自制一款双向来访人数监测器

　　这种监测器可以记录某一时间段内房间内所有来访者的人数。此装置可以安装在诸如电影放映厅、大楼和办公室的入口处。本设计中采用简单而常见的计算器来代替专用计数器和显示电路，所以制作成本很低。装置中所使用的所有元件都很容易从市场上买到。电路组装、调试也很容易。

　　电路概述两对光电检测装置安装在进出通道上。其中一边，光源A（发送器）和光敏电阻LDR1（接收器）安装在通道进口处；另一边，光源B（发送器）和光敏电阻LDR2（接收器）则安装在通道出口处。光源的两束光线要保持照射在接收器的光敏电阻上，光束要求准确定向。上图显示了在通道上的光源和接收器的安装位置。

　　下图显示了双向来访者监测装置的电路原理。A、B两个部分是光线检测电路。逻辑控制电路以与门芯片IC3、异或门IC4和触发器IC5、IC6为核心组成；定时器IC11和IC12组成延时电路；光耦IC7和IC10用做计算器与检测电路间的电压隔离。

　　电源电路显示在下图的A、B部分之间。交流市电通过变压器X1降为交流12V。通过二极管D1—D4组成的整流器，变为直流。再通过Cl滤波，在稳压电路IC7809(ICl)上产生9V稳定电压，加到整个电路上。

　　工作原理
　　
　　初加电时，由于电阻R5和电容C3和C4所组成加电复位电路的作用，触发器IC5和IC6处于复位状态。

　　从而三极管T3和T4最初处于截止状态。也就是说：加电时，计算器上的‘1’、‘+’、‘-’和‘=’键都保持断开状态。

　　由光敏电阻LDR1、三极管TI和与非门N1以及由光敏电阻LDR2、三极管T2和与非门N2分别组成的电路A、B两部分检测光线的通、断。然后分别可在与非门N1的第3脚和与非门N2的第4脚上产生一个脉冲。

　　当没有人通过通道时，光线照射在光敏电阻LDR1和LDR2上，使其阻值变低。当LDR1阻值变低时，晶体管T1导通，其集电极电平变低；此低电平送给与非门N1，在其第3脚上产生一个高电平。由于或非门N7和N8的输出为低，使光耦IC8内部的LED处于关闭状态，从而计算器的‘+’键触点保持断开。类似的，电阻LDR2也为低，晶体管T2导通，使其集电极为低电平；此低电平信号送给与非门N2，使其输出端第4脚为高电平。由于或非门N9、N10的输出为低，使光耦IC3内部的LED处于关闭状态，从而计算器的‘一’键触点保持断开。

　　当有某个人进入房间或大厅的通道，就会依次截断A、B两束光线。当光线A被遮住时，光敏电阻LDR1的阻值增加，TI截止．N1的第3脚产生低电平输出。此电平送与门N3和或非门N7和N8；由于N8的第6脚也为低电平，使N8的输出变高，将IC6(B)的输出第1脚Q1置为高电平。同时IC8被激活，其内部的晶体管接通计算器的‘+’键。

　　当此人继续向前走，光线B被遮住时。光敏电阻LDR2的阻值增加，T2截止，在N2的第4脚产生低电平输出。由于IC6(B)处于置位状态，从而使或非门N10的输入端第13脚也为低电平，使N10的输出变高电平。使IC6(A)置位，其输出Q2（13脚）变为高电平。引起晶体管T3导通；IC7被激活，其内部的晶体管接通计算器的‘1’键连线。IC6(A)的输出同时通过晶体管T4、电容C5、二极管D5触发单稳态电路IC11．在延迟约1秒钟后，进一步触发单稳态电路IC12。IC12的输出通过晶体管T5激活IC10，使其内部的晶体管接通计算器内的‘=’键。使‘=’键在‘1’键按下后约1秒钟后按下。

　　此时与门N5的输出仍然为低，因为其第8脚在光线被遮挡期间为低电平。当人从光源B移开时，光线再次照到LDR2上，则N5的输出变高，从而使触发器IC6(B)复位，其输出端Q1（第2脚）变高；进而复位触发器IC6(A)，其输出端Q2（第13脚）变低。因此与门N5的输出再次变低，引起晶体管T3和T4截止，使计算器的‘1’和‘=’键被释放。这样，电路在顺序按下‘+’、‘1’、‘=’键之后，恢复初始状态。并且准备好另一次计算。

　　上述说明可以概括如下：当某人进入通道，依次截断LDR1和LDR2两束光线时，计算器上的‘+’、‘1’、‘=’键被自动顺序按下。实现在计算器上的总计数值上加1．表示有1个人进入房间。

