超温报警电路的模拟系统设计
无线超温报警器的设计及应用

无线超温报警器的设计及应用【摘要】现代化养殖、种植,对温度的控制要求很严格,以免造成损失。
本文仅用温控开关和一个无线门铃,通过适当的组装和调试制成了一个无线超温报警器,成本低廉,容易组装。
【关键词】超温;温控开关;温度计;降温;报警在加温养殖、种植过程中,经常要防止温度过高,以免造成不必要的经济损失,如太阳能塑料大棚的种植、养殖;发酵床的养猪、养羊;红薯的育苗过程等,通常要求温度不能超过一定值。
如果有专人观察温度,费时费力;如果自制一个超温报警器,在不影响其它工作的情况下,又能及时超温报警,然后及时降温。
一、电路设计1.电路组成如图1所示,温控开关部分主要由感温棒、毛细管、鼓膜、弹簧、带刻度的(凸轮)旋钮、公共(动)触点1、动断触点3、动合触点2等组成;无线发射部分主要由按钮K、线路板、电池E等组成。
图12.工作原理当环境温度升高时,感温棒受热,其内部液体受热膨胀,压力增大,鼓膜变大,推动动触点产生位移。
当环境温度升高到设定值时,动触点1移动到一定位置,使各触点改变状态,其中,动断触点3和1断开,动合触头2和1闭合。
由于1和2与门铃发射装置中的常开按钮K是并联,两者是或者的关系,只要有一个闭合,就能使触发电路接通,故1和2闭合后,就相当于按动了门铃按钮,产生了触发信号,无线发射装置向空中发射电磁波,然后,无线接收部分即可接收到信号,产生门铃声音(相当于报警)。
整个工作过程:温度上升到设定值→1和2闭合→发射信号→接收信号→报警。
无线接收部分可放到家中任意位置,通常距离在40米以上,只要不超过它的有效范围即可。
当听到门铃报警声时,就可采取措施,降低温度,防止过热造成损失。
二、准备元件1.液胀式温控开关一只,如图2所示。
由于该制作主要是供养殖、种植使用,故选用控温范围在0~40℃即可,最低价格5元一只,当然也可选用其它形式的温控开关。
2.无线门铃一套,如图3所示,最低价格16元一套,包括无线发射部分和无线接收部分。
超温报警电路设计

超温报警电路设计随着现代工业技术的不断进步,各种工业设备的使用越来越广泛。
在工业生产过程中,往往需要对设备的操作温度进行精确监测,以确保设备的正常运行和使用寿命。
然而,在某些情况下,设备的温度可能会超过安全运行的范围,出现超温现象。
超温现象的出现会对设备造成很大的损坏,甚至危及人员的安全。
因此,设计一种可靠的超温报警电路,对保障设备及人员安全至关重要。
本文将介绍一种基于单片机的超温报警电路设计方案。
该电路利用单片机实时监控设备工作温度,并根据预设的温度阈值,当设备温度超过设定值时,触发报警器,及时采取措施防止设备损坏和事故的发生。
一、电路原理本电路由单片机模块、温度传感器模块、报警模块、供电模块和相关电路组成,其中单片机模块是本电路的核心。
该电路基本原理如下:通过温度传感器模块采集设备的工作温度,并将采集到的数据发送给单片机模块处理。
单片机通过对温度数据进行处理,判断设备的温度是否超过了设定阈值,当温度超过设定阈值时,报警模块会发出报警信号。
二、电路设计1. 单片机模块选择一款8位单片机AT89S52,该型号单片机是应用广泛,功能强大,性能稳定可靠,在节约成本的同时提高了电路设计的可靠性和实用性。
2. 温度传感器模块本电路采用 DS18B20 数字型温度传感器,具有高精度、低功耗、抗干扰能力强等特性。
传感器的精度达到±0.5℃,采用单总线通信协议和该单片机通信,相对于其他温度传感器,体积小、使用方便。
3. 报警模块电路采用蜂鸣器作为报警模块,蜂鸣器可以实现声音警报,报警时有明显的声音提示,在设备出现超温现象时,能够及时提醒操作人员采取措施。
4. 供电模块电路采用DC12V稳压电源供电。
引入稳压器LM7812进行电压稳定,使电路工作更加稳定、可靠。
三、电路实现DS18B20传感器有三条引脚,其中,1号脚为功耗脚, 2号脚为数据脚, 3号脚为地脚。
