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电工与电子技术课程设计 -煤气安全报警电路系 别: 专业班级: 姓 名: 学 号:指导老师:时 间:目录一、问题的引入-3二、设计目的-3三、设计要求-3四、所需仪器设备与器件-4五、设计内容、方法与步骤-4六、收获与体会-10七、参考文献-11一、问题的引入: 在实际应用中,常常需要一种能够自动发出报警的装置,比如煤气的安全报警的控制系统。本节设计与制作的电路就具有这种功能。 二、设计目的: 通过这一课程设计,读者可以在如下方面得到锻炼。 ( 1 )基本了解设计数字系统的一般方法。 ( 2 )进一步熟悉常用数字器件的使用方法。 ( 3 )基本掌握通过逻辑分析查找数字电路故障的方法。 三、设计要求: 设计并制作出一种用于控制煤气排放量的自动报警电路,它具有如下功能: ( 1 )可以控制煤气的排放量。 ( 2 )可以自动产生空气负离子和臭氧。 ( 3 )每过一段时间,使排放的过多的气体与臭氧化合成对人体无毒害的。 ( 4 )空气成分变化的间隔时间可以自动调节。 四、所需仪器设备与器件 稳压电源, protel99绘图软件,负离子发生器,扬声器。555集成定时器 五、设计内容、方法与步骤:设计内容) 全报警器受控的基本原理当有害气体达到危险浓度时,时基电路1的2脚电位大于c(),2的3脚输出为低电平,继电器得电吸合,其常开触点闭合,接通机外报警系统。同时扬声器发出“嘀”声,发光。当煤气泄露故障排除后,电路自动复原。调节电位器,可改变报警的灵敏度。2 ) 系统框图根据设计要求,确定如下图所示系统框图。气敏探测电路报警电路电子开关电路电源电路 开放式空气负离子发生器 电源电路(1)电源电路市电经变压器T1降压、整流桥VC整流、串联型晶体管稳压电路(由三极管VT1、VT2等组成)稳压后,提供12V直流电源 (2)敏探测电路 由气敏元件MQ-N5、电位器RP1、电阻R5和指示灯H组成。H起稳定 气敏元件灯丝的电流作用,以使报警器工作稳定、可靠。因为灯丝电阻随温度(即通过的电流)而正比变化。温度高,电阻大,致使流过灯丝的电流减小;反之,电流增大,从而确保灯丝电流的稳定。分流电阻R5用以减少流过指示灯H的电流,避免灯丝达到正常的白炽化程度(白炽化时就失去稳流作用)。气敏元件预热数分钟后,在清洁的空气中,测量极A-A与B-B之间的电阻为一个稳定值,适当调节电位器RP2,可使B-B端的电压接近为零(即RP2为调零电位器),当气敏元件遇到煤气后,A-A与B-B之间的电阻相继下降,B-B端的电位则上升。利用B-B端的电位去控制电子开关电路。电子开关电路(3)电子开关电路由JEC-2施密特集成电路A1和三极管VT3组成。当B-B端(即A1的7脚)为低电平时,2脚输出为高电平,555时基电路A2 不工作。此时VT3因反偏而截止。当7脚为高电平时,A1电路反转,2脚输出为低电平,A2电路被接通,VT3导通,继电器KA得电吸合,其常开触点闭合,接通负离子发生器的电源,使它投入工作。 (4)报警电路由555时基电路A2、发光二极管VH、扬声器B及阻容元件等组成。A2等组成音频振荡器。工作时,扬声器发出“嘀”的声音,VH发光。当煤气泄露故障排除后,电路自动恢复。*555定时器的基本电路结构及其工作原理。555定时器电路是一个中规模的集成电路,可以由TTL电路或CMOS电路构成。它是一种能产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路。只要在外部配上几个适当的电阻元件,就可以构成单稳态触发器。多谐振荡器以及施密特触发器等脉冲产生与整形电路,在工业自动控制,定时,仿声和防盗报警等方面有广泛的应用。555定时电路结构如下图所示。开放式空气负离子发生器 (5)开放式空气负离子发生器由双向晶闸管V、二极管VD1VD2、升压变压器T2、电阻R11R13和电容C5C7组成。市电经R10、C6分压,在V的第一电极和第二电极加有电压。VD1、C5和R11为触发回路,R11、C5起移相。当市电负半周时,C6两端电压为上负、下正,这时经VD3、R12向C7充电,C7两端电压瞬间达8V左右,V导通。当市电电压过零时,由于C5的移相作用,C5两端的电压加到V的控制极上,V仍然保持导通。当市电正半周时,经VD1直接触发V,使其导通。T2初级绕组与C7组成一个LC振荡电路就产生一个衰减式自由振荡,其频率约725Hz,振荡电流经T2升压,再经VD2整流,便在负离子发生器的极板上产生静电高压,于是就电离出空气负离子和臭氧沿着电力线向四周扩散开来。图中,R13的作用是防止人体触电而设的。由于该装置工作时不会产生高压放电火花,所以不会发生煤气爆炸事故。 由以上个各分组功能元件可以得到整体功能电路图,如下图所示 六、收获与体会这次做的是模拟电子课程设计,虽然以前已经做过数字电子课程设计,有了一定的经验,但是还是遇到了重重困难,我运用所学的课本知识,以及查阅相关的文献,对设计过程中、所遇到的问题都一一的攻破,经这次设计证明,将所学的知识和电子设计方法相结合,大大的调动了我们学习的积极性,并有利于我们系统的科学地培养我们的实际动手能力,工程设计能力及创新设计能力,活耀了我们的思维,既符合由简到繁,循序渐进的教学规律,又能激发我们对模拟电子线路设计的兴趣。通过课程设计,我们对所学的知识有了更深刻地了解,实现了从理论到实践再到理论的几个飞跃,也更加了解到科学知识应该以服务社会为目的,只有掌握了足够的知识才能更好的为社会贡献我们的力量。我们学会了利用所学知识以技术上的知识解决问题的能力。本次设计得道了老师和同学们的大力帮助,但由于本人知识水平有限,总有许多的不足之处,希望各位老师能够提出宝贵的建议和批评,以助于我以后能够完成更完美的设计。七、参考文献1、 康华光.电子技术基础.高等教育出版社.2002.2、 宋春荣.通用集成电路速查手册.山东科学技术出版社.1995.3、 赵保经.中国集成电路大全.国防工业出版社.1985.4、 高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.电子工业出版社.2002.5、谢自美.电子线路设计、实验、测试.华中理工大学出版社.2003.6、 赵志杰.集成电路应用识图方法.机械工业出版社.2003.7、 张庆双.电子元器件的选用与检测.机械工业出版社.2003.8、 童本敏.TTL集成电路.电子工业出版社 (注:素材和资料部分来自网络,供参考。请预览后才下载,期待你的好评与关注!)
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