真图 (14)
10.3.PCB图 (15)
11.元件清单 (15)
地震报警器
引言
本课程设计用开关闭合模拟地震的震动，通过接地来触发单稳态触发器和多谐振荡器，输出驱动蜂鸣器和发光二极管工作报警。
1.设计要求：
利用555设计一个简易的地震声光报警电路（震动冲击传感器可以由吊锤和金属环组成或开关代替），有震动时，震动冲击传感器发出信号，地震报警器发出报警声音。
1.方案论证与对比
1.1. 方案一
用开关闭合模拟地震震动信号，接地后触发一个NE555芯片构成单稳态触发器，驱动蜂鸣器和发光二极管工作，为防止电压过大，串联一个电阻分压，但是单稳态触发器是低电平触发，时间比较短暂，报警不明显，不易觉察，不予采用。
图1.1单稳态触发地震报警器
1.2. 方案二
在方案一的基础上增加多谐振荡器，再输出到报警部分两端，驱动其工作，仍然采用串联一个电阻，使得蜂鸣器正常工作，但电阻不宜过大，否则就不起作用，电路虽然增加元件，但是电路并不变得复杂，也比较经济。
图1.2系统框图
2. 电路的工作原理
2.1.
NE555工作原理及电路图
NE555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路， 属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。 NE555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其 他的电路提供时序脉冲。NE555时基电路有两种封装形 式，一是dip 双列直插8脚封装，另一种是sop-8小型 （SMD ）封装形式。其他HA17555、LM555、CA555分属不 同的公司生产的产品。内部结构和工作原理都相同。
NE555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS 触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k 电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555. NE555属于CMOS 工艺制造. NE555引脚图介绍如下:
1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压
V
6门限(阈值）7放电 8电源电压CC
应用十分广泛.
下面是一个简单的NE555电路
图2.1 NE555内部结构图
图2.2 NE555外部引脚图
NE555时基集成芯片的电路结构和芯片引脚图如图1所示。它的内部电路由分压器、两个电压比较器1C 、2C 、简单SR 锁存器、一个放电三级管T 及缓冲器G 组成，比较器的参考电压由三只5K 的电阻构成的分压器提供。分压器分别使高电平比较器1C 的
同相输入端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为
3
2cc V 和3cc
V 。1C 、C2的输出
端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号从6脚输入并超过参考电平3
2cc
V
时，触发器复位，555的输出3脚为低电平，同时放电开关管导通。当输入信号从2脚输入并低于
3
cc
V 时，基本RS 触发器置位，555的输出0V 为高电平，同时放电开关管截止。 4脚是复位脚，当为低电平时，555输出低电平。平时4脚开路或接CC V 。5脚是外加控制电压输入端，当5脚外接一个输入电压时，则改变比较器的参考电压，不接外加电压时，5脚通常接一个0.01uF 的电容到地，用来消除外来的干扰，以确保参考电平稳定。
D T 是放电管，当D T 导通时，为放电端7脚提供低阻抗放电通路。555定时器主要通过电阻R 和电容C 构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。利用它可以构成从微秒到数十分钟的延时电路、单稳态触发电路、多谐振荡器、施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。
综合上述分析，可得NE555定时器功能表，如表表2.1所示 表2.1 555定时器功能表
2.2. NE555构成的单稳态触发器
用555定时器构成的单稳态触发器如图2.3所示，图2.4为其简化图。将555定时器的2号脚作为外触发信号的输入端，将THR 输入端与放电三极管D T 的放电端DISC 连在一起，并接在RC 回路中的c V 端。
图2.3 用555定时器组成的单稳态触发器
图2.4 由NE555构成的单稳态触发器简化电路