将 DS18B20传感器的 2号脚连接到单片机的P3.4引脚,由于该传感器采用单总线通信协议,可以节约IO口,实现方便。
设计一个温度监测和显示报警电路

设计一个温度监测和显示报警电路温度监测和显示报警电路是一种用于监测环境温度并在超出设定温度范围时发出声音或光提示的电路。
它广泛应用于各种需要对温度进行实时监测和控制的场合,例如工业生产、仓储管道、实验室等。
下面,我将详细介绍一个基于温度传感器、控制IC和蜂鸣器的温度监测和显示报警电路的设计方案。
设计材料准备:1.温度传感器(例如DS18B20)2.控制IC(例如LM35)3.蜂鸣器4.面包板5.连接线6.电阻7.LED电路连接:1.将温度传感器的三个引脚(VCC、GND、DATA)分别连接到面包板上的电源模块(+5V、GND)和数字引脚上。
2.将控制IC的电源引脚(VCC、GND)连接到面包板的电源模块上。
3.将蜂鸣器的两个引脚连接到面包板的数字引脚上。
4.将LM35的输出引脚连接到面包板的模拟引脚上。
5.将一个电阻连接到LED的负极,再将另一端连接到面包板上的数字引脚上。
电路原理:1.温度传感器和控制IC共同组成了温度检测模块。
温度传感器负责检测环境温度,并将温度值以数字信号传递给控制IC。
2.控制IC负责接收温度传感器的数据,并将其转换为模拟信号,通过模拟引脚输出。
3.模拟信号经过一个电阻划定电流范围,并将电流传递给LED,控制LED的亮度,实现温度的可视化显示。
4.如果温度超出设定的范围,控制IC将通过数字引脚控制蜂鸣器发出声音报警。
电路设计思路:1.首先,根据具体需求确定温度报警的上限和下限。
2.将温度传感器的引脚连接到面包板上。
3.根据温度传感器的规格书和控制IC的数据手册,确定它们的使用电压范围。
4.根据温度传感器和控制IC的电压需求,选择适当的电源模块供电。
5. 连接电路后,利用Arduino等开发板进行代码编写,实现温度的实时监测。
6.编写代码,让控制IC判断当前环境温度是否超出设定的温度范围。
7.根据超出设定温度范围与否的判断结果,控制蜂鸣器的状态。
在设计和搭建电路时需要注意的一些问题:1.确保连接的准确性,例如正确连接传感器的引脚。
超温报警电路的设计

超温报警电路的设计超温报警电路是一种用于监测温度并在温度超出预设范围时发出警报的电路。
其应用广泛,特别是在工业控制和安全监测等领域,如化工厂、食品加工厂、医院、船舶等。
本文将介绍一种基于热敏电阻的超温报警电路的设计。
设计思路:热敏电阻是一种敏感于温度变化的电阻器件。
当温度升高,其电阻值将减小,反之将增大。
因此,可以通过测量热敏电阻的电阻值来判断温度是否超出了设定范围。
本文选用NTC热敏电阻作为传感器,并将其与一个单稳态多谔电路结合,构建超温报警电路。
电路原理:电路如下图所示,主要由三个部分组成:传感器模块、比较器模块和报警模块。
传感器模块传感器模块采用NTC热敏电阻作为传感器,通过变双极性电源提供工作电压,产生一定的工作电流,并将电路的接地点与热敏电阻的低电位端连接。
热敏电阻与电阻(R1)串联,形成电压分压电路,该电路的输出接到比较器的反馈端,从而形成了一个反馈环路。
这个电路的作用其实就是将电阻的变化转化为电压的变化。
比较器模块:比较器采用TL431,是一种可编程精度引用源,其输出的电压与其反馈端的电压之间的差值相等。
将其反馈端与传感器模块的输出端连接,将比较器的引脚1连接到正极电源,将比较器的引脚2连接到一个电容,然后电容的另外一端再连接到比较器的引脚3。
这样,在一个预设温度范围内,比较器输出的电压不变,当温度升高并超过预设范围时,电阻值下降,输出电压也会下降,直到达到设定的下限电压。
报警模块:报警模块使用蜂鸣器来发出警报。
当比较器输出电压降低至设定值以下时,输出端口接通,蜂鸣器开始发出警报声。
