模电家用火灾报警器的设计.doc

模拟电子技术课程设计报告课 程 名 称 模拟电子技术课程设计 设 计 题 目 家用火灾报警器 所学专业名称 电子大类 班 级 107班 学 号 2010210320, 2010210350,2010210346,2010210348 学 生 姓 名 胡强强，夏锋，王曙光，吴锦贺 指 导 教 师 孙琰 2011年12 月 26 日模拟电子技术课程设计任 务 书设计（论文）名称 家用火灾报警器 系(部)、专业： 机械与电子信息工程学院 学生姓名： 胡强强 指导教师： 孙琰 下达时间： 2011-12-06 一、课程设计应达到的目的：1.通过设计过程了解家用火灾报警器的基本工做原理及其基本原件。2.学会家用火灾报警器的设计方法，利用普通原件放大电路、改善电路熟悉家用火灾报警器的技术指标和使用方法。3.掌握multisim软件的使用、仿真技术、调试和运行。 二、课程设计任务和基本要求设计任务：1. 运用模拟电子技术的理论、技术和器件。2. 可使用多种信号来源。3. 能及时检测信号源情况。4. 报警声音要可以调节。5. 具有多输入扩展功能。基本要求：1. 设计的家用火灾报警器能在发生火灾时蜂鸣器及时鸣叫报警。2. 电路设计要尽量简单，易于安装。3. 设计电路要节能，稳定，易于控制。家用报警器摘要： 家庭使用液化气、燃气等可燃气体作燃料的越来越多，但是这些气体有害、易爆炸，隐患事故多，如气体泄漏时不能及时发现和处理，会给家庭及邻居带来灾难性危害。本次设计内容包括可燃气体报警电路的结构及其工作原理。此报警电路以气敏半导体传感器为主要组成部分，气敏半导体传感器检测到可燃气体时通过电导率的改变来控制多谐振荡器及正反馈振荡器间歇工作，通过报警电路从而达到报警的目的。1、家用火灾系统方案图设计火灾烟雾报警器系统设计方案框图2、电源电路设计电源电路图本系统使用外部220V交流供电，经过变压器变压，桥式整流和电容滤波以及可调试三端稳压器CW317调节后，可以输出连续可调的直流电压，可输出9V。可调式三端稳压器CW317，其特征参数Vo=1.2V3.7V，Iomax=1.5V，最小输入、输出压差（Vi-Vo）min=3V，最大输入、输出压差（Vi-Vo）max=40V。R1与RP1组成电压输出调节电路，输出电压Vo为：（1）R1的值为120-240，流经R2的波动电流为5mA10mA，RP1为精密可调电位器，电容C3与RP1并联组成滤波电路，以减少输出的纹波电压，二极管D5的作用是防止输出端与地短路时损坏稳压器。集成稳压器的输出电压Vo与稳压电源的输出电压相同，稳压器的最大允许电流ICM（2）式中，Vomax为最大输出电压，Vomin为最小输出电压，（Vi-Vo）min为稳压器的最小输入、输出电压差，（Vi-Vomax）为稳压器的最大输入、输出电压差。由式（1）可得Vo1.25（1+RP1/R1），取R1=240，则RP1max=1.49K，故取RP1为4.7K的精密线绕可调电位器。由式（2）可得输入电压Vi的范围为（3）副边电压V2Vimin/1.1=12/1.1V，取V2=11V，副边电流I2Iomax=0.8A，取I2=1A，则变压器副边输出功率P2I2V2=11W，查表之后可以知道变压器的效率=0.7，则原边输入功率P1P2/=15.7W。为留有余地，选功率为20W的电源变压器。整流二极管D1，D2，D3与D4选IN4001，滤波电容C1，C2可以取2200F/25V的电解电容。应在变压器的副边接入保险丝FU，以防电路短路损坏变压器或其他器件。3、火灾烟雾报警器电路设计火灾烟雾报警器2.3.1、工作原理： 电路如图所示。采用QM-N5气敏传感器，实现气电转换，555时基集成电路及其周围元器件组成触发电路和报警电路。由于气敏元件工作时，要求其加热电压相当稳定，所以利用12v电源对气敏元件的加热丝进行稳压，报警器就能稳定地工作在180-260v范围内。电路工作时，由555时基电路组成自激多谐振荡器，利用它的复位端进行触发。当气敏元件接触到可燃气体和烟雾时，其阻值降低，使555时基电路复位端即4脚电压上升，当电压达到555时基电路电源电压Ucc的1/3时，其输出端即3脚输出高电平，驱动扬声器发出报警声。2.3.2、 元件选择：电源采用蓄电池12v供电。如采用交流电供电，可选输出功率大于5w，二次电压为9v的电源变压器。气敏元件可选用QM-N5气敏传感器或PS810型光电式感烟器等通用性较强的气敏元件，适应于天然气、煤气、液化石油气、一氧化碳及醚类、苯类等挥发性气体及木材、纸张、棉布、塑料制品的燃烧烟雾进行报警。2.3.3、 安装调试: 把全部元器件按电路图安装无误，调试时，报警器通电预热10余分钟，调节电位器RP（选用小型实心微调电位器），使报警器进入报警器状态，把上述气体接近气敏元件，报警器应发出报警声。调试报警灵敏时把报警器通电10余分钟后，置于密封透明袋中，然后向袋中注入浓度为0.08%的一氧化碳标准气体，观察报警器是否报警。若数分钟后不报警，表明报警器的灵敏度太低，应把电位器RP中心抽头向下微调一些。重复上述操作，直到报警器报警为止。最后，把一氧化碳标准气体的浓度降到0.06%，重复上述操作，报警器应当不报警。3总结和体会 刚接手这课程设计是有一些兴奋但又有一些不知所措，但是我相信通过了这次之后我对着门课程有了更深的理解。 我在做电路仿真时，画好了电路原理图，修改好参数后，创建网络列表时系统总是报错,无论我怎样修改都不行，后来请教同学，他们也遇到了同样的困惑。任何事情都不可能是一帆风顺的，开始是创建网络表时出现问题，后来是没有差错但出来的仿真波形不是预计中的，这确实很难修改。但经过思考过后，我决心开始这个实验，只有实验才可以改变这个想法。由于没高中时没有接触到这方面的知识，变得学得很费力，但到后来就好了。在这次的课程设计中，遇到问题，最好的办法就是问别人，因为每个人掌握情况不一样，不可能做到处处都懂，发挥群众的力量，复杂的事情就会变得很简单。这一点我深有体会，在很多时候，我遇到的困难或许别人之前就已遇到，向他们请教远比自己在那冥思苦想来得快。虽然最终实物做出来了，但这并不是我一个人做出来的。通过这次课程设计，我明白了一个团队精神的重要性，因为从头到尾，都是大家集体出主意，来解决中间出现的各种问题。从原理图的最终敲定，到波形的仿真，到元器件的选择与购买，到最后实物的焊接与调试，这都是大家分工合作的结果，正是因为大家配合得默契，每项工作都完成得很棒，衔接得很好，才使我们很快的完成了任务。这次课程设计对我来说是一个很好的锻炼机会，让我能够充分地利用所学过的理论知识还有自己的想象能力，另外还让我学习查找资料的方法以及加强自己分析电路，设计电路的能力，在这两个星期里我真的是受益匪浅，除了加强了分析电路和设计电路的能力外，对模电知识更加巩固了，而且扩大了我的知识领域，同时也发现了自己的很多不足之处。另外，通过这次课程设计，我发现动手实践和理论是有差距的，这让我明白在以后的学习生活中要更多的去