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温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

报警电路图|报警器电路图 2018-01-26 15:54 次阅读

温度报警器电路设计方案(一)

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S52,温度传感器采用DS18B20,用4位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

系统硬件设计

硬件电路由四部分组成:温度数据采集部分,即时温度显示驱动部分,温度数据存储部分和上位PC机数据处理部分。整个硬件设计原理图如图2所示。

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

图3 AT89S52单片机最小系统


温度数据采集部分

DS18B20是智能型的数字温度传感器,以单总线方式通信。其数据线与单片机的P1.1相连接。当到达采样时间时,由单片机发出读温度信号,通过单片机AT89C51的P1.1口和DS18B20的I/O口相连,按照DS18B20的时序要求,发出相应的读、写命令。

主控制器

单片机AT89S52具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。

显示电路

显示电路采用4位共阳LED数码管,从P3口RXD,TXD串口输出段码。

温度传感器

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。

DS18B20的测温原理

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

DS18B20的测温原理如图5所示,图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1,高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变,所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入,图中还隐含着计数门,当计数门打开时,DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数,进而完成温度测量

DS18B20与单片机的典型接口设计

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

以MCS51单片机为例,图3中采用寄生电源供电方式,P1.1口接单线总线为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流,可用一个MOSFET管和89C51的P1.0来完成对总线的上拉。

温度报警器电路设计方案(二)

本文介绍的是采用热敏电阻作为敏感元件的温度报警器,当由金属探头所接触的温度通过传感器开关,如果温度超过预定值,此时的开关即开启,连接报警器发出报警声,此时的发声的报警装置可以通过改变一些元器件的接法而发出不同的声音。为了增加实用效果,特添加由共阳极双色发光管组成的指示电路。电路不报警时为绿灯,反则报警时为红绿交替。

该温度报警器的主电路由NTC测温电阻,可调温度电位器,低频振荡器和音频振荡器四部分组成。工作原理如下:

由电位器设定好温度值,当温度升高时,测温电阻NTC的电阻值降低,达到CD4011输入高电平阀值,导致低频振荡器工作,调制音频振荡器,通过三极管放大,由报警装置发出报警声。

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

图 温度报警器电路设计方案

温度报警器电路设计方案(三)

该温度报警器的电路如图2所示。时基电路IC1、电位器Rp、电阻R1和热敏电阻RT组成温度检测触发电路。RT是一种负温度系数热敏电阻,阻值随温度的升高而逐渐减小。IC2是一种音响集成电路KD9561,能产生4种模拟声,即警车声、消防车声、救护车声和机枪声。IC3为音频功率放大器,可将微弱的音频信号放大,推动扬声器B发声。具体工作过程如下:

温度未达到预定值时,由于温度传感器RT的阻值大于1/2(Rp+R1),IC1的触发端②脚电位高于1/3G(2V),使得IC1的③脚为低电位,二极管VD截止,IC2因得不到供电电压而无音频信号输出,扬声器B无声。当温度升高到预定值时,RT的阻值将小于1/2(Rp+R1),IC1的触发端②脚电位低于1/3G(2V),IC1的输出端③脚为低电位跳变到高电平,二极管VD导通,输出约5V(200mA)的直流电压。该直流电压经电容C2滤波后供给IC2。这时IC2产生的警笛信号由OUT端输出,经C3耦合至IC3的输入端③脚进行功率放大。放大后的音频信号从IC3的⑤脚输出,最后经电容C6驱动扬声器B发出响亮的警笛报警声。

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

图 温度报警器电路图

温度报警器电路设计方案(四)

温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

图 总体设计方框图

系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成。

DS18B20的性能特点如下:

1、独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;

2、多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;

3、无须外部器件;

4、可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;

5、零待机功耗;

6、温度以9或12位数字;

7、用户可定义报警设置;

8、报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;

9、负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作;DS18B20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式,如图4所示单片机端口接单线总线,为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流,可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。

当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线,因此发送接口必须是三态的。

报警温度调整按键

本系统设计三个按键,采用查询方式,一个用于选择切换设置报警温度和当前温度,另外两个分别用于设置报警温度的加和减。均采用软件消抖

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

图 系统仿真图

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TMP175-Q1 TMPx75-Q1 具有 I2C 和 SMBus 接口的温度传感器,采用工业标准 LM7