单稳态触发器的外触发信号的有效电平为低电平，如果没有触发信号，1V 处于高电平（12V >
3cc V ）。这时，放点三极管导通c V 约为0，即11V <3
cc V
,使得1C V =1、2C V =1,基本RS 触发器处于保持状态，Q=0, 0V =0,这是单稳态触发器的稳态。
在输入脉冲下降沿的触发下，12V 跳变到
3
cc
V 以下，RS 被置1，输出为高电平，电路进入暂稳态，D T 截止，CC V 开始经过A R 对电容充电。
当c V 电压上升到c V >
3
2cc
V 时，如果此时输入的触发已消失，1V 回到高电平，则RS 触发器将被置0，输出返回0V =0状态，同时D T 变为导通状态，电容A C 通过D T 迅速放电，直到c V 约等于0，电路自动恢复到稳态，。在输入触发信号作用下，c V 和0V 相应的电压波形如图4所示：
图2.5 由NE555构成的单稳态触发器工作波形图
单稳态触发器的脉冲宽度为
C R C R t A A W 1.13ln ≈=
通过改变改变A R 、C 的大小,可以使脉冲宽度在一定的时间内变化，因此可以得到不同的定时时间和延迟时间。
2.3. NE555构成的多谐振荡电路
用555定时器构成的多谐振荡器电路如图2.6所示。接通电源后，电容C 被充电，
当c v 上升到
3
2Vcc
时，使0v 为低电平，同时放电，三极管T 导通，此时电容C 通过2R 和T 放电，c v 下降。当c v 下降到3
Vcc
时，0v 翻转为高电平。电容C 放电所需的时间为
C R C R t pL 227.02ln ≈=
图2.6 由NE555构成的多谐振荡器
当放电结束时，T 截止，cc V 通过1R 、2R 向电容C 充电，c v 由3Vcc 上升到3
2Vcc
所需时间为
C R R C R R t pH )(7.02ln )(2121+=+=
当c v 上升到
3
2Vcc
时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的工作波形如图2.7，其震荡频率为
C
R R t t f pH pL )2(43
.1121+≈+=
图2.7 由NE555构成的多谐振荡器工作波形图
由于555定时器内部的比较器灵敏度较高。而且采用差分电路形式，用555定时器
组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。电路的pH pL t t 且占空比固定不变。
2.4. 报警电路
此部分由蜂鸣器和发光二极管组成，其中发光二极管和蜂鸣器为串联，发光二极管在导通状态下电阻约等于0，故可以串联。
3. 电路板的组装
电路的设计由计算机来完成，电路的设计广泛采用Protel 软件来设计，该软件具有高度的集成性与扩展性，并具有仿真功能，但是该功能不强，用Protel 进行电路设计步骤如下图3.1所示：
图3.1 电路板制版流程图
4. 原理图的设计
原理图的设计过程如图4.1
图4.1原理图设计过程
（1）加载元器件库，在绘制电路原理图之前，将所需的原理图元件库装入原理图编辑器；
（2）绘制原理图，根据自己的设计原理，绘制原理图；
（3）生成PCB ，布局元件，布线，电脑布线并不十分令人满意，可以手动调整；
5. 电路板制作过程
电路板是用绝缘材料做成的表面附铜的板子，PCB 的线宽要大于0.5mm ，否则制作的时候容易断，接触也不是很好，地线、电源线和信号源线要大于0.7mm ，另外，孔的
大小也要合理，要根据元件的管脚来设置
（1）熨烫：将热转印纸倒敷在铜板有铜的那一面，用电熨斗熨到铜板上，熨斗的温度不能太高，不能熨烫过久，久的话纸上面的一层膜容易粘到板子上面，腐蚀的时候不容易腐蚀掉，给腐蚀造成一定的难度；
（2）腐蚀：熨烫好的铜板待冷却后，将印上电路图的铜版放入氯化铁溶液中，氯化铁的浓度高腐蚀的速度也会比较快，腐蚀过后洗掉墨线；
（3）打孔：要注意孔的尺寸，根据孔和元件的大小来选择钻头的大小；
（4）焊接：放置元件，从比较矮的器件到比较高的器件，器件越贴近电路板越好，这样可以减小干扰。注意焊接容易接成短路，焊点不要太大，防止虚焊。
（5）检查：检查是否虚焊、短路和断路，管脚位置是否正确。
6.电路的调试
6.1. 调试仪器
DT9202 数字万用表1个
6V直流稳压电源1台
示波器 1台
6.2. 调试方法和过程
电路板做好后即可进行调试步骤如下：
（1）首先观察电路有无断点或可疑点，若有则用电烙铁进行焊接。在本次实验所印电路没有断线。腐朽过程还是做的比较好的。
（2）用万用表测试所有线路，确保都为正常电路；
（3）调节电源为6伏，用万用表测试电压，保证电压正常能够使芯片工作；