总结:本设计采用热敏电阻作为传感器,通过电阻值变化转化为电压信号,利用单稳态多谔电路进行比较处理,当温度超出预设范围时,通过报警模块启动蜂鸣器发出警报。
此电路设计结构简单,响应速度快,能够有效保护设备不受过高温度带来的损害,为生产生活提供了安全的保障。
模拟电路课程设计说明书温度检测警报系统设计毕业论文

课程设计说明书课程设计名称:模拟电路课程设计课程设计题目:温度检测报警系统设计摘要温度检测报警器是专门用来检测电器是否正常使用的一类系统,日常生活中各电器由于使用方法不对,经常会出现烧坏电器,更严重的是可能会造成严重的生命安全问题当温度超过设定安全温度时系统会发出蜂鸣声来报警,当处于正常工作状态时则无报警信号产生。
设计温度检测报警系统,通过PT100随温度不同而表现不同的阻值设定不同的报警温度,进而设定不同的报警温度。
当温度超过设定值时,由蜂鸣器通过有频率的鸣叫进行报警。
对于电源部分首先通过变压器对220V交流电压进行降压,其次通过桥式整流电路将交流转化为直流,再次运用电容滤波电路输出比较稳定的直流电压。
对于其它模块首先通过PT100对温度采集和放大,再进行信号的过滤,而后通过比较器设置相应阈值,当高于设定值时输出高电平,此时方波发生器不驱动,当低于设定值时输出低电平,方波发生器驱动,进而驱动蜂鸣器报警。
温度检测报警系统可以随时提醒人们用电器是否工作在正常温度围,对整个系统和用电器都能起到保护作用。
本次系统的设计可以检测到输入信号是否工作在正常的温度围,当温度超过设定温度时会产生报警信号,反之则不报警。
本次设计精密温度检测系统,报警可调等特点。
关键字:温度检测报警蜂鸣器滤波方波发生器目录第一章绪论..................................................... (1)第二章整体设计容与要求..................................................... .. (2)2.1设计容................................................................. (2)2.2设计要求................................................................. (2)2.3实验设计目的................................................................. (2)2.4总体方案设计 (2)第三章电源模块电路设计与调试 (4)3.1本单元电路的要求与实现的功能................................................................. .. (4)3.2 电路结构与参数设计.................................................................... .. (4)3.3电路的仿真分析..................................................................... (5)3.4 该模块的调试结果..................................................................... . (6)3.5 调试中的问题.................................................................... .. (6)第四章系统电路设计74.1 电压源74.2 温度采样与放大74.3滤波84.4方波84.5报警控制8第五章系统调试..................................................... (10)5.1 