【正文】 ........................ 8 濾波電路 ...................................................... 8 三端集成穩(wěn)壓電路 .............................................. 9 煙霧檢測電路設(shè)計 ................................................. 10 氣體傳感器的介紹 ............................................. 10 煙霧傳感器的選定 ............................................. 10 半導(dǎo)體煙霧傳感器簡介 ......................................... 11 四川信息職業(yè)技 術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) II 煙霧檢測電路 ................................................. 13 555 時基集成電路 .................................................. 14 555 時基電路簡介 .............................................. 14 555 時基電路的工作原理 ........................................ 15 555 時基電路的工作模式 ........................................ 16 聲光報警電路 ..................................................... 17 整機電路的工作原理 ............................................... 17 第 4 章 電路仿真與調(diào)試 .................................................. 19 第 5 章 印制板制作與整機裝配調(diào)試 ........................................ 22 印制電路板設(shè)計 ................................................... 22 印刷板制作工藝流程 ............................................... 22 整機裝配與調(diào)試 ................................................... 23 結(jié) 論 .................................................................. 25 參考文獻 ................................................................ 26 附錄 1 整機電路原理圖 ................................................... 27 附錄 2 元件明細表 ....................................................... 28 四川信息職業(yè)技 術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 1 頁 共 28 頁 摘 要 為了 提前發(fā)現(xiàn) 并 阻止火災(zāi) 的 發(fā)生，提高人們的警覺性，防止和減少火 災(zāi)引起 的 事故 。設(shè)計 出 以模數(shù)電 和傳感器技術(shù) 為設(shè)計方法， 基于實用、廣泛和典型的原則， 由三端集成穩(wěn)壓 電路、 半導(dǎo)體電阻式 煙霧 傳感器、 555 集成電路 等元器件構(gòu)成 的 煙霧 報 警 電路 ， 可實現(xiàn) 煙霧檢測和 聲光報警功能。 電路 選用半導(dǎo)體 煙霧傳感器 MQ2 型 ， 對 煙霧 進行 檢測。 本設(shè)計是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉 、使用壽命長 等優(yōu)點的煙霧報警電路，且具有一定的實用 性。為了更早 發(fā)現(xiàn)和 阻 止 火災(zāi) 的 發(fā)生 ，防止 因 火災(zāi)引起 的 燃燒、爆炸等事故，造成嚴重的經(jīng)濟損失，甚至危及 人的 生命安全。 也是科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的必然要求。 論文 研究目的和意義 為了 提前發(fā)現(xiàn)和阻止火災(zāi)發(fā)生，防止和減少火 災(zāi)引起 的 燃燒、爆炸等事故，造成 社會 嚴重的經(jīng)濟損失 ，甚至危及 人的 生命安全。 本設(shè)計中的 煙霧報警 電路 是能夠檢測環(huán)境中的煙霧濃度并具有 聲光 報警功能的 電路 。 因此 研究新型、性能穩(wěn)定、準確監(jiān)測可燃性氣體，并 符合 國家相關(guān)規(guī)定的報警器具有極其重要得意義。但主要是在引進國外先進的傳感器技術(shù)和先進的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，進行研究與開發(fā)形成自己的特色。 國外從 20世紀 30年代開始研究 并 開發(fā)煙霧傳感器，且發(fā)展迅速， 一方面是因為人 四川信息職業(yè)技 術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 3 頁 共 28 頁 們安全意識增強，對環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是因為傳感器市場增長受到政府安全法規(guī)的推動。