【文章內(nèi)容簡介】 應氣敏電阻值得變化。當有害氣體濃度升高，通過氣敏電阻 阻 值變化來控制繼電器的閉合，從而來控制聲光報警與電機驅動電路工作，對與聲光報警電路采用 555 定時器，通過 555 定時器連接 SPEAKER 和 LAMP 燈進行聲光報警。第二種是對于聲武漢理工大學《小型智能控制系統(tǒng)設計》課程設計說明書 7 報警電路，可以采用 LC179 來驅動控制喇叭發(fā)聲。同時將芯片的第三管腳借到氣敏電阻一端，通過感知其輸出電平高低來驅動喇叭發(fā)聲，使之在有害氣體濃度超標時出現(xiàn)聲報警。而光報警電路中可以采用兩級直接耦合晶體管放大器，構成了自激多諧振蕩器，通過調(diào)節(jié)滑阻值來控制時間。 綜上所述：由方案對比可以看出，方案一簡捷 ，易于實現(xiàn)。 從經(jīng)濟上看，方案一也更經(jīng)濟，故采用方案一 設計方案 設計系統(tǒng)模塊圖 圖 設計系統(tǒng)模塊圖 220V 交流電源 降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓 檢測模塊 抽排模塊 報警模塊 武漢理工大學《小型智能控制系統(tǒng)設計》課程設計說明書 8 設計原理流程圖 圖 設計原理流程圖 設計原理圖 驅動檢測電路 降壓整流濾波穩(wěn)壓 220V交流電源 觸發(fā)555芯片產(chǎn)生頻率信號 驅動報警模塊工作 武漢理工大學《小型智能控制系統(tǒng)設計》課程設計說明書 9 圖 設計原理圖 武漢理工大學《小型智能控制系統(tǒng)設計》課程設計說明書 10 設計方案分析 供電 模塊分析 圖 供電 模塊圖 如圖 所示，直流電源電路采用 220v 交流電壓供電，由電源變壓器、橋式整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等四部分組成。電源變壓器將交流網(wǎng) 220v 電壓變化后通過整流電路將交流電壓變成脈動的直流電壓。由于此脈動的直流電壓還還有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。但是這樣的電壓還隨著電網(wǎng)電壓波動（一般有 10%左右的波動）、負載和溫度的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后還要接一個穩(wěn)壓電路在電網(wǎng)電壓波動、負載和溫度變化時，維持輸出直流的穩(wěn)定。 檢測 模塊分析 武漢理工大學《小型智能控制系統(tǒng)設計》課程設計說明書 11 圖 檢測 模塊圖 如圖 所示，我們已經(jīng)知道氣敏傳感器的特性是通過某氣體濃度的改變來改變本身電阻，為了方便我們用滑動變阻器 RV1 來等效代替氣敏傳感器，當空氣中的有害氣體濃度不大時， RV1 的阻值很大，使得比較器正向輸 入的電壓小于負向輸入電壓， 由于默認負向電壓為零， 運放輸出的為“低電平”，繼電器不工作。 當空氣中有害氣體的濃度達到一定值時， RV1 變小使得運放正向輸入大于負向輸入，運放輸出“高電平”，繼電器開始工 作。圖中的 RV2 為可調(diào)的，這使得 使聲光報警及風扇抽排電路可以在有害氣體不同濃度下工作，即用氣敏傳感器實現(xiàn)對有害氣體不同濃度的測量。 觸發(fā) 抽排模塊分析 當空氣中有害氣體濃度達到一定值的時候，繼電器工作，使得風扇電路接通，進行氣體抽排。當風扇工作到一定程度，使得抽排后空氣中有害氣體的濃度小于臨界值，繼電器不工作，風扇電路斷開，風扇不工作。 報警模塊分析 武漢理工大學《小型智能控制系統(tǒng)設計》課程設計說明書 12 圖 聲光報警模塊圖 如圖 所示， 當繼電器工作時 ， 555 定時器輸入“高電平”開始工作產(chǎn)生連續(xù)的脈沖 頻率為 f=[(R1+2R2)C]，此時當脈沖為“高電平”時 LAMP 燈開始工作，揚聲器開始工作。當脈沖為“低電平”時 LAMP 燈和揚聲器都不工作。由于脈沖是連續(xù)的，這樣就產(chǎn)生了頻響的聲報警信號和頻閃的光報警信號。 所用芯片及原理說明 555 定時器 圖 555計時器圖 武漢理工大學《小型智能控制系統(tǒng)設計》課程設計說明書 13 如圖 所示是由 555 組成的多諧振蕩器工作。 原理如下： 接通電源后，電容 C被充電，當 VC上升到 2/3VCC時，觸發(fā)器被復位，同時發(fā)電 BJT T 導通，此時 VO為低電壓，電容C 通過 R2和 T 放電，使 VC下降。當 VC下降到（ 1/3） VCC時，觸發(fā)器又被置位， VO翻轉為高電平。電容器 C放電所需的時間為： tPL=R2Cln2，可近似看成 tPL= 當 C 放電結束時， T截止， VCC 將通過 R R2向電容器 C 充電， VC由（ 1/3） VCC上升到（ 2/3） VCC所需的時間為： tPH=(R1+R2)Cln2，可近似看成 tPH=(R1+R2)C 而當 VC上升到（ 2/3） VCC時，觸發(fā)器又周而復始，在輸出端就得到一個周期性的方波，其頻率為： f=1/( tPL +tPH)，可近似看成 f=[(R1+2R2)C] QMN5 氣敏傳感器 QMN5 型氣敏元件適用于天然氣、煤氣、氫氣、烷類氣體、烯類氣體、汽油、煤油、乙炔、氨氣、煙霧等的檢測，屬于 N型半導體元件。靈敏度較高，穩(wěn)定性較好，響應和恢復時間短，市場上應用廣泛。 QMN5 氣敏元件參數(shù)如下：標定氣體（ %丁烷氣體，最佳工作條件）中電壓 ≥2V ，響應時間 ≤10S ，恢復時間 ≤30S ，最佳工作條件加熱電壓 5V、測量回路電壓 10V、負載電阻 RL 為 2K，允許工作條件加熱電壓 ～ 、測量回路電壓 5～ 15V、負載電阻 ～。 繼電器 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使武漢理工大學《小型智能控制系統(tǒng)設計》課程設計說明書