TMP175 具有 27 个 I2C/c 地址的 ±1°C 温度传感器,采用工业标准 LM75 尺寸和引脚

TMP75和TMP175器件属于数字温度传感器,是负温度系数(NTC)和正温度系数(PTC)热敏电阻的理想替代产品。无需校准或外部组件信号调节即可提供典型值为±1°C的精度。器件温度传感器为高度线性化产品,无需复杂计算或查表即可得知温度。片上12位模数转换器(ADC提供低至0.0625°C的分辨率。这两款器件采用行业标准LM75 SOIC-8和MSOP-8封装。 TMP175和TMP75与SMBus,两线制和I 2 C接口兼容.TMP175器件允许一条总线上最多连接27个器件.TMP75允许一条总线上最多连接8个器件.TMP175和TMP75都具有SMBus报警功能。 TMP175和TMP75 TMP175和TMP75器件的额定工作温度范围为-40°C至+125 ℃。 TMP75生产单元完全通过可追溯NIST的传感器测试,并且已借助可追溯NIST的设备使用ISO /IEC 17025标准认可的校准进行验证。末尾新增了一段内容 特性 TMP175:27个地址 TMP75:8个地址,美国国家标准与技术研究所(NIST)可追溯 数字输出:SMBus...
发表于 09-19 16:15 245次 阅读
TMP175 具有 27 个 I2C/c 地址的 ±1°C 温度传感器,采用工业标准 LM75 尺寸和引脚

TMP102 具有 I2C/SMBus 接口且工作电压为 1.4V 的 ±1°C 温度传感器,支持报警功能

TMP102器件是一款数字温度传感器,非常适合需要高精度的NTC /PTC热敏电阻更换。该器件提供±0.5°C的精度,无需校准或外部元件信号调理。 IC温度传感器是高度线性的,不需要复杂的计算或查找表来得出温度。片上12位ADC的分辨率低至0.0625°C。 1.6 mm×1.6 mm SOT-563封装的占位面积比SOT-23封装小68%。 TMP102器件具有SMBus™,双线和I 2 C接口兼容性,并允许一条总线上最多四个器件。该器件还具有SMBus报警功能。该器件的工作电压范围为1.4至3.6 V,在整个工作范围内的最大静态电流为10μA。 TMP102器件非常适合各种通信中的扩展温度测量,计算机,消费者,环境,工业和仪器仪表应用。该器件的工作温度范围为40°C至125°C。 TMP102生产单元100%经过NIST可溯源传感器测试,并经过设备验证NIST可通过ISO /IEC 17025认证校准进行追溯。 特性 SOT-563封装(1.6毫米×1.6毫米)比SOT-23占地面积小68% 无校准精度: 2.0°C(最大值)...
发表于 09-18 17:11 406次 阅读
TMP102 具有 I2C/SMBus 接口且工作电压为 1.4V 的 ±1°C 温度传感器,支持报警功能

TMP101 具有 I2C/SMBus 接口的 ±1°C 温度传感器,支持报警功能

TMP100和TMP101器件是数字温度传感器,适用于负温度系数(NTC)和正温度系数(PTC)热敏电阻更换。这些器件的典型精度为±1°C,无需校准或外部元件信号调理。设备温度传感器是高度线性的,不需要复杂的计算或查找表来获得温度。片上12位ADC的分辨率低至0.0625°C。这些器件采用6引脚SOT-23封装。 TMP100和TMP101器件具有SMBus,双线和I 2 C接口兼容性。 TMP100设备允许一条总线上最多八个设备。 TMP101器件提供SMBus报警功能,每条总线最多三个器件。 TMP100和TMP101器件是各种通信,计算机,消费类,环境,工业和仪器仪表应用中扩展温度测量的理想选择。 指定了TMP100和TMP101器件适用于-55°C至125°C的温度范围。 特性 数字输出:SMBus™,双线和I 2 C接口兼容性 分辨率:9至12位,用户可选择 准确度: ±1°C(典型值)-55°C至125°C ± 2°C(最大值)-55°C至125°C ...
发表于 09-18 17:07 223次 阅读
TMP101 具有 I2C/SMBus 接口的 ±1°C 温度传感器,支持报警功能

