简易火灾报警器设计图

123123safg

简易火灾报警电路设计

目录

摘要 (1)

第一章设计任务及主要技术指标和要求 (1)

第二章引言 (1)

第三章火灾报警器工作原理 (2)

第四章设计所用器材 (3)

第五章电路组成部分 (4)

第六章设计所用器材 (4)

第七章电路总体说明 (6)

第八章小结及致谢 (6)

参考文献 (7)

摘要本文通过使用热敏电阻随温度电阻值的减小来控制比例运算电路的反向端的电压，从而使二级运放的输入电压增大而使其超过阀值电压。单限比较器实现电压的跳变。输

出高电平使发光二极管和晶体管导通，从而驱动声光报警电路报警。

关键词热敏电阻；比例运算电路；单限比较器；声光报警电路.

1设计任务及主要技术指标和要求

1.1要求电路能够通过热敏电阻实现对温度的控制，从而当温度升高时会有

声光报警信号（灯发光，蜂鸣器发声）。

1.2温度范围t ≥70℃。 1.3 要求温度必须手动调整。 2引言

生活中难免遇到火灾的发生，因此一个火灾报警器是十分必要的。在火灾未发生前防患于未然。

12341234123412343工作原理

3.1热敏电阻随温度的变化阻值变小，因此分压减小。有如图1有公式：

2I U =

2''''P CC R R R V +?；1I U =1

''

P CC R R R V +?。

热敏电阻R ’’和R ’变化时2I U 和1I U 变化。R ’’接受高温，R ’在室温下时。由于R ’’的减小，使2I U 减小。与同向端1I U 形成压差。

3.2双端输入的比列运算电路，如图3.2.1 3.2.1当R1//R2//Rf =R3//R4//R5时O U =(

33R U I + 44R U I -22R U I -1

1R U

I )

UI2

UI1

图3.2.1双端输入的比列运算电路 图3.2.2 A1 差分比例运算电路

3.2.2若电路中有两个输入且参数对称如图3.2.2可以实现对差模信号的放大,电路图1中一级A1运放。则输出结果为O U =

1

2

R R (1I U -2I U )。 即为本题中一级运放A1的输出结果。当热敏电阻R ’’发生改变时，2I U 减小，因此1O U 增大。

3.3单限比较器，如图3.3.1

图3.3.1 A2组成的电压比较器的电压传输特性

当1O U >U T , 2O U =U OH 输出高电平，使发光二极管和晶体管导通。 当1O U

3.4报警电路R5和R6所在的图1中后面的部分。 3.

4.1发光二极管的电流为：D I =

5

R U U D

OH -。 3.4.2晶体管的基极电流为：B I =

6

R U U BE

OH -；集电极电流即蜂鸣器的电流为：B C I I β=。

3.5总结

当没有火灾时，(1I U -2I U ),数值很小，1O U

当遇到火灾时， 1I U >2I U ，(1I U -2I U )，增大到一定值，1O U >U T ,

2O U =U OH ，使发光二极管和晶体管均导通，发出报警。

UO1

UO2

123123123

4设计所用器材

模拟电路实验箱1台

数字万用表1个

热敏电阻2个

发光二极管1个

蜂鸣器 1 个

电阻(实验箱上不可调) 1个

5电路组成部分

.

火灾报警电路图 图1 其中R ’和R ”为热敏电阻。

根据信号的的流通所示的电路可分为四部分。运放A1引入了负反馈，故构成了运算电路。运放A2没有引入反馈，工作在开环状态，故组成电压比较器。 后面分立元件电路是声光报警电路。

6设计步骤及方法

6.1画出原理图，如电路图1。 6.2根据设计原理，来计算。

6.2.1选择热敏电阻和合适的电阻RP2=43

7.4Ω,RP1=492.6Ω,VCC=5V 。因此得到温度控制电路的参数：

2I U =

2

'''

'P CC R R R V +?=1.23V ；

1I U =

1

''

P CC R R R V +?=2.11V

6.2.2 通过加减运算电路估算一级运放的输出O U ，这里选择R1=1K Ω和R2=2K Ω。则： O U =

1

2

R R (1I U -2I U )=1.68 V 。

6.2.3选择和估算出二级运放的参数。 1.二级运放有阀值电压U T =24

34

CC V R R R ?+。如果要报警必须输出高电平。

则只要UO1>U T , UO2 =U OH 。

2.可以使UO1=VCC2=1.68V ,只需要系数4

34

R R R +≤1即可。因此可选择

R3=3K Ω,R4=2K Ω。

3.U T =

24

34

CC V R R R ?+=0.56V 。

6.2.4选择和估算出声光报警电路参数。 1．由于发光二极管的电流为：D I =

5

R U U D

OH -。这里用稳压二极管为V 6+-。

因此U OH =+6，U OL =-6V 。=D U 2.5V , ≤D I 20mA 则R5选用51Ω电阻。

2．晶体管的基极电流为：B I =6

R U U BE

OH -。BE U =0.7V ，B I 约为几毫安，因此选R6=3K Ω即可。

在此过程中必要的检验和调试是必不可少的。

7电路总体说明

7.1温度控制电路有热敏电阻的水温度的的变化电阻减小而控制必列运算电路的输入电压。

7.2 比例运算实现电压差。并用输出控制单限比较器。

7.3 不同的电压使单限比较器输出不同的电平。使二极管和晶体管导通，控制报警电路。

7.4 导通后二极管亮，蜂鸣器发声报警。

7.5总体结构图

总体结构 图2

8小结及致谢(通过课程设计收获和心得)

此次低频电子线路课程设计后我得到了多方面的锻炼。一方面我对模拟电子技术专业知识有了进一步的掌握并熟悉了更多电子仪器的使用方法。掌握电子电

路的测试方法，了解常用电子器件的类型和特性，同时掌握如何合理选用电子器件的原则。应用知识更为得新应手，熟练自如。有了更多对模拟电子技术综合性训练的机会。也通过实用型模拟电子电路设计、安装、调试等各环节，培养了我运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。另一方面对于动手能力的培养和敏捷思维方式的形成起到很大的作用。设计一个电路首先要有合理的原理，再有合理的原理图，对于大型的电路还要注意分层分块的完成然后系统连接。在以后的工作中对于我们的实践训练这是很重要的。再一方面电子电路的安装与调试技能培养了我的创新能力和对治学要严谨的态度。

此次模拟电子技术课程设计让我的身心也得到了改善，自身素质也有所提高。不仅在言语上对专业术语提高而且在设计过程中和不同人的交流使我感到了学术交流的乐趣。我与搭档的合作也更让我明白合作中的收获更大。在合作中收获快乐。

不仅收获知识还收获快乐。这过程中我受到了史兴荣老师的精心指导和帮助，在这里我衷心的感谢史老师！

参考文献

[1]清华大学电子学教研组编，童诗白，华成英主编.模拟电子技术基础-第三版.高等教育出版社.2001