（4）先不插芯片，将电源正确的接在电路的正负两端，此时绿灯亮，测量芯片的工作电压是否正常，测试为5.89V，能使芯片工作正常；
（5）正确插上芯片，合上开关，看是否报警，报警为发声及发光，如果没有信号指示
证明电路没有工作，从前面开始检测电路，用示波器检测555是否产生振荡，确保在每部分电路都工作的情况下在测试，没有现象证明灵敏度不够，开始改变电阻的阻值，直到电路能够正常工作；
（6）在确保电路连接正确的情况下，按设计的方案验证实现的功能。
6.3. 调试所遇问题及问题的解决：
1.当没有报警的时候，首先怀疑芯片坏掉了，不能工作，特别是555，很容易被烧坏；
2.调试时电源接通，没有报警，开始怀疑是555没有工作，被烧坏了，但是检测后发现前面几部分电路都工作正常，蜂鸣器、发光二极管单独测试也都正常，但是报警电路不工作，两端电阻为0，可能是由于刚开始测试的时候万用表的表笔接触使短路，以上两种情况只能更换元件；
3.前面做过的声控报警电路不合理，始终没调试出来，分析原因如下：
a. 参数不对，虽然都是用的单稳态和多谐振电路，但是前面的电路不能使这两部分电路触发工作，不能触发单稳态工作，导致后面电路不能正常触发，选择正确参数的电阻、电容。
c. 电容使用不当，造成自激，造成接通电源就会报警，但是不是正常的报警，声音不大，频率不对，像是噪声在驱动报警电路工作,经验证在不影响电路稳定及正常工作的情况下去掉多余电容就能使放大部分正常工作。
6.4. 测量结果
经测量计算，从工作电压可以看出，555工作在正常状态，当没有没有合上开关时电路不工作，当开关合上时，电路立即工作，并且能够按照预想的状态报警，表明电路调试成功。
6.5. 改进意见
如果使用的地方比较大，可以多用几个吊锤金属环进行多方位的监视，吊锤金属环为并联接法，也可以再多用几个蜂鸣器和发光二极管并联使用到不同的地方，增加报警所达到的范围，能达到较好的地震报警功能，但是缺点是没有识别系统，也就是说无论是什么原因只要使吊锤和金属环相碰都会报警（比如说有风吹动吊锤和金属环也能够触
发该报警电路），所以这个报警系统如果加上识别系统才够完美。
7.总结
经过三个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。我们队团结互助，分工明细，提高了工作效率。
首先要认清问题，认真分析问题，只有认真地去分析问题才能更好的解决问题，分析问题时必须具备细心，耐心，恒心和毅力，同时还要实事求是地分析问题，不能为了应付课设的验收，更不能为了做电路板而做电路板，要为了提高自己的动手能力，提高理解知识为目的，做电路板的每一步都要细心、耐心，认真考虑所遇到的问题，在实践中不断提高分析和动手能力。通过这次课程设计,提高了分析问题能力和动手能力，并验证了理论知识，通过实际测试，理论值和实际值有一定的差别，但是是在误差的允许范围内。
同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。
对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！
8.参考文献：
[1]张克农.数字电子技术.高等教育出版社.第一版.2006年
[2]彭介华.电子技术课程设计指导.高等教育出版社出版.第一版.1997年
[3]曾建唐.电工电子基础实践教程.机械工业出版社.2002年
[4]康光华.电子技术基础.高等教育出版社.第四版.1999年
[5]赵志刚.Protel DXP实用教程.清华大学出版社.北京交通大学出版社.第一版.2004年
9.致谢
时间荏苒，持续三个星期的课程设计结束了。感谢我们的指导老师—王道铸老师，他教会了我们在处理问题的思考方式和逻辑，感谢王老师在我们的制作过程中的耐心指导和帮助。还有谢谢所有给我们帮助的老师和同学。
10.附录
10.1. 原理图
原理图
仿真图
PCB图11.元件清单
地震报警器
《地震报警器》实验说明 一、实验目的： 1）认识地震现象。 2）了解地震报警器的结构，培养学生观察、动手操作能力以及学习地震生存自救的能力 二、实验重点： 了解地震报警器的工作原理，知道它有什么优点和缺点 三、实验器材与认知： 1、知识点： A、地震： 地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。 B、地震报警器： 主要是在地震发生时，在破坏力强烈的地震波到来之前，提前起到提醒和警示，使人们能够争取到求生的时机! 2、实验器材： 塑料盒1套、电池盒1个、小底座2个、蜂鸣器1个、发光二极管1个、塑料管2根、带铜丝的极片2套、细铜丝1根、玻璃球1个、彩贴2片、双面胶1条、泡沫底板2块、导线2根 四、实验步骤 1.