TMP100 具有 I2C/SMBus 接口的 ±1°C 温度传感器

TMP100和TMP101器件是数字温度传感器,适用于负温度系数(NTC)和正温度系数(PTC)热敏电阻更换。这些器件的典型精度为±1°C,无需校准或外部元件信号调理。设备温度传感器是高度线性的,不需要复杂的计算或查找表来获得温度。片上12位ADC的分辨率低至0.0625°C。这些器件采用6引脚SOT-23封装。 TMP100和TMP101器件具有SMBus,2线和I 2 C接口兼容性。 TMP100设备允许一条总线上最多八个设备。 TMP101器件提供SMBus报警功能,每条总线最多三个器件。 TMP100和TMP101器件是各种通信,计算机,消费类,环境,工业和仪器仪表应用中扩展温度测量的理想选择。 指定了TMP100和TMP101器件适用于-55°C至125°C的温度范围。 特性 数字输出:SMBus™,双线和I 2 C接口兼容性 分辨率:9至12位,用户可选择 准确度: ±1°C(典型值)-55°C至125°C ± 2°C(最大值)-55°C至125°C ...
发表于 09-17 16:21 563次 阅读
TMP100 具有 I2C/SMBus 接口的 ±1°C 温度传感器

TMP112-Q1 采用 SOT563 封装的汽车应用级高精度、低功耗数字温度传感器

TMP112-Q1器件是一款数字温度传感器,在要求高精度的应用中是NTC /PTC热敏电阻的理想替代品。该器件在未经校准或无外部组件信号调节的情况下可提供的精度为±0.5°C.IC温度传感器为高度线性化产品,无需复杂计算或查表即可得知温度。此器件还具有可提高精度的校准功能,用户可借此功能将精度校准到±0.17°C(请参见 校准以提高准确度 部分)。片载12位模数转换器提供的分辨率低至0.0625°C。 1.6mm×1.6mm SOT563封装尺寸较SOT23封装减小68 %.TMP112-Q1器件特性SMBus,两线制和I 2 C接口兼容性,最多允许四个器件位于一条总线上。该器件还特有SMBus警报功能。器件的额定工作电压范围是1.4V至3.6V,整个工作范围内最大静态电流为10μA。 TMP112-Q1器件非适用于控制单元,温度控制,信息娱乐和传感器模块等应用中的扩展温度测量。器件的额定工作温度范围为-40°C至+ 125℃。 特性 具有符合AEC-Q100标准的以下结果: 温度1级:-40°C至125°C的环境工作温度范围 ...
发表于 09-17 15:52 169次 阅读
TMP112-Q1 采用 SOT563 封装的汽车应用级高精度、低功耗数字温度传感器

TMP235 精密模拟输出温度传感器

TMP23x器件是精密CMOS集成电路线性模拟温度传感器系列,输出电压与温度成正比工程师可用于多种模拟温度传感应用。这些温度传感器比市场上类似的引脚兼容器件更精确,具有0°C至+ 70°C±0.5°C和±1°C的典型精度。该系列的增加精度适用于许多模拟温度传感应用。 TMP235器件在-40°C至+ 150°C的整个温度范围内提供10 mV /°C的正斜率输出,电源电压范围为2.3 V至5.5 V.较高增益的TMP236传感器提供19.5 mV的正斜率输出/°C,-10°C至+ 125°C,电源电压范围为3.1 V至5.5 V. 9μA典型静态电流和800μs典型上电时间可实现有效功率循环架构可最大限度地降低电池供电设备的功耗。 AB类输出驱动器提供强大的500μA最大输出,可驱动高达1000 pF的容性负载,并可直接连接到模数转换器采样和保持输入。 TMP23xanalog输出温度传感器具有极佳的精度和强大的线性输出驱动器,是无源热敏电阻的经济型替代品。 特性 Cost-Effective Alternative to Thermistors Wide Temperature Measurement Range: ...
发表于 09-14 14:36 606次 阅读
TMP235 精密模拟输出温度传感器