家用煤氣報(bào)警器設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-03-05 14:23本頁(yè)面
【正文】 根據(jù)RCM5700模塊接口定義可知，52個(gè)接口可以劃分為幾個(gè)主要部分：端口Port A、Port B、Port C、Port D、Port E、Serial Port A、RAM、Misc. I/O等，具體如圖3所示。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用和成本性價(jià)比，本設(shè)計(jì)一氧化碳?xì)怏w傳感器選擇了NGCO001型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器，其詳情如下[4]：圖4NGCO001型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器屬工業(yè)級(jí)別產(chǎn)品，如圖4所示。傳感器與外部電路連接部位通過(guò)接插元件完成，利于傳感器與電子線路的兼容與互換。用途：工廠一氧化碳濃度檢測(cè)儀器；氣體計(jì)量器具；空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器；氣體變送器；便攜式儀器配套元件等等。參比電極主要作用是保持工作電極維持電化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定工作電壓，工作電極與對(duì)電極之間因電化學(xué)反應(yīng)形成的電流與被測(cè)氣體濃度成線性關(guān)系。（2）傳感器基本結(jié)構(gòu)：氣體傳感器由工作電極、對(duì)電極、參比電極、電解質(zhì)、液體保持材料、過(guò)濾干擾氣體物質(zhì)、貴金屬引線、接線柱等組成，使用的典型電極材料包括鉑、金、銀、銠、碳、釕、鈀等，傳感器信號(hào)通過(guò)引線傳導(dǎo)到外部電路，通過(guò)放大等處理進(jìn)行顯示。（3）電化學(xué)氣體傳感器優(yōu)點(diǎn)：1）對(duì)于氣體的濃度能夠線形輸出信號(hào)重現(xiàn)性好2）對(duì)被測(cè)氣體具有良好選擇性，不受溫濕度的影響3）空氣中的輸出值漂移小，可以獲得穩(wěn)定的輸出信號(hào)4）功耗低，電池即可驅(qū)動(dòng)器工作5）體積小，重量輕，作為便攜式儀器首選6）本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)，機(jī)械性能穩(wěn)定（4）電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器基本特點(diǎn)：本質(zhì)特征：NGCO001型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器屬工業(yè)級(jí)別產(chǎn)品，通過(guò)成熟的電極制備處理技術(shù)及傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其具有長(zhǎng)壽命、高靈敏度、液體密閉性良好等技術(shù)特點(diǎn)。產(chǎn)品組裝工藝簡(jiǎn)化，有利的降低了產(chǎn)品成本。工作及保存條件： 工作溫度 20—50℃工作濕度 15—90%RH保存環(huán)境溫度 0—20℃工作氣壓 1atm 177。10nAppm重復(fù)性誤差 177。AD623允許使用單個(gè)增益設(shè)置電阻進(jìn)行增益編程，以得到更好的用戶靈活性，且符合8引腳的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳配置[13]。AD623通過(guò)提供極好的隨增益增大而增大的交流共模抑制比（AC CMRR）而保持最小的誤差。AD623具有較寬的共模輸入范圍，它可以放大具有低于地電平150mV共模電壓的信號(hào)，雖然AD623是按照工作于單電源方式進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)，但當(dāng)它工作于雙電源（177。）時(shí)，仍然能提供優(yōu)良的性能。在低電源電壓下工作時(shí)，滿電源幅度輸出級(jí)使動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到最大。AD623出現(xiàn)以前，儀表放大器的性能都達(dá)不到如此水平[13]。單個(gè)外接電阻增益設(shè)置：增益范圍1（無(wú)外接電阻）到1000。6V內(nèi)部功率耗散 650mW差分輸入電壓 177。它除具有高速的轉(zhuǎn)換器和通用的控制能力外，還具有通用靈活的串行接口(SPI)。TLC2543是l2位開(kāi)關(guān)電容逐次逼近型ADC 每個(gè)器件有三個(gè)控制輸入端：片選(CS)、輸入/輸出時(shí)鐘(I/O CLK)及地址數(shù)據(jù)輸入端(DATA INPUT)。通過(guò)編程器件的DATA INPUT管腳串行輸入的8位通道/方式控制字節(jié)的高4位(MSBs)，可選擇11個(gè)模擬輸入通道中的任一個(gè)。通道／方式控制字節(jié)的低四位(LSBs)用于選擇輸出數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度(12或16位)、輸出數(shù)據(jù)的順序(以MSB開(kāi)始或LSB開(kāi)始)和是否需要單極性(二進(jìn)制)或雙極性(二進(jìn)制補(bǔ)碼)格式。二、基于RCM5700的系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作原理是利用煤氣傳感器將煤氣濃度變換為mV級(jí)模擬電流信號(hào)，放大器把信號(hào)放大后，經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號(hào)送到A/D轉(zhuǎn)換器，變換成數(shù)字量送主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。NGCO001型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器主要是對(duì)毒性并可燃的一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行精密的單項(xiàng)檢測(cè)。對(duì)RCM5700植入軟件程序后，控制整個(gè)電路的運(yùn)行。當(dāng)感應(yīng)信號(hào)達(dá)到設(shè)定的任意一個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域（包括可燃?xì)怏w濃度危險(xiǎn)區(qū)和毒性氣體濃度危險(xiǎn)區(qū)）值時(shí)，主控芯片將輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)報(bào)警，控制顯示器顯示出相應(yīng)空氣質(zhì)量等級(jí)即為“差”，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲響，報(bào)警LED發(fā)光，同時(shí)控制電磁閥關(guān)閉。故障排除后，報(bào)警完畢自動(dòng)回到警戒狀態(tài)，等待下一次報(bào)警。所謂的模塊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是程序的編寫(xiě)不是開(kāi)始就逐條錄入計(jì)算機(jī)語(yǔ)句和指令，而是首先用主程序、子程序、子過(guò)程等框架把軟件的主要結(jié)構(gòu)和流程描述出來(lái)，并定義和調(diào)試好各個(gè)框架之間的輸入、輸出鏈接關(guān)系。由于氣體傳感器采集的電信號(hào)一般很小，而且存在共模成分，需要經(jīng)過(guò)放大電路放大，之后方可進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。AD623的主要特點(diǎn)是：使用一只外接電阻設(shè)置增益G，計(jì)算公式為G=1+100k?/Rti，其中G可達(dá)1000，從而給用戶帶來(lái)了極大方便。單電源供電（+~ +12V）能達(dá)到最佳性能?！?77。在本設(shè)計(jì)中，采用恒壓供電方式為氣體傳感器供電，且在正常使用中采樣電路的輸出為單極性輸出，AD623的REF端同TLC2543的AD參考電壓輸入端在設(shè)計(jì)中同時(shí)接地即可。在圖中接口J4為氣體傳感器的接口，氣體傳感器與
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