电路的安装................................................................... . (10)5.2 调试................................................................... . (10)第六章总结与展望..................................................... . (13)参考文献14附录一电路原理图15附录二元件清单16附录三设计实物图……............................................................... .....................第一章绪论随着时间的推移,各家生活水平普遍提升,家家户户慢慢走向了电器化的生活。
模电课程设计之温度报警器

模电课程设计之温度报警器引言:温度报警器是一种用于检测和报警高温或低温的装置。
它在工业领域、实验室等环境中被广泛应用,用于保护设备和实验样品,并确保温度在安全范围内。
本设计将使用模拟电路设计一个简单的温度报警器。
设计目标:本设计的目标是通过一个模拟电路实现一个简单的温度报警器,能够检测环境温度,并在温度超过预设阈值时产生报警信号。
设计原理:本设计使用一个温度传感器LM35来感知环境温度,并将温度值转换成电压值。
LM35是一款精确的温度传感器,它的输出电压与摄氏温度成线性关系,每摄氏度变化10mV。
设计步骤:1.选择合适的操作电源:根据LM35的工作电压要求,选择一个合适的操作电源,例如12V。
2.选取电压比较器:本设计使用一款电压比较器来比较温度信号和预设阈值,选择一款合适的电压比较器。
3. 连接电路:根据原理图连接电路。
将 LM35 的 Vcc 连接到操作电源的正极,GND 连接到操作电源的负极。
将输出信号接入电压比较器的正输入端。
4.设置阈值:通过调节电压比较器的阈值电压,设置温度报警器的触发温度。
根据实际需求设置触发温度。
5.校准和测试:通过提供不同的温度环境并检查输出信号来校准和测试电路。
可以使用热风枪或温度控制箱来模拟不同的温度。
6.连接报警装置:根据需要,将比较器的输出信号连接到报警装置,例如蜂鸣器或提示灯,以产生报警信号。
7.优化和调整:根据实际需求优化和调整电路,以提高性能和可靠性。
设计实例:下面是一个简单的温度报警器的模拟电路设计实例:LM35的供电电压:5V电压比较器:LM358预设阈值:25℃根据上述设计原理和步骤,可以进行以下电路设计和连接:在实际电路上,可以使用面包板进行连接。
根据实际元件的引脚定义,将元件逐一连接和焊接。
最后,将蜂鸣器或提示灯连接到比较器的输出信号上。
测试电路的性能和功能。
结论:通过以上的模拟电路设计步骤和实例,我们可以设计一个简单的温度报警器。
该报警器能够检测环境温度,并在温度超过预设阈值时产生报警信号。
模电课程设计--温度报警器的设计与制作
模电课程设计--温度报警器的设计与制作一、设计要求在模拟电子线路课程设计的基础上,设计并制作一个温度报警器电路,满足以下要求:1.当环境温度超过设定温度阈值时,报警器能够自动发出声音和光信号。
2.报警器能够通过外部调节器手动调整温度阈值,以适应不同环境需求。
3.报警器的工作稳定可靠,具有较高的精度和可调性。
二、电路设计与实现1.温度传感器:使用模拟温度传感器作为环境温度检测元件,将环境温度转化为电压信号。
2.温度阈值设定:通过电位器与参考电压源构成电压比较器,实现可调的温度阈值设定功能。
3.报警器驱动:使用音频放大器和发光二极管驱动电路,控制声音和光信号的输出。
4.电源与继电器:通过电池供电,并利用继电器控制报警器的开关。
三、电路实现步骤1.温度传感器的选择和连接:选择合适的模拟温度传感器,并将其连接到电路中。