把导线穿入塑料管内，一端留出适量长度；再把带铜丝的极片插入塑料管，并把留出的导线和极片连接（另外一根塑料管同样操作） 2.把蜂鸣器和二极管用双面胶固定在塑料盒上，并把二极管上的的导线通过塑料盒中间的圆孔穿出 3.分别用双面胶把两个小底座固定在塑料盒两端有孔的地方，并把导线通过底座和盒子上的小孔穿出 4.把电池盒上的正极（红色导线）和二极管上的导线（红色导线）连接，二极管上的负极和黄色塑料管内穿出的导线连接 5.电池盒上的负极和绿色塑料管内穿出的导线连接，并用双面胶把电池盒固定在塑料盒内，装上电池。 6.合上塑料盒，并用泡沫底板把塑料盒两端封上 7.折弯2根带铜丝的极片，调整之间的距离，注意上端的极片是孔是对着操作者的，是和下端的极片的孔是呈垂直状态的 8.把细铜丝通过下端的极片上的孔，系在上端的极片上，把玻璃球系在铜丝的下端，注意铜丝在静止的时候是正好在下端极片孔的中间位置 9.为了美观好看，贴上美图贴片，简易的地震报警器就完成了。 注意：蜂鸣器、发光二极管是有正负极之分的，正极（红线）是一定要和电源的正极相连接，否则他们就不能工作。 五、知识拓展 1、地震报警仪的原理：
地震报警器_模电课程设计 精品
摘要 从中国的汶川地震到海地地震再到今年雅安的地震，似乎地球进入了“地震年”，地震的到来总让人措手不及，造成了巨大的人员伤亡和不可预计的经济损失。在这种社会条件下，报警品应运而生。19世纪兴起的数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位，这对地震报警器的研制带来了极大的福音。数字电路与模拟电路相比有显而易见的稳定性。近年来，数字电路又有了巨大的发展。可编程逻辑器件（PAL、GAL等）的发展和普及最终使IC的设计面向了用户（这是模拟电路无法做到的），而这毫无疑问会给用户带来巨大的便捷，从而奠定它在电子电路中的对位。随着集成技术的进一步提高，各种新技术的出现和应用，人类历史横跨数码时代向更进一步发展已出现在各大型相关企业的宏伟蓝图中。新世纪里谁掌握了新技术谁就得到了获胜的资本，也仅仅是资本而矣。新世纪里电子行业的发展速度令人窒息，闻名的摩尔定律更把许多人威吓在门外。可以展望，一个由数字构成的新世界即将出现。那将是人类文明的又一飞跃。 关键词：数字电路；可编程逻辑器件；单稳态触发电路；多谐振荡电路；
目录 第一章总体方案的设计 (3) 1.1 方案论证与对比 (3) 1.1.1 方案一 (3) 1.1.2 方案二 (3) 1.1.3方案总结 (4) 1.2系统的总设计框图 (4) 1.2.1 设计框图的介绍 (4) 1.2.2 设计框图的工作流程 (5) 第二章各芯片介绍 (6) 2.1 NE555工作原理及电路图 (6) 2.2 NE555构成的单稳态触发器 (8) 2.3 NE555构成的多谐振荡电路 (11) 第三章各单元电路的设计 (13) 3.1单稳态触发器 (13) 3.2多谐振荡器 (13) 3.3报警电路 (13) 第四章电路仿真 (14) 第五章安装与调试 (16) 5.1调试仪器 (16) 5.2调试方法和过程 (16) 5.3调试所遇问题及问题的解决： (16) 5.4测量结果 (17) 总结与心得 (18) 参考文献 (19) 【附录1】：元件清单 (20)
【宝宝爱科学 少儿智慧启迪】14-地震报警器
第14 课地震报警器 一、教学分析： 让学生了解简单串联电路，了解地震报警器的工作原理，培养学生动手、推理、思维等能力 二、教学目标： 1、认识地震现象了解地震报警器原理 2、培养学生勇于探究的意识和学习地震自救能力 三、教学重点与难点： 重点：认识地震现象了解地震报警器原理 难点：认识地震现象了解地震报警器原理 四、教学准备： ppt 、实验器材 五、教学过程 1.复习上次课内容与提问 节能灯的工作原理是什么？ 2、导入与感知 （1）. 了解地震的概念，引入课题 （2）. 由古代的张衡地震仪和我们学的简单串联电路让学生思考 引导质疑：根据简单串联电路引出我们今天要做的地震报警器 1
3、探究实验： 探究实验1 实验准备：双面胶蜂鸣器发光二极管塑料管电池盒塑料盒细铜丝导线小底座钢球 实验过程:老师引导学生利用简单串联电路来做地震报警器。 实验目的：通过实验，培养学生探究精神、动手动脑能力。 ?实验总结： ?地震报警仪的原理： ?利用闭合电路的原理，完成声、光、电为一体的电子小制作“地震报警 仪”。当悬挂于空中的小球，受到震动即会碰到其上端的铜圈，这时形成闭合电路，二极管不停闪烁，扬声器音乐响起，从而达到报警效果。 ? 4.拓展： 地震的时候我们怎样自救呢？ 地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地面震动（即地震）的主要原因。 地震开始发生的地点称为震源，震源正上方的地面称为震中。破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区，极震区往往也就是震中所在的地区。 地震常常造成严重人员伤亡，能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散，还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。 2