　　如果有人离开房间，首先会遮断光线B，然后才遮断光线A。当光线B被遮断时，LDR2的阻值增加，在N2的第4脚上产生低电平输出；此电平送给与门N6、或非门N9和N10。由于N9的第9脚最初为低，所以其输出变高电平，置位IC5(B)，从而激活IC9，使其内部晶体管短接计算器‘-’键的触点。

　　而当此人越过光源B而遮断光线A时．LDR1的电阻增加，在与非门N1输出的第3脚产生低电平，同时由于IC5( B)在置位状态，N7的第2脚为低电平，故N7的输出变高。从而使IC5(A)置位，其Q1（1脚）变高。进而引起晶体管T3导通，激活IC70其内部晶体管短接计算器的‘1’键。IC5( A)的高电平输出通过晶体管T4、电容C5和二极管D5触发单稳电路IC11，在延时1秒钟后触发IC12。IC12的输出通过晶体管T5激活IC10，其内部晶体管短接计算器‘=’键的触点。使‘=’键在‘1’键按下约1秒后按下。

　　在光线A被遮期间，与门N4由于其第5脚保持低电平，故其输出为低。而当人通过后，光线再次照到LDR1上时．N4的输出变高；从而复位IC5(B)，其Q2输出（脚12）高电位，进而复位触发器IC5( A)，使其Ql的输出（1脚）变低。因此使与门N4的输出再次变低。从而使得晶体管T3和T4停止导通。计算器的‘1’和‘=’键释放。

　　电路恢复其初始状态。

　　总之，当LDR2的光线先遮断，LDR1的光线后被遮断时，计算器自动顺序按下：‘-’、‘1’、‘=’键。从计算器的总计数中减掉1，指示有一个人离开了房间。

　　因此．在任何时候，逗留在房间或大厅内的总人数都会显示在计算器的显示屏上。

　　结构说明双向访客计数电路的实际大小的PCB板如上图所示，其中包括电源部分。其元件布局见下图。如果不用上图的PCB板，电路也可以组装在一个通用的电路板上。

　　焊接好电路后，连接计算器到电路上。可以使用各种简单的计算器。连接时注意不要损坏它。如果使用接线插头，随时可以从电路上拔下计算器，仍可当作普通计算器使用。为实现连接，需要打开计算器，在‘+’、‘-’、‘1’、‘=’键的触点上焊接好的连接线。然后在计算器的背面打孔，将引线穿出。将接点焊盘放回后，关好计算器盖子。接通计算器电源。

　　用一个数字万用表测量一下从‘1’键所引出的导线上的电压，判断其极性。将负极导线接到光耦IC7的发射极（第4脚）上。而将正极引线接到集电极（第5脚）上。类似地找出‘+’、‘-’、‘=’键的引线极性，分别连接到光耦合器IC8、IC9、ICl0上。现在电路就可以准备使用了。

　　如右图所示，将组装好的系统安在需要监控来访人数的大厅或房间的入口处，可以用9V电池作为备用电源。

　　测试
　　
　　测试电路时，将LDR暴露在同样强度的光线下。接通电源，测量晶体管T1的集电极与地之间的电压。如果电压超过5V，就调整电位器VR1，将其设置为约1V（或低于1V）。现在，遮住光线，再次测量电压。如果电压低于5V，就使用VR1将其调整到5V以上。

　　对于200kQ的.VR1．光敏电阻LDR在未被照亮时的阻值应该比照亮时高出约100k左右。在不亮状态，电阻值约10k左右。如果作不到，就需要改变VR1的值。

　　接着，按上述同样方法检测T2。调整完毕，关闭电路电源，在5～10秒后再打开。现在打开计算器的电源，按下AC（全清除）键，显示器将显示‘O’。快速地遮断光线A，再遮断光线B。当光线B路径上的障碍清除后，计算器将显示‘1’。

　　重复此过程，计算器的显示由‘1’增加到‘2’。每次先遮断光线A，再遮断B，都会使计算器显示增加1．表示上行计数工作正常。

　　为测试下行计数，按下AC（全清除）键，显示器将显示‘O’。快速地遮断光线B，再遮断光线A。当光线A路径上的障碍清除后，计算器将显示‘-1’。重复此过程，计算器的显示由‘-1’增加到‘-2’。表示有两个人从房间离开了。每次先遮断光线B，再遮断A，都会使计算器显示减少1，表示下行计数工作正常。如果计数工作不正常，检查电路上是否有遗漏的焊点未焊好。可以通过短接计算器来的引线，可以检查与计算器的连接是否正确。

　　注意：为防止周围环境光线照射到LDR上，安装时，LDR必须装入一个朝向光源的黑色管子中。集成电路最好安装在插座上，在插座焊接好后再插上IC。连接到计算器上的引线要求质量好一些，最好带有焊接头。