2.温度阈值设定电路的设计:设计一个比较器电路,使得可调电位器所接收的电压与参考电压进行比较,从而实现温度阈值的设定。
3.报警器驱动电路的设计:通过音频放大器和发光二极管驱动电路,将报警信号转化为音响和光照信号。
4.继电器的选择和连接:选择合适的继电器,将其连接到电路中,通过控制继电器的开关,实现报警器的开关控制。
5.电路中其他元件的选用和连接:根据实际需要,选择合适的电容、电阻及其他元件,并将其连接到电路中。
6.电路的布局和调试:将电路中的元件逐一连接,并进行布局和调试,确保电路正常工作和性能可靠。
四、实验结果与总结在实际制作过程中,可以根据实际情况进行调整和优化,保证电路的工作稳定性和精度。
实验结果表明,该温度报警器设计具有较高的灵敏度和可调性,并可以准确地报警。
在设计与制作过程中,需要掌握模拟电子线路的相关知识,如模拟传感器的选用与连接、比较器电路的设计与调试、音频放大器和发光二极管驱动电路的设计等。
此外,还需要熟悉电子元件的选用与连接、电路布局及调试等基本技能。
该课程设计通过实际操作和实验结果的观察,提高了学生的电子设计能力和实际动手能力,使学生对模拟电子线路的设计与制作有了更深入的理解和实践经验。
超温报警电路的设计
超温报警电路的设计超温报警电路是一种广泛应用于各种领域的电路。
从电子设备到机器制造,这种电路是必不可少的。
它的设计思路是利用传感器来监测物体的温度变化,当温度超过设定值时,电路将发出警报以提醒用户进行必要的处理。
下面,我们将介绍一种简单但实用的超温报警电路的设计。
首先,要确定需要监测的温度范围和超温警报的触发温度。
这个控制温度可以根据具体应用的需要来设定。
在这个例子中,我们将使用 LM35 温度传感器来检测物体的温度,并将超温警报触发温度设置为 50 摄氏度。
当 LM35 传感器检测到物体的温度超过设定的 50 摄氏度时,它将输出一个电压信号,它的电压值将随着温度的升高而增加。
这个电压信号将被一个比较器(如 LM358)输入,它将与一个预设的参考电压进行比较。
如果电压信号超过参考电压,比较器输出高电平信号,这个信号将被放大器(如 LM386)输入,放大器将把这个信号转换成声音信号。
为了避免 LM35 传感器和比较器的电流对电路的影响,我们可以使用操作放大器(如 LM324)分离它们,以便保持电路的稳定性。
我们还可以使用电容器和电阻器来防止电路中的噪音和干扰。
最后,我们可以使用一个简单的 SPST 开关来控制警报的开关。
当开关关闭时,警报将保持关闭状态。
当开关打开时,电路将开始工作。
如果物体超过了设定的温度限制,警报将触发,并发出声音提示。
总的来说,一个超温报警电路是一个非常有用的电路,可以用于各种应用。
通过使用这些简单但实用的技术,我们可以设计出一个简单但高效的超温报警电路。
无论是在家庭、商业还是工业领域,这个电路都能提供必要的保护和提醒。
超温报警电路的设计
预设温 度值 为 5 O ℃。
( 2 ) 当外 围 温度 处 于 正 常 范 围 即 小 于 5 0 ℃时 ,
电路正 常 工作 , 电路 指示灯 D 常亮 。
( 3 ) 当外 围温 度 超 过 正 常 范 围时 , 电 路 指 示 灯 D 熄灭 , 报警 指示 灯 D 。 闪烁 且扬 声器 发 出报 警声 , 同时显 示 电路记 录 报 警 次数 , 提 醒工 作 人 员 维 护设
度越 高 时电阻值 越低 。 热敏 电阻 主要 优点 是 : ①灵敏度高 , 能 检测 出
较小 的温 度变 化 ; ② 工作 温度 范 围宽 , 适用 于 一5 5 ℃
~
3 1 5 ℃; ③ 当温度 变化 时 , 电阻值 可在 0 . 1 ~l O O k  ̄
备。 ( 4 ) 当外 围温度 恢复 到正 常温度 时 , 电路 指示 灯 D 重新 点亮 , 报警指示灯 D 3 熄 灭 且 扬 声 器 不 再 发
2 热 敏 电 阻工 作 原理
热敏 电阻是 一种 基于 电阻 的热效 应进 行温 度测