科学自制地震报警仪
科学自制地震报警仪 一种正常的自然地质运动，但给人类带来很大的危害，有时它发生的很突然，为了测量地震，地质学家也使用了各种仪器，其中地 震仪就是常见的一种，可是地震报警仪到底是根据什么工作的呢？中小学生做实验通过下面的实验让我们一起去探究 其中的奥秘吧！实验目的： 1.认识地震现象了解地震报警器的原理。 2.培养学生勇于探索的意识和学习地震自救能力。实验认知：地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地震报警器：主要是在地震发生时，在破坏力强烈的地震波到来之前，提前起到提醒和警示，使人们能够争取到求生的时机。实验步骤： 1.实验准备：认识实验器材:双面胶、蜂鸣器、塑料管、彩贴、电池盒、塑料盒、细铜丝导线、小底座、玻璃球、发光二极管、带铜丝的极片。 2.把带极片的铜丝中间位置按图1所示要求弯成90度角，导线穿入塑料管内，一端留出适量长度；再把带铜丝的极片插入塑料管(极片与铜丝所弯角度方向一致的插长塑料管，极片与铜丝所弯角度方向垂直的插短塑料管)并把留出的导线和极片(或铜丝)连接（另外一根塑料管同样操作）。 3.把步骤2做好的两级带线管，分别插入小固定底座内，再穿一片
泡沫双面胶和塑料盒粘接固定在盒子的两头。把蜂鸣器和二极管导线穿过双面胶和塑料盒中间的圆孔粘贴在塑料盒上。 4.电路连接：参考电路图（1），把塑料盒上面的装置视同开关，请学生在电路图上标出用电器（发光二极管、蜂鸣器）的正负极。然后，对照图1、2连接电路（发光二极管、蜂 鸣器已连接，红线是正极）电路接完后，装上电池，用双 面胶粘贴固定，盖上后盖即可。 5.把细铜丝系上玻璃球穿过下端极片上的孔，调整适当的高度后，缠在上端的极片上，调整铜丝在静止的时候是正好在下端极片孔的中间位置，这时蜂鸣器与发光二极管都不工作。如一出现晃动，铜丝就把两极片联通，电器就报警。提示：蜂鸣器、发光二极管是有正负极之分的，正极（红线）是一定要和电源的正极相连接，否则他们就不能工作。知识拓展：地震报 警仪的原理：利用闭合电路的原理，完成声、光、电为一体的电子小制作“地震报警仪”。当悬挂于空中的小球，受到震动即会碰到其上端的铜圈，随之发光二极管不停的闪烁，扬声器的音乐声响起，从而起到报警作用利用了垂体摆动力学原理和物理声光电磁运动原理。当地震仪受到震动时，垂体发生摆动并带动悬垂的裸线间接的接通未闭合的电路系统，蜂鸣器与二极管便同时工作，发出“嘟、嘟”报警声音和出现 红灯闪烁警示，提醒人们及早防震避灾。你知道吗？ 中小学生做实验地震报警仪不仅教孩子们科学，还为孩子们
地震声光报警器的设计与制zuo
第20卷总第174期物 理 教 学 探 讨 Vol .20 NO .174 2002年第12期 Journal o f P hysic s T eac hing 12.2002 .41. 地震声光报警器的设计与制作 重庆市四十八中学(400700) 何广仲 1 地震声光报警器的原理 1.1 制作背景 地震是一种可怕的自然灾害,它经常发生在 人们熟睡的深夜,使人防不胜防。这里介绍一种适合教学和家庭使用的地震声光报警器。当地震发生时,它会发出响亮的警笛和照明灯光,使人们尽快转移到安全地方去。 通常地震会产生两种波,一种是纵波,也称直线波,从震中产生快速传出,并伴有低沉的地声和奇异的地光,但破坏性不大,另一种是横波也称剪切波,有极大的破坏性,但传播较慢,一般浅源地震,横波传到地面的时间要晚几秒到几十秒,深源地震则可晚几十秒,这就给人们躲避地震灾害提供了一点宝贵的时间。本报警器就是根据上述规律制作而成的。 1.2 原理 图1是该报警器的电路图,地震探测形状开关S Q 和单向可控硅V S 、电阻R 1组成了电子开关、集成开关电路,集成电路A 和V T 1、V T 2、BL 等构成了模拟警笛声音响电路,H L 为照明小电珠 。 当发生4级以上的地震时,随着大地的震动而发出的纵波,使接受系统探测开关S Q 的弹簧悬挂的重垂发生上、下振动,并使可控硅V S 控制极导通、触发,使电子开关导通,小电珠H L 发光;同时集成电路A 也通电工作,其输出端输出内存模拟警笛声电信号。经VT 1、V T 2构成的直接耦合功率放大器放大后,推动扬声器BL 发出响亮的警报声,使人们能迅速撤离危险至安全地带的时间。