隨著傳感器生產(chǎn)工藝水平逐步提高，傳感器日益小型化、集成度不斷增大，使得煙霧檢測 儀器的體積也逐漸變小，提高了 煙霧檢測儀器的便攜性，更加利于生產(chǎn)、運輸及市場推廣。 民用火災(zāi)煙霧報警器為居民家庭用的火災(zāi)報警器 ,一般安裝在廚房，遇到火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧時，報警器可發(fā)出聲光報警，或同時伴有數(shù)字顯示，同時聯(lián)動外部設(shè)備。 工業(yè)用煙霧報警器及有毒有害煙霧報警器只是檢測探頭有差異，而在原理和應(yīng)用中都很相近。 四川信息職業(yè)技 術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 4 頁 共 28 頁 第 2章 方案論證 設(shè)計方案的介紹 煙霧報警 電路 是能夠檢測環(huán)境中的煙霧濃度， 若達到一定的值 時 具有報警功能的 電路。以下是對兩種不同 設(shè)計 方案 的介紹。 其中，電壓 降壓 、 整流與穩(wěn)壓電路 是 由變壓器、橋氏整流電路、 三端集成穩(wěn)壓 器 CW7805 等 器件 組成 。 電路選用 MQ2型 煙霧傳感器實現(xiàn) 對 煙霧的檢測， 且 其 也 適用于煤氣、天然氣、汽油、醇、醚類及各種煙霧的報警 ， 其具有靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強等優(yōu)點，且價格低廉，使用壽命長。 其組成框圖如圖 21 所示 ： 圖 21 電路組成框圖 ～ 220V 煙霧傳感器 555集成電路 聲光報警 直流穩(wěn)壓電源 四川信息職業(yè)技 術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 5 頁 共 28 頁 本方案是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉等優(yōu)點的煙霧報警電路，且具有一定的實用價值 。 此方案的電路組成框圖如圖 22所示，整個電路分為電源、檢測、定時報警輸出三部分。其核心的元件是煙霧傳感器和 LM324 集成電路。電路檢測部分是由煙霧傳感器和一個電位器組成 ，報警 電路是由 LM324 集成塊、三極管及揚聲器組成。因此，此電路的穩(wěn)定性不是很高，靈敏度不是很高，容易出現(xiàn)誤報警動作。 圖 22 電路組成框圖 設(shè)計方案的選定 根據(jù) 對前面介紹的兩種方案的分析得出，方案一中的 555 時基電路 比 方案二中的LM324 集成電路 性能穩(wěn)定，電路結(jié)構(gòu)較嚴密，且更加符合實際中的使用需要 。用戶在使用時可能不會很容易就發(fā)覺出現(xiàn)煙霧的情況，引 發(fā) 火災(zāi)，從而帶來人身和財產(chǎn)上的損失。在煙霧檢測電路部分，采用靈敏度較好的 MQ2 型 煙霧傳感器，以確保整機在工作時不會出現(xiàn)因電路本身而產(chǎn)生的故障。且方案本身 是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉等優(yōu)點 的煙霧報警電路，且具有一定的實用價值。 所以在本次的畢業(yè)設(shè)計中采用第一種方案進行電路的設(shè)計，使 整機 電路更符合設(shè)計的要求。電路方框圖如 圖 31 所示。 在三端穩(wěn)壓器兩端加入一個二極管，防止過高的電壓擊穿穩(wěn)壓器 。 圖 31 直流 穩(wěn)壓 電源的方框圖 Vin1GND2Vout3U1７８０５1234D1C3220uFC2220uF～ 220V－ 12VTD3+C1470uF+C4470Uf＋－ 圖 32 電源 電路原理圖 變壓器 電源變壓器： 本設(shè)計中運用的是 降壓變壓器，它將電網(wǎng) 220V 交流電壓變換成符合電路 需要的 +12V 交流電壓，并送給整流電路 進行整流 。 變壓器的變 壓 比由 變壓器的 初級和次級線圈 電壓確 定 ， 當(dāng)初級線圈通上交流電時，變壓器鐵芯產(chǎn)生交變磁場，次級線圈就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 電壓變壓器結(jié)構(gòu)圖如圖 33 所 示 ： 圖 33 電壓變壓器結(jié)構(gòu)圖 橋式整流電路 整流電路：利用 二極管的 單向?qū)щ娫?， 把 50Hz、 220V 的正弦交流電變換成脈動的 直流 電 。在 U2的正半周內(nèi)，二極管 D D3正偏 導(dǎo)通， D D4反偏 截止； 在 U2的負半周內(nèi)， D D4正偏 導(dǎo)通， DD3反偏 截止。 每個二極管都只在半個周期內(nèi)導(dǎo)電， 所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半 。 濾波電路利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現(xiàn)濾波。經(jīng)過濾波電路后，既可保留直流分量、又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動系數(shù)， 從而 改善了直流電壓的質(zhì)量。電容濾波電路如圖 35所示，在負載電阻上并聯(lián)了一個濾波電容 C。 輸出電壓為： U0≈ 圖 35 單相橋式電容濾波電路 圖 36 單相橋式電容濾波波形圖 三端集成穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化 ， 從而 使整機的供電正常。 只有三個 端子，即 輸入端、輸出端和公共端，稱為三端集成穩(wěn)壓器。 圖 37