量 的敏感元 件 , 即 电 阻体 的 阻值 随温 度 的 变化 而变
化 。因此 , 只要 测量 出热 敏 电阻的 阻值变化 , 即 可 以
1 电路 功 能说 明
( 1 ) 此 电路采 用热 敏 电阻作 为温 度测 量元 件 , 且
陈 贞
( 武 汉工程 职业技 术 学 院 湖 北
武汉 : 4 3 0 0 8 0 )
摘 要 采 用 负 温 度 系数 热敏 电 阻 器 ( NT C ) 设 计 的超 温报 警 电路 是针 对 机房 室 内温度 的监 控 , 保
证 机房 内的 计算机 在规 定 温度 内正 常工作 。如果 机 房 室 内温度 超 出规 定 温度 时便 立即报 警 , 提 醒 工作人 员作 降温 处理 并维护 设备 , 同时记 录报 警 次数 。此 设计 简单 、 成本低 廉 、 检 测 准确 , 是一个实
超温报警电路设计说明
目录一、前言4二、任务分析5三、设计原理63.1超温报警电器原理图 (6)3.2文字说明原理 (6)3.3 555振荡器工作原理 (8)3.4 CD4511工作原理 (9)四、各元器件的概况104.1 LM324 芯片 (10)4.2 热敏电阻 (11)4.3 555振荡器 (12)4.4 CD4511 芯片 (12)4.5发光二极管 (14)五、............................................................... 结语15六、参考文献15超温报警电路【中文摘要】随着科学技术的发展,人类对自动控制线路的开发不断深入,对各种控制线路的保护意识也逐渐增强。
其中的超温报警电路是在实际应用中相当广泛的安全保护电路。
所有电路均按基本功能分类编排,包括车辆类报警、有害气体类报警、无线遥控类报警、定时提醒类报警、设备故障类报警、自动类报警、电源安全及其他类报警应用电路。
这些电路既有简单易制的家用防盗报警器电路,也有电路复杂的多功能报警器电路。
在现实生活中,常有一种工程技术,即自动温度补偿的设备,在规定温度正常工作,设备温度一旦超出上限,便立即切断电源报警。
本次设计主要运用基本的模拟电子技术基础和传感器原理的知识,从基本的元器件出发,实现了超温报警电路的设计。
超温报警电路是采用LM324温度传感器设计的,报警温度超过设定温度时会发出光报警信号。
本电路主要由低功耗四运算放大器LM324热敏电阻、LED发光二极管等元器件组成,并利用热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大这个原理改变四运算放大器LM324比较器的比较电压,使其输出产生变化,从而引起发光二极管发出可见光,从而起到温度指示的作用。
在实际应用中,利用发光二极管的温度指示作用来判断环境温度的变化,从而减少不必要的损失。
关键词:超温报警、热敏电阻、自动控制原理一、前言温度测量与控制电路广泛应用于生产生活中的各个方面,特别是在工业生产中,温度自动控制已经成为一个相当成熟的技术。
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南昌航空大学
科技学院
课程设计说明书
课程设计名称:电子专业课程设计
课程设计题目:超温报警电路的模拟系统设计
学院名称:南昌航空大学科技学院信息工程系专业:电子信息工程班级:
学号:姓名:
评分:教师:
20 年月日
摘要
随着科学技术的发展,人类对自动控制线路的开发不断深入,对各种控制线路的保护意识也逐渐增强。
其中的超温报警电路是在实际应用中相当广泛的安全保护电路。
所有电路均按基本功能分类编排,包括车辆类报警、有害气体类报警、无线遥控类报警、定时提醒类报警、设备故障类报警、电话自动类报警、电源安全及其他类报警应用电路。
这些电路既有简单易制的家用防盗报警器电路,也有电路复杂的多功能报警器电路。