同时本 装置也能接收到地震发出的第二种波横波(也称剪切波),当大地地震的晃动时,探测开关S Q 就会随着大地的晃动而接通,此时电源经R 1和S Q 触发单向可控硅V S 导通。V S 一旦导通,便会保持住导通状态,使小电珠H L 通电发光;同时集成电器A 也通电工作,其输出端输出内存模拟警笛声电信号,经V T 1、VT 2构成的直接耦合功率放大器放大后,推动扬声器BL 发出响亮的警报声。 电路中,R 2是集成电路外接振荡电阻器,改变其值可以调节警报声的频率。S B 是警报信号解除开关。使用时,将报警器安放在卧室内不易受外界其它振动或刮风等干扰的地方,安好电池,电路即进入监视地震状态,此时电路几乎不耗电。 2 地震声光报警器的制作2.1 元器件选择 (1)A 选用KD ———9561型四声模拟声集成电路。该集成电路采用软包封形式,芯片尺寸为32.5m m ×10m m 。其中SEL 1和SEL 2是两个选声端,当SEL 1接V DD 、SE L 2悬空时,A 输出警笛声;当SE L 1接V SS ,SE L 2也接V SS 时,为救护车声;当SEL 1悬空,而SEL 2分别接V DD 或V SS 时,将分别发出机枪声和消防声。本电路中,我们选用的是警笛声。读者可选择其余3种声音中的任何一种,只需改变SEL 1和SEL 2的接法即可。 (2)V S 选用普通MCR 100———6或B T 169、ZN 6565型小型塑封单向可控硅。VT 1用9014或3DG 8型硅NP N 三极管,要求β>50;VT 2用3AX 81型 锗PNP 三极管。要求β>30。 (3)R 1、R 2均用RTX —1/8W 型小型碳膜电阻器。HL 用市售手电筒专用3.8V 、0.3A 小电珠。BL 用8Ψ、0.25W 小口径动圈式扬声器。S B 用小型自复位常闭按钮开关,也可用一般单刀单掷开关来代替。ε用3节5号电池串联(4.5V )组成。 2.2 地震声光报警器的制作 图2是地震声光报警器的印制电路板图。印制的实际尺寸为34mm ×40m m ,读者只要用刻刀将
语音报警逃生门锁系统设计说明书
语音报警逃生门锁系统设计说明书 设计作者：刘万春、张军、尹建磊、王冬至 （滨州学院自动化系，滨州256600） 作品内容简介 语音报警逃生门锁系统是集火灾感应报警、地震感应报警、人流量过大报警等功能于一体的安全逃生门锁系统。无论处于何种状态，这套门锁系统都能以极快的速度在瞬间将门打开，目的是防止在紧急状态下由于恐慌造成对门的误操作而阻碍人员撤离建筑物。语音报警逃生门锁系统主要用于大型超市/购物中心、影院、酒吧、医院等公共场所的疏散应急防火门或消防逃生通道。 语音报警逃生门锁系统是在普通防火门基础上增加电锁（磁力锁或电插锁）、地震传感器、光电计数器和专用控制器等组成的门锁系统。控制器能连接火灾探测器、地震探测器、消防中心联动信号、手动紧急按钮，并可与密码/感应门禁控制连接。平时防火门关闭，电锁得电锁止（起到防盗作用），管理人员可通过门禁或按钮锁正常开启。当火灾、地震发生或人口流动数量较大时，控制器接收火警信号、地震报警信号或管理中心检测人数超负荷信号时，使电锁失电解锁（逃生疏散标志亮起并有语音提示），方便疏散人员迅速打开防火门逃生，如加装有开门器（闭门器反装），则防火门能自动打开；火警时也可以击碎手动紧急按钮面板逃生。还可以在此基础上加上门禁控制系统，对语音报警逃生门锁系统进行进一步的统一管理。 1.研制背景及意义 从上个世纪70年代，欧美等国家开始要求在紧急出口必须安装控制系统，到今年，美国已在紧急出口处大量使用带报警装置的安全控制系统。目前，国内外的研究现状是，针对紧急出口的安全控制问题，欧美等发达国家和台湾均有较成熟和完善的技术解决方案可供借鉴，如在机电一体化，延时开门、开门报警等方面。但是，国外产品目前仅仅停留在刚刚完成机电结合的阶段。在语音播报、消防联动、报警联动、延时阻隔等方面还是一片空白。 结合国内的实际应用环境需要,引入推杠锁、电磁锁等成熟产品，并增加了语音提示报警、闪灯报警、自动探测报警、与消防系统联动、报警联动、延时阻隔等多项功能。这套系统已经在功能和技术上超越了国外的同类产品，是目前国际上最先进、最完备的，也更适合中国国情的一套消防、安防紧急出口逃生疏散系统。 2.主要功能和性能指标 1、防火逃生锁 防火逃生锁又叫消防逃生锁，消防通道锁，在火灾及各种紧急情况下，保障建筑物内的大量人群能迅速、安全逃离；一个动作即可逃出门外，使用者无需逃生装置的
地震报警器
湖南人文科技学院 课程设计报告 课程名称：电子技术课程设计 设计题目：地震报警器 系别：通信与控制工程系 专业：自动化 班级：09级自动化3班 学生姓名: 严斌李秀飞李园园 学号:09421333 09421327 09421340 起止日期:201年6月13日~2010年6月27日指导教师:王道铸 教研室主任：方智文
