自制可设定上下限温度报警器电路

1、精选优质文档-倾情为你奉上专业（电子）课程设计报告题目： 简易电子温度计的制作 院 （系） 专 业 年 级 姓 名 学 号 指导教师 年 月 日一、 设计任务与要求 1.设计任务（1）完成相应电路设计，实现环境温度达到事先设定的值时就开始鸣叫的功能； （2）电路应包含电阻桥与电流反射镜电路也可用其具有相应功能的芯片替代； （3）用软件画出电路原理图； （4）按电路原理图合理设计电路板并做出实物。2.具体要求（1）查找资料，自行设计电路，设计电路原理图，明白设计原理；（2）用软件画出电路原理图； （3）购买元件，在电路板上安装完成焊接并调试电路，最终达到设计任务要求； （4）按照课程设计报告的格

2、式要求完成总结设计报告； （5）上交设计报告。二、 设计方案1.资料查阅 施密特触发器： 施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种元件。施密特触发器应用于波形变换，脉冲整形，脉冲鉴幅。 施密特集成电路CD4093： CD4093是CD系列数字集成电路中的一个型号，采用CMOS工艺制造。CD4093内部有四个施密特触发器，每个触发器有一个2输入与非门。当正极性或负极性信号输入时，触发器在不同的点翻转。正极性(VP)和负极性(VN)电压的不同之处由迟滞电压(VH)确定。 热敏电阻： 热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热

3、敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。 发光二极管： 发光二极管它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能，常简写为LED。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。 蜂鸣器： 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器。 2.方案确定方案一：1. 电路图此电路主要由热敏电阻、施密特集成电路CD4093、发光二极管、蜂鸣器等组成。电路分两部分，由A、B及R4、C1组成上限报警功能。而以C、D及R5、C2构成下限报警功能，如图2所示。2. 原理平时RP1

4、、RP2分别设置上限和下限两个报警点。当温度过高时，热敏电阻R1阻值减小，使A输出高电平，B起振，蜂鸣器发出蜂鸣声，同时发光二极管LED1亮，显示温度过高。温度过低时，热敏电阻R2阻值增大使C输出高电平，D起振，蜂鸣器发出蜂鸣声，发光二极管LED2亮，显示温度过低。方案二： 1.电路图 图12.原理 此电路主要由热敏电阻、三极管、发光二极管、蜂鸣器、电源等组成，当接通电源时，调节可变电阻，确定蜂鸣器的发声点。用手持温度计测温，把热敏电阻伸入40水中，调节可变电阻，确定刚听到蜂鸣器发声的位置。3. 比较：方案一可设定温度的上下限，以将温度控制在一定的范围内。报警器采用了一块施密特集成电路，反应灵

5、敏且声光显示。整机元件少、功耗也低、稍作改变可改变电路功能。若用光敏电阻代替热敏电阻，可作光照强度报警器。从LED引出控制信号控制补光、加湿（如超声波加湿器）便组成自动补光、恒湿控制器。而方案二功能单一。 三、 电路设计1.电路图 图22.元器件选择元件规格可变电阻Rp1=10k Rp2=10k热敏电阻R1=1k R2=1k涤纶电容C1=300p C2=1000p电阻R3=3k R4=2M R5=2M发光二极管LED1 LED2施密特集成电路CD4093蜂鸣器3.电路原理电路分两部分，由A、B及R4、C1组成上限报警功能。而以C、D及R5、C2构成下限报警功能。平时RP1、RP2分别设置上限和

6、下限两个报警点，使A和C输入端都为高电平，输出都为低电平而使振荡器都停振。当温度过高时，热敏电阻R1阻值减小，使A输出高电平，B起振，蜂鸣器发出蜂鸣声。同时，发光二极管LED1亮，显示温度过高。温度过低时，热敏电阻R2阻值增大使C输出高电平，D起振，蜂鸣器发出蜂鸣声。发光二极管LED2亮，显示温度过低。由于CMOS电路静态功耗极小，电流仅在微安级，故静态时的电源消耗主要在RP1、RP2和热敏电阻上。若能采用阻值在百k以上的专用测温电阻，RP1、RP2也相应地按图中比例加大，则静态时的电源消耗可控制得很小，这对延长电池使用寿命极为有利。4. 数据处理 Rt=R*Exp(B*(1/T1-1/T2)

7、 （Rt是热敏电阻在T1温度下的阻值；R是热敏电阻在T2常温下的阻值；B是热敏电阻的参数，这里取4000；Exp是e的n次方。）热敏电阻在低温时，Rt=1.372k 此时可变电阻Rp1=4.46k,则此电路在低于24.95时报警，即下限报警点为24.95 热敏电阻在高温时，万用表测得热敏电阻阻值为0，通过查NTC1热敏电阻阻值与温度对应表得出上限报警点为150，此时Rp2=4.30k四、 电路的制作与调试1.制作过程按电路图，在电路板上安排好各元件的位置，然后在电路板上焊接电路。焊接完成后，接通电源。发光二极管亮，而蜂鸣器不响。检查电路，发现施密特集成电路没有接电。施密特集成电路接电后，电路接

8、通电源，调试可变电阻，使电路在高温状态时，LED1亮同时蜂鸣器发声，在低温状态时，LED2亮，蜂鸣器发声。2.调试过程 由于没有2个2电阻，我们用的是2.2电阻。因为压电陶瓷片的现象不明显，用蜂鸣器来代替。调整2个可变电阻，使其阻值在合适的位置，从而当热敏电阻的温度升高时，LED1亮，蜂鸣器响，当温度降低时，LED2亮，蜂鸣器响。3.结果分析 在焊接电路时，各元件的位置要选好，注意各个焊点互不接触，电线尽量不交叉。在焊接过程中，要注意安全，按照焊接要求做。五、 结论与心得1.结论当温度过高时，热敏电阻R1阻值减小，使A输出高电平，B起振，蜂鸣器发出蜂鸣声，同时，发光二极管LED1亮，显示温度过高。温度过低时，热敏电阻R2阻值增大使C输出高电平，D起振，蜂鸣器发出蜂鸣声，发光二极管LED2亮，显示温度过低。2.心得在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。在设计过程中遇到了一些问题，使得我们查找各种相关资料，在增长知识的同时增强解决问题和动手的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能力。这一课程设计，使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。在以后的学