煙霧報警器

一. 設(shè)計要求

1. 實現(xiàn)對煙霧的檢測，空氣正常時顯示綠燈；有煙霧時亮紅燈，并實現(xiàn)蜂鳴器報警。

2. USB 5V輸出供電，另一路DC (7V-24V) 輸入，5V輸出供電。

二. 功能實現(xiàn)

1.DC供電

我這里選擇的DC12V供電，查看了參考資料，78M05輸入電壓7V-24V，輸出5V 0.5A。輸入輸出電壓相差不得小于2V，一般在5V左右。C8選用電解電容用于儲能和過濾低頻。C9 C10用于過濾高頻信號。

2.空氣傳感器

空氣傳感器2腳5腳為加熱電壓為傳感器提供特定的溫度。1.3和4.6腳為測試電壓，將傳感器內(nèi)部電導變化通過負載RL輸出電壓變化。主要是根據(jù)內(nèi)部電導率感應煙霧濃度而產(chǎn)生不同的電阻值，與電阻RL分壓。濃度越高，RL分壓越大，從而與濃度設(shè)定值進行比較。在此可以通過紅燈綠燈分別亮時，測試RL的電壓值，從而可以設(shè)置不同的煙霧濃度參考點。

3. 比較電路

R4與R5將5V進行分壓，產(chǎn)生3V參考電壓與采樣到的不同濃度的電壓值進行比較。R4 R5選擇幾十K與整個設(shè)計的功耗有關(guān)，這一路流過的電流0.1mA已足夠小了。Lm339比較器是OC輸出，需要接上拉電阻。當采樣電壓5腳電壓高于參考電壓4腳，則比較器輸出高電平，紅色LED被點亮，LED壓降在2-3V,此時流過紅色發(fā)光二極管的電流為0.75mA左右。另一路中三極管Q2飽和導通，綠色發(fā)光二極管被短路。2K電阻R15已被反復提到過，用于基極下拉，和管子內(nèi)部極間電容快速放電，使管子迅速截止，同時提高基極門限電壓必須大于1.4V。當比較器輸出高電平時，Ib=（5-0.7）V/3K=1.43mA，三極管完全導通。當比較器輸出低電平時，紅色發(fā)光二極管截止，三極管截止，綠色發(fā)光二極管流過電流I=（5-2）V/2K=1.5mA，被點亮。

4. 三角波的產(chǎn)生

當Va輸出高電平時，此時LM339的7腳高于6腳，VA通過R11 R10 對C7充電，此時門限電壓為Vh1=Va*20/【（10+10）//20+20】=3.33V

隨著C7的充電，LM339的6腳電壓逐漸升高，當達到3.33V時，比較器輸出低電平。電容通過R10對地放電。此時門限電壓為Va*(20//10)/[20+（20//10）]=1.25V

當6腳電壓達到1.25V時，比較器輸出高電平，如此循環(huán)形成三角波。此圖根據(jù)R10 R11的數(shù)值充放電斜率基本相當。

5. PWM的產(chǎn)生

三角波進入LM339的9腳，與8腳的2V基準電壓進行比較，此比較器是單電源供電，為低時即是0V，上圖為產(chǎn)生的PWM波。調(diào)整基準電壓即可脈沖寬度，使蜂鳴器長鳴或短鳴。

6. 蜂鳴器工作

蜂鳴器分為有源和無源蜂鳴器，此設(shè)計為有源蜂鳴器，只要加5V直流電壓,Q3就能完全導通，三極管集電極為0.3V，此時蜂鳴器就可以叫了。

7. 上圖展示一下成果

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