摘要 从中国的汶川地震到海地地震再到今年日本的地震，似乎地球进入了“地震年”，地震的到来总让人措手不及，造成了巨大的人员伤亡和不可预计的经济损失。在这种社会条件下，报警品应运而生。19世纪兴起的数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位，这对地震报警器的研制带来了极大的福音。数字电路与模拟电路相比有显而易见的稳定性。近年来，数字电路又有了巨大的发展。可编程逻辑器件（PAL、GAL等）的发展和普及最终使IC的设计面向了用户（这是模拟电路无法做到的），而这毫无疑问会给用户带来巨大的便捷，从而奠定它在电子电路中的对位。随着集成技术的进一步提高，各种新技术的出现和应用，人类历史横跨数码时代向更进一步发展已出现在各大型相关企业的宏伟蓝图中。新世纪里谁掌握了新技术谁就得到了获胜的资本，也仅仅是资本而矣。新世纪里电子行业的发展速度令人窒息，闻名的摩尔定律更把许多人威吓在门外。可以展望，一个由数字构成的新世界即将出现。那将是人类文明的又一飞跃。 关键词：数字电路；可编程逻辑器件；单稳态触发电路；多谐振荡电路；
目录 设计要求 1 1.设计要求： (1) 1.方案论证与对比 (1) 1.1.方案一 (1) 1.2.方案二 (2) 2.电路的工作原理 (2) 2.1.NE555工作原理及电路图 (2) 2.2.NE555构成的单稳态触发器 (5) 2.3.NE555构成的多谐振荡电路 (7) 2.4.报警电路 (9) 3.电路板的组装 (9) 4.原理图的设计 (9) 5.电路板制作过程 (9) 6.电路的调试 (10) 6.1.调试仪器 (10) 6.2.调试方法和过程 (10) 6.3.调试所遇问题及问题的解决： (11) 6.4.测量结果 (11) 6.5.改进意见 (11) 7.总结 (12) 8.参考文献： (12) 9.致谢 (13) 10.附录 (13) 10.1.原理图 (13) 10.2.仿真图 (14) 10.3.PCB图 (15) 11.元件清单 (15)
科学课地震仪
小科童科学班 五年级在学习和玩乐中成长 地震仪 地震是一种正常的自然地质运动，但给人类带来很 大的危害，有时它发生的很突然，为了测量地震，地质 学家也使用了各种仪器，其中地震仪就是常见的一种， 可是地震报警仪到底是根据什么工作的呢？通过下面的 实验让我们一起去探究其中的奥秘吧！ 教学目标： 1、认识地震现象了解地震报警器的原理。 2、培养学生勇于探索的意识和学习地震自救能力。 3、让学生通过实验了解地震仪的电路是怎样连接的。 4、观察电路中有哪些电学元件。 教学原理： 1、地震是地球内部发生急剧的破裂，从而引起地面震动的现象。又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。 地震报警器：主要是在地震发生时，在破坏力强烈的地震波到来之前，提前起到提醒和警示，使人们能够争取到求生的时机！ 2、并联电路 把电学元件并列的连接起来组成的电路，叫做并连电路。 优点：一个元件损坏，另一个元件仍然正常工作，不受影响。 3、地震报警仪原理 发生震动时，报警仪电路的导线接通电路，发出警报的信息。
教学用具： 电池盒、导线、蜂鸣器、发光二极管、电池、铁丝、玻璃球。 制作方法： 1、塑料管套在粗铁丝上，粗铁丝插在底板上。 2、细铁线一端连接上部粗铁丝圆孔，另一端穿过下部粗铁丝圆孔，连接小球。 3、电池盒贴在底板上，红线接在上部粗铁丝上，黑线连接电阻，电阻另一端连接蜂鸣 器和发光二极管的负极。 4、备用导线一端连接蜂鸣器和发光二极管的正极，另一端连接下部粗铁丝。 5、装好电池小球晃动，细铁丝碰到粗铁丝时电路连接，蜂鸣器响起，二极管发光闪烁。课堂流程： 一、情境导入： 地震仪是人类为了预防地震灾害而研制的一种报警仪器。中国东汉时期的科学家张衡发明的“地动仪”是世界上第一台测定地震的仪器，比欧洲制造的地震仪早1700年。 二、课程讲解：认识并联电路和地震报警仪的工作原理。 蜂鸣器、发光二极管是有正负之分的，正极（红线）是一定要和电源的正极相连接，否则他们就不能工作。 地震报警仪的原理：利用闭合电路的原理，完成声、光、电为一体的电子小制作“地震报警仪”。当悬挂于空中的小球，受到震动即会碰到其上端的铜圈，随之发光二极管不停的闪烁，扬声器的音乐声响起，从而起到报警作用，利用了垂直摆动摆力学原理和物理声光电磁运动原理。当地震仪受到震动时，垂直发生摆动并带动悬垂的裸线间接的接通闭合的电路系统，蜂鸣器与二极管便同时工作，发出“嘟、嘟”报警声音和出现红灯闪烁警示，提醒人们及早防震避灾。 知识拓展：地震生存手册：首先要镇静，选择好躲避处后应蹲下或坐下，脸朝下，额头枕在两臂上；或抓住桌腿等身边牢固的物体，以免震时摔倒或因身体失控移位而受伤；保护头颈部，低头，用手护住头部或后颈；保护眼睛，低头、闭眼，以防异物伤害；保护口、鼻，有可能时，可用湿毛巾捂住口、鼻，以防灰土、毒气。具体可参照《地震生存手册》。
