烟雾报警器的设计与制作毕业论文 - 图文(5)

烟雾报警器的设计与制作

报警器系统结构框图如图2.2所示，系统以单片机为核心，配合外围电路共同完成信号采集、浓度显示、时间显示、状态显示、声音及闪烁报警、按键输入、故障自检等功能。报警器采用巡检的工作方式，进行两级报警值设定，并发出不同的光、声信号。系统应采用高性能的单片机，要求工作稳定、测量精度高、通用性强、功耗低，保证报警器的精确性及可靠性，而且最好体积小，成本低，有利于减少报警器的体积，降低报警器的成本。

传感器 放大电路 A/D转换器 单 片 机 状态指示灯 声音报警 浓度显示 串口通信 四个按键 安全控制装置 扩展功能

图2-3可燃性气体检测报警器结构框图

2.1.2 方案选择

二级远程报警电路设计适合于大型企业，大型商场以及图书馆等人流较多，安全隐患较分散又不明显的需要专门人员进行时时监控的较大范围区域。这种设计思路的优点是监控范围广，可进行远程报警，对于监测人员来说比较方便，但从实施上来看线路繁多，设计复杂，资金消耗较大。对于我们学校做毕业设计来说不太符合实情：在我们的周围不太具有实际意义，而且资金以及其他的设计都不太适合我们做毕业设计，所以不能要！

单片机设计电路测量精度高、成本低、工作稳定，但是用到单片机，较其它

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的设计成本高，使用复杂。当然，这里我们首先是可以否定这个的。因为老师明文规定了：不能使用单片机做，在这里不再陈述！

狭域报警电路设计适合于一定区域内的气体烟雾报警，如个人家庭，一栋住宅楼，网吧等需要监控范围小的区域。这种设计的优点是简单易行，清晰流畅，设计简单，易于实现，而且不需要很多的资金。很明显这种方案更适合我们。一是制作出来更有实用意义，而且做出来的成功概率大。再者不需要太多资金，设计不是异常繁琐而又同时考察了我们的学习能力！所以本课程设计选择狭域报警电路设计方案。

2.2 电路工作原理

工作原理是：电源采用220V交流电，通过变压器把220V交流电转变为9V交流电，再通过单项桥式全波整流电路将交流电转变为直流电，由于气敏传感器灯丝加热电压要求稳定，故采用稳压块7805进行稳压。555定时器组成的多谐振荡报警电路（如图7所示），电源经电阻R1和R2对电容C进行充电，其电压uc由0按指数规律上升。当uc≥2Vcc时，电压比较器G1和G2的输出分别为uG1=0、

3uG2=1，基本RS触发器被置0，Q=0,Q=1,输出uo 跃到低电平UoL。与此同时，放电管V导通，电容C经电阻R1和R2放电管V放电，电路进入暂稳态。随着电

1容C的放电，uc随之下降。当uc下降到uc≤Vcc时，则电压比较器G1和G2的

3?输出为uG1=1、uG2=0，基本RS触发器被置1， Q=1,Q=0,输出uO由低电平UOL跃到高电平UOH。同时，因Q=0，放电管V截止，电源又经电阻R1和R2对电容

1C进行充电，电路又回到前一个暂稳态。这样，电容C上的电压在2Vcc和Vcc之

33??间来回充电和放电，从而使电路产生振荡，输出矩形脉冲。当有气体或烟雾时，A-B极间阻值降低，使4脚电位上升，555起振，扬声器发出警告。

通过分析出来的工作原理，我们绘制出的原理图如下：

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图2-4 烟雾报警器原理图

2.3电路各部分具体结果和参数计算

1、电源电路

此单元电路的任务是通过变压器把220V交流电转变为9V交流电，再通过单向桥式全波整流电路将交流电转变为直流电，此电路为后级电路提供直流输入电压。电路图如下：

图2-5 电源电路

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2、稳压电路

此单元电路的任务是把电源电路输入的直流电进行稳压，由于气敏传感器灯丝加热电压要求稳定，故采用稳压块7805进行稳压。

3、气敏传感电路

此单元电路的任务是探测气体烟雾的存在，当有气体或烟雾时，A-B极间的阻值降低，调节后级电路电位上升。本电路的主体元件是气敏传感器。为什么选用MQ-2在下面

将会说到！

图2-6 稳压电路

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4、触发、报警音响电路

此单元电路的主要任务是当有气体或烟雾时起到报警作用。当有气体或烟雾时，4脚电位上升到使555起振，通过扬声器起到报警作用。其核心元件是555组成的多谐振荡报警电路。

图2-7 气敏传感电路

图2-8 触发、报警音响电路

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