在现实生活中,常有一种工程技术,即自动温度补偿的设备,在规定温度内正常工作,设备温度一旦超出上限,便立即切断电源报警。
本次设计主要运用基本的模拟电子技术基础和传感器原理的知识,从基本的元器件出发,实现了超温报警电路的设计。
超温报警电路是采用LM324温度传感器设计的,报警温度超过设定温度时会发出光报警信号。
本电路主要由低功耗四运算放大器LM324、热敏电阻、LED发光二极管等元器件组成,并利用热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大这个原理改变四运算放大器LM324比较器的比较电压,使其输出产生变化,从而引起发光二极管发出可见光,从而起到温度指示的作用。
在实际应用中,利用发光二极管的温度指示作用来判断环境温度的变化,从而减少不必要的损失。
关键词:超温报警、热敏电阻、自动控制。
目录
前言 (1)
第一章设计要求与方案 (2)
第二章电路设计 (3)
2.1 主要包含的内容 (3)
2.2 稳压源电路设计 (3)
2.3 测量电路的设计 (4)
2.4 放大电路设计 (4)
2.5 报警电路设计 (5)
2.6 整体电路 (5)
第三章实验调试与分析 (7)
结论 (8)
参考文献 (9)
附录一元器件清单 (10)
前言
温度测量与控制电路广泛应用于生产生活中的各个方面,特别是在工业生产中,温度自动控制已经成为一个相当成熟的技术。
本次课程设计给我们创造了良好的学习机会:一是查阅资料将自己所学的数字电子技术,模拟电子技术,以及传感器的相关知识综合运用,二是系统了解温度监测的详细过程,为日后的学习和工作增长知识,积累经验。
同时经过查资料、撰写设计报告等,加强在电子技术方面解决实际问题的能力,基本掌握常用模拟电子线路的相关知识,提高模拟电子线路的制作、调试和测试能力。
在确定课设题目,经仔细分析问题后,我们发现实现课题要求——温度控制的基本原理是采用简单芯片构成电路。
在了解单元电路的基本构成后,我们总结出电路实现的基本原理,即通过将热敏电阻受温度影响所产生的输出电压送至LM324集成电路内部各级比较器,从而输出与温度相对应的显示值。
通过电阻分压,做温度控制开关,从而达到控制温度的作用。
本应用具有温度报警功能,当发热体靠经热敏电阻时,热敏电阻阻值变大,使得LM324同相输入大于发相输入,输出端输出高电平,LED发光二极管依次点亮达到温度指示和报警功能。
第一章设计要求与方案
1.1设计要求
本次设计的题目为超温报警电路的模拟系统设计,顾名思义就是运用温度传感器的温度特性从而达到超过一定设定的温度时的报警作用。
其主要功能和指标如下:
1. 利用温度传感器(热敏电阻)测量某环境的温度。
2. 当温度超过设定的值时发出警报。
3. 采用蜂鸣器报警,声音大小由环境温度与报警温度的差值决定。
4. 了解由555定时器构成的报警电路及原理。
1.2设计方案
本实验首先通过一个由放大器LM358P U1A组成的电压跟随器,使该放大器的输出电压稳定在2.5V左右,该电压刚好能满足测量电路的工作,R10处本应接一个热敏电阻,由于元器件的缺乏,此处用一个精密电位器代替,首先确定好一个阻值,相当于设定了一个特定的温度,当改变电位器R10的阻值时,放大器LM358P U1B的输入电压发生变化,通过放大电路使555定时器产生脉冲信号,从而蜂鸣器发出间歇的响声。
第二章电路设计
2.1 主要包含的内容
1.稳压源电路的设计
2.测量电路的设计
3.放大电路的设计
4.报警电路的设计
2.2 稳压源电路设计
利用运放LM358构成电压跟随器,形成稳定的电压源供测量电路使用。
其中D1采用4.7V左右的稳压管,调节R8使电压跟随器U1A的输出Uo1稳定在2.5V,为后面的测量电路提供可靠地电源供应,其电路原理图如图3.2:
图2.1 稳压电源电路图
2.3 测量电路的设计
图2.2 测量电路
以热敏电阻作为温度传感器进行温度的测量,采用的热敏电阻为正温度系数,即随着温度的升高,阻值增大。