自制地震报警器
自制地震报警器 地震是地球上最大的自然灾害之一，每年给人们造成的损失不可估量，七级以上的地震每年要发生一、二十次。2008年5月12日汶川，遭受地震灾难。大地震往往发生在夜晚，使人难于防范。我给大家介绍一种家用地震报警器，当发生地震时，它能及时唤醒人们迅速转移，马上脱离危险地带，可有效减少人身伤亡。该地震报警器线路简单，制作容易，成本低，声音响亮，平时不耗电，且地震停止后能自动停止报警。 一、制作原材料： 圆木棒一根（17cm）、带羊角扣方木两根（7cm）、电池盒一个、蜂鸣器一个、玻璃球一枚、少量铜裸线、木质底座（7cm*8cm）一个、乳胶水等。 二、制作技术步骤: 1、将圆木棒插接到长方木板的孔内，如果松动请用乳胶粘接牢固。 2、用锥子在两根方木条的横截面分别扎一个孔，再用力分别拧入羊眼圈。 3、将拧入羊眼圈的两根方木条分别插入圆木棒的顶端和中上部位置。 4、将铜裸线下端穿过水晶球的孔并用牙签塞紧，裸线上端穿过支架中部横臂的羊眼圈后栓在顶端横臂的羊眼圈上。调整上下羊眼圈的位置，使裸线悬垂在下羊眼圈的中心位置，不能碰触大羊眼圈周边。 5、将电池放进电池盒上，用双面不干胶粘接到底座上。将蜂鸣器用小圆不干胶粘接到中间的横臂上。 6、将电池盒的红线（正极）连接到上羊眼圈上。将电池盒的黑线（负极）剪短后与蜂鸣器的黑线连接起来。将蜂鸣器的红线（正极）与下养眼圈连接起来。 我在网上、图书馆里查阅大量的资料，提前了解些物理学原理，终于完成以上步骤，成品安装完毕使我心里特别的兴奋。只要确定原件无误，连线正确，电路安装完毕，报警器就可以正常工作啦。 经过几次试验后，我发现：当外界发生震动时，悬挂在铜裸线上的玻璃球就会左右摇晃，只要一碰到羊眼圈，就会产生电流，与电池的电流产生摩擦，蜂鸣器就会发出“滴、滴、滴”的响声，声音特别响亮，如果停止振荡，地震报警器就会停止报警声。 这种现象就是我在书上学到的垂体摆动力学原理。当地震仪受到震动时，垂体发生摆动并带动悬垂的裸线间接地接通未闭合的电路系统，蜂鸣器就会发出报警声音，提醒人们及早防震避灾。 这次科技小制作的试验成功，我更加喜欢上科学，使我深深明白：人类所有的令人惊叹不已的技术成就，无不是科学家们对身边琐事进行观察并研究出来的，在学习中，我要加倍努力学习，我们要有科学意识，大处着眼，小处着手，使我们国家在科技方面不断取得进步
自动报警地震仪的制作
自动报警地震仪的制作 杨发武 内容摘要：将磁铁吊在空中，使其可以向任何方向灵活转动。临震前在震源的上方或附近会出现较强的异常磁场，磁铁在异常磁场的作用下会发生转动，报警器就会通电报警。 关键词：自动报警、地震仪、制作方法、异常磁场、 “第二代自动报警地震预测仪的制作”发出后，有不少人照此方法进行了制作，由于我介绍时有些要求过高，许多人担心自己做不好，为了增加大家的制作信心，我对部分制作方法进行了简化和改进。 一、装置介绍 此地震仪无需操作、自动报警、材料易得、成本低廉、制作简单、性能可靠。 将两块（或一块）磁铁以图1的形式用软棉线吊在饮料桶中，使其可以向任何方向灵活转动。在正常情况下，磁铁面向南北，东西方向的铜丝垂直向下。临震前在震源的上方或附近会出现较强的异常磁场，磁铁在异常磁场的作用下会发生转动，向下吊的铜丝就会与下面横放的铜丝接触，报警器就会通电报警。 二、实物照片
三、制作方法 为了让大家便于制作，我将我的制作经验介绍给大家，请参考。 所用的磁铁除马蹄形磁铁外什么样的磁铁都可以，圆的、方的、长方形的，中间有孔或无孔的，都关系不大，如果买不到合适的磁铁，就拆个废弃的小喇叭，在做的过程中大家要注意以下事项： 1、两块磁铁中间夹的那部分铜丝起转动轴的作用，尽可能放在磁铁的中间。为了平衡和固定，磁铁夹的那部分铜丝向下折个弯，如图4。
2、两块磁铁中间，轴的上下方要填充一些物质，使两块磁铁平行。由于整体是下重上轻，为了平衡，我们尽可能让上面重一些，所以上方最好填充铁片或铁丝，下方可以填充少量其它物质，或不填充物质。为了不使下方太重，向下吊的铜丝不宜太长。 3、两块磁铁用一般胶就可粘好，我用的是哥俩好，没必要很牢，因为磁铁是以相吸形式放置。 4、吊环与轴接触的那一小部分是平的，所以折成三角形，如图5。 5、吊线长一些，多余部分卷在顶部的铝丝或铜丝上（不能用铁丝），便于调整高度。上部连报警器的导线应从顶部进入，与吊磁铁的软棉线在一个孔中进入，如图6。