烟雾报警器电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解) - 全文

来源:网络整理 作者:2018年01月26日 17:02

烟雾报警器电路图(一)

本报警器采用半导体气敏元件作为传感器,实现“气-电”转换,555时基电路组成触发电路和报警音响电路;由于气敏元件工作时要求其加热电压相当稳定,所以利用7805三端集成稳压器对气敏元件加热灯丝进行稳压,使报警器能稳定地工作在180~260V的电压范围内。本电路省电且可靠性高。

工作原理

电路原理见下图。由555时基电路组成自激多谐振荡器,并巧妙地利用它的复位端进行触发。这样可节省元件。当气敏器件接触到可燃气体时,其阻值降低,使时基电路复位端电位上升,当它集成块1/3工作电压时就发出报警信号,具有灵敏度高的特点。

烟雾报警器电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

烟雾报警器电路图(二)

烟雾报警器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的,如朗鑫烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感,它是一种技术先进,工作稳定可靠的传感器,被广泛运用到各种消防报警系统中,性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。下面将通过烟雾报警器电路图来具体说明。

烟雾报警器电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

它在内外电离室里面有放射源镅241,电离产生的正、负离子,在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下,内外电离室的电流、电压都是稳定的。烟雾报警器电路图显示,一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动,电流,电压就会有所改变,破坏了内外电离室之间的平衡,于是无线发射器发出无线报警信号,通知远方的接收主机,将报警信息传递出去。

烟雾报警器电路图(三)

烟雾报警器由红外发光管、光敏三极管构成的串联反馈感光电路,半导体管开关电路及集成报警电路等组成,如图8所示。当被监视的环境洁净无烟雾时,红外发光二极管VD1以预先调好的起始电流发光。该红外光被光敏三极管VT1接收后其内阻减小,使得VD1和VT1串联电路中的电流增大,红外发光二极管VD2的发光强度相应增大,光敏三极管内阻进一步减小。如此循环便形成了强烈的正反馈过程,直至使串联感光电路中的电流达到最大值,在R1上产生的压降经VD2使VT2导通,VT3截止,报警电路不工作。

烟雾报警器电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

当被监视的环境中烟雾急骤增加时,空气中的透光性恶化,此时光敏三极管VT1接收到的光通量减小,其内阻增大,串联感光电路中的电流也随之减小,发光二极管VD1的发光强度也随之减弱。如此循环便形成了负反馈的过程,使串联感光电路中的电流直至减小到起始电流值,R1上的电压也降到1.2V,使VT2截止,VT3寻通,报警电路工作,发出报警信号。C1是为防止短暂烟雾的干扰而设置的。

烟雾报警器电路图(四)

烟雾报警器电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

烟雾报警器电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

烟雾报警器电路图(五)

本电路采用通用的双时基集成电路ICM7556,低电流、低功耗,电源电压适应范围宽。

模块电路

1.振荡电路:集成电路的14脚和7脚分别接电源的正,负极。集成电路的l、2、4、5、6脚内电路以及电阻R1、R2、二极管VD1和电容C1构成多谐振荡电路,用以间歇驱动光电感烟式传感器的红外发射管。

烟雾报警器电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

2.光电感烟式传感器:由一只红外发射管、一只红外接收管和烟室组成。在正常状态下,红外接收管不能接收到红外发射管发射的光信号。在烟雾进入烟室后,由于烟粒子的“漫反射”作用,红外接收管就会接收到红外发射管发射的光信号并产生光电流,实现由烟雾信号到电信号的转变。

3、单稳态触发器:集成电路的8、9、11、12、13脚内电路电阻R6、R7、R8以及电位器RP、三极管VT1,光电感烟式传感器的红外接收管和电容C3构成单稳态触发器。其中三极管VT1与光电感烟式传感器的红外接收管及电阻R6、R7构成单稳态触发器的触发电路。集成电路的11脚为控制电压输入端,外接电位器RP可以给11脚提供电压Vco,使其略低于8脚电压的2倍,以兼顾到灵敏度并避免误触发。

电容C2和电阻R3在电源接通的瞬间使集成电路10脚保持低电平,避免通电时出现误报警现象,断电后电容C2通过二极管VD2迅速放电。

4.声、光报警电路:电阻R5、三极管VT2、发光二极管LED、音乐片和扬声器构成报警电路。

工作原理:

由于驱动红外发射管的是振荡电路,很小的占空比使得流过红外发射管的平均电流也很小。当一定浓度的烟雾进入烟室时,间歇发射的红外线经过烟雾颗粒的漫反射照射到红外接收管,被红外接收管转换成光电流后又被三极管VT1放大,如果出现集成电路8脚电压瞬间低手1/2Vco,9脚就会反转为高电平,报警电路立即发出报警声,直至烟雾消失后再延续一段时间才能恢复正常。

烟雾报警器电路图(六)

烟雾传感器选择

MQ-2烟雾传感器有6个引脚,其中中间的2个为电阻丝,剩下的4个引脚分别为2个输入引脚和两个输出引脚。其中中间的两个引脚为信号输出端,其输出为模拟电压量,范围为0~1V。其连接方式如图2所示。

烟雾报警器电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

图2

MQ-2烟雾传感器有6个引脚,其中中间的2个为电阻丝,剩下的4个引脚分别为2个输入引脚和两个输出引脚。其中中间的两个引脚为信号输出端,其输出为模拟电压量,范围为0~1V。其连接方式如图2所示。

烟雾信号放大电路设计

传感器输出信号一般比较微弱,需要经过前置电路对其进行放大、滤波、电平调整,满足单片机对输入信号的要求。

本系统采用的烟雾传感器属于电阻型,因此只需串联一个参考电阻,再经过一个同相比例放大电路即可发送给ADC采集。信号放大电路如图3所示。

烟雾报警器电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

图3  烟雾信号放大电路

模数转换及与单片机接口电路设计

放大后的信号经过地址选通,从IN0口输入ADC0809芯片,初始化芯片后,给START端一个不少于100nm的正脉冲开始模数转换。当转换完成后,EOC端发出一个完成信号(高电平),数据通过锁存器送给单片机P0口。ADC0809与单片机接口电路如图4所示。

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图4  ADC0809与单片机接口电路

声光报警电路

烟雾浓度处于正常值时,P2.6口置于高电平,当烟雾浓度达到或超出警戒值时该口置为低电平,使晶体三极管PNP导通。这时声光报警电路也就全部导通,开始声光报警。其电路原理图如图5所示。

烟雾报警器电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

图5  声光报警电路

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