该热敏电阻在常温时阻值约为680Ω(在电路图中以可变电阻R10代替),该部分电路原理图如图2,图中的V1可用图1中Uo1代替。
2.4 放大电路设计
利用运放LM358构成差动放大电路,如图3.4,运放LM358对从5脚和6脚过来的电压进行相减放大。
U
图2.3 放大电路
(注:图中的V1可用图1中Uo1代替。
R10等效为正温度系数热敏电阻)
2.5 报警电路设计
报警电路相对简单,5V的稳压二极管使蜂鸣器工作在正常状态,避免当温度过高时将蜂鸣器烧坏。
该部分电路图如图3.5:
图2.4 报警电路
2.6 整体电路
通过以上设计,得到该温度报警器的总体电路图(如图2.5)。
图2.5 整体电路
(注:图2.5中R10本为正温度系数热敏点电阻,但此处用精密电位器代替,R8和R9为电位器,Uo处接报警电路)
传感器的工作电流一般选择1mA以下,这样可避免电流产生的热影响测量精度,并要求电源电压稳定。
D1为稳压管,并经R3和R8分压,调节R8使电压跟随器U1A输出2.5V 的稳定电流。
由R4、R5、R9、R10组成测量电路,其输出接U1B差动放大器,经放大后输出,相应输出电压为0~+5V,其输出灵敏度为50mV/℃。
该电路中采用了运放LM358,其引脚图,及各部分功能如下:
在LM358中有两个单独的运放,在它的8个引脚中,如图2.6引脚1~3为一个运放,5~7为第二个运放,其中1脚和7脚为输出端,2脚和6脚为反相输入端,3脚和5脚为同相输入端。
相应的逻辑功能图如图2.7:
图2.6 LM358引脚图图2.7LM358的逻辑功能图
第三章实验调试与分析
按照电路图连接好电路后,接通电源,蜂鸣器不能正常发声。
调节R8,用万能表测量U1A的电压,使U1A的输出电压为2.5V,调节R9,使U1B的输出电压在0~+5V之内,避免电压过高烧坏555定时器。
然后再调节R9,使R9的阻值从0开始逐渐增大,观察蜂鸣器的状态,在调节R9的过程中,发现蜂鸣器总是不响,因此只好检查电路是否连接正确。
结果发现555芯片的6脚上有一根细铜丝搭在7脚上,造成短路,纠正电路后重新接通电源,调节R9,发现蜂鸣器还是没有声音。
于是我又对各个模块进行检查和测量,却没有任何收获。
无奈之下,只好请教于同学。
同学也认为电路没有问题,于是用万用表测了一下蜂鸣器两端的电压,其电压为4.7V,蜂鸣器并没有接反,猜测是蜂鸣器坏了,换了一个,重新接通电源调试,调节R9时发现,当R9的阻值超过特定的值以后,蜂鸣器就能发声,当减小R9的阻值低于该特定值时,蜂鸣器停止发声。
这种现象表明该电路能实现预期的效果,电路一切正常。
结论
在本次的课程设计中通过认真选题,找材料,分析、设计等,也掌一些软件的操作方法,这为以后的学习做了铺垫。
整个设计实现了从单一的理论学习到解决实际问题的转变。
通过本次的课程设计,最大的收获就是提高了动手能力,培养了寻求解决问题的能力和团队精神,同时也增强了其它方面的能力。
在设计中,充分应用以前所学的知识,例如:集成电路、三极管、二极管、定时器555等元件的应用。
这次实践让人受益匪浅,在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中,特别有趣,既培养了设计思维,又增强了实际操作能力。
课程设计的自主设计、学习和研究过程中,通过写课程设计的总结报告,初步训练了书面表达能力,组织逻辑能力,这些技能应用性强,对将来就业和进一步发展帮助较大。
同时也加强了对课本知识的理解,能够做到理论和实际相互联系,收获很大,并且深深地体会到自己所学知识的不足,激发了作者的自学能力和应对挑战的能力。
为今后学习打下了良好的基础,也培养了严谨务实的作风。
参考文献
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附录一元器件清单。