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模拟电子技术基础课程设计简易火灾报警器学生姓名张义飞2014000201010指导老师何松柏英才实验学院简易火灾报警器张义飞2014000201010课程设计说明火灾报警器在日常消防中被广泛使用，常见的火灾报警器集烟雾报警、温度报警于一体，且近些年随着物联网技术的发展，通过智能家居主控，可以实现更加精准的火灾报警。此次课程设计旨在利用运放UA741搭建基于温度的火灾报警器，主要利用运放的放大作用来设计相关电路。电路原理整个电路可分为温度传感器部分，信号处理部分以及火灾报警三个部分。下面将详细介绍各个部分的原理。温度传感器温度传感器主要利用二极管的温感特性来实现，本次实验采用1N733a型稳压二极管，在实际测试过程中，常温下二极管两端电压为600mv左右，利用电烙铁加热之后，两端电压逐渐降低至500mv，故设计电路如下：图一温度传感器原理图随着温度上升，Vout端输出的电压也会逐渐增大。信号处理从温度传感器传来的信号比较微弱，只能提供大约0.1V的电压，为了使信号可用，需要对其进行放大，现使用UA741搭建放大电路，将信号放大10倍后与电压比较器对接。由温度传感器设置可知，信号的最大变化范围为100mv，放大后为1V左右，故将电压比较器的阀值设置在4V和5V之间，现设置为4.5V。电路原理图如下：图二信号处理电路由电路图可知，信号在5和6输入后，经过放大器放大十倍，在常温状态下，电压比较器正极输入端电压为4V，小于负极端接入的4.5V电压，故输出端输出低电平，仿真如下：图三常温状态模拟仿真结果升温后，信号输入端电压增大到0.5V，电压比较器正极输入端相应地达到了5V，大于负极端的4.5V，故输出高电平。仿真如下：图四报警状态仿真结果此时的输出电压已经足够高，可以用来驱动报警电路实现报警。报警电路主要通过LED发光二极管和蜂鸣器来实现报警，搭建电路如下所示：图五报警部分电路图为了防止电压过大击穿二极管，在报警电路中设置了由双稳压管组成的稳压模块，将电压稳定在5V左右，当火灾信号传来时，二极管发亮提示报警。而蜂鸣器部分，额定电压为8V，为了驱动其发声，采用了一个BJT三极管来控制电压，常温状态下，三极管基极电压为2V，小于截止电压，三极管呈截止状态，蜂鸣器不工作；报警状态下，三极管基极电压升高，三极管处于放大状态，支路12的电流达到蜂鸣器的工作电流，蜂鸣器开始工作。电路仿真如下：图六常温状态下，LED不亮，蜂鸣器不响。图七报警状态下，LED灯发亮，蜂鸣器开始工作。电路加工及实现由于面包板搭建的电路不稳定，在电路加工的时候，选择了直接将器件焊接在电路板上，焊接的最终成品如下：