簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警器

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模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警器

學(xué)生姓名張義飛2023000202310指導(dǎo)老師何松柏

英才試驗(yàn)學(xué)院

簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警器

張義飛2023000202310

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明

火災(zāi)報(bào)警器在日常消防中被廣泛使用，常見(jiàn)的火災(zāi)報(bào)警器集煙霧報(bào)警、溫度報(bào)警于一體，且近些年隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)智能家居主控，可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的火災(zāi)報(bào)警。此次課程設(shè)計(jì)旨在利用運(yùn)放UA741搭建基于溫度的火災(zāi)報(bào)警器，主要利用運(yùn)放的放大作用來(lái)設(shè)計(jì)相關(guān)電路。

電路原理

整個(gè)電路可分為溫度傳感器部分，信號(hào)處理部分以及火災(zāi)報(bào)警三個(gè)部分。下面將詳細(xì)介紹各個(gè)部分的原理。溫度傳感器

溫度傳感器主要利用二極管的溫感特性來(lái)實(shí)現(xiàn)，本次試驗(yàn)采用1N733a型穩(wěn)壓二極管，在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，常溫下二極管兩端電壓為600mv左右，利用電烙鐵加熱之后，兩端電壓逐漸降低至500mv，故設(shè)計(jì)電路如下：

圖一溫度傳感器原理圖

隨著溫度上升，Vout端輸出的電壓也會(huì)逐漸增大。信號(hào)處理

從溫度傳感器傳來(lái)的信號(hào)比較微弱，只能提供大約0.1V的電壓，為了使信號(hào)可用，需要對(duì)其進(jìn)行放大，現(xiàn)使用UA741搭建放大電路，將信號(hào)放大10倍后與電壓比較器對(duì)接。由溫度傳感器設(shè)置可知，信號(hào)的最大變化范圍為100mv，放大后為1V左右，故將電壓比較器的閥值設(shè)置在4V和5V之間，現(xiàn)設(shè)置為4.5V。電路原理圖如下：

圖二信號(hào)處理電路

由電路圖可知，信號(hào)在5和6輸入后，經(jīng)過(guò)放大器放大十倍，在常溫狀態(tài)下，電壓比較器正極輸入端電壓為4V，小于負(fù)極端接入的4.5V電壓，故輸出端輸出低電平，仿真如下：

圖三常溫狀態(tài)模擬仿真結(jié)果

升溫后，信號(hào)輸入端電壓增大到0.5V，電壓比較器正極輸入端相應(yīng)地達(dá)到了5V，大于負(fù)極端的4.5V，故輸出高電平。仿真如下：

圖四報(bào)警狀態(tài)仿真結(jié)果

此時(shí)的輸出電壓已經(jīng)足夠高，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)報(bào)警。報(bào)警電路

主要通過(guò)LED發(fā)光二極管和蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警，搭建電路如下所示：

圖五報(bào)警部分電路圖

為了防止電壓過(guò)大擊穿二極管，在報(bào)警電路中設(shè)置了由雙穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓模塊，將電壓穩(wěn)定在5V左右，當(dāng)火災(zāi)信號(hào)傳來(lái)時(shí)，二極管發(fā)亮提醒報(bào)警。而蜂鳴器部分，額定電壓為8V，為了驅(qū)動(dòng)其發(fā)聲，采用了一個(gè)BJT三極管來(lái)控制電壓，常溫狀態(tài)下，三極管基極電壓

為2V，小于截止電壓，三極管呈截止?fàn)顟B(tài)，蜂鳴器不工作；報(bào)警狀態(tài)下，三極管基極電壓升高，三極管處于放大狀態(tài)，支路12的電流達(dá)到蜂鳴器的工作電流，蜂鳴器開(kāi)始工作。電路仿真如下：

圖六常溫狀態(tài)下，LED不亮，蜂鳴器不響。

圖七報(bào)警狀態(tài)下，LED燈發(fā)亮，蜂鳴器開(kāi)始工作。

電路加工及實(shí)現(xiàn)