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烟雾报警器

烟雾报警(jing)器(qi)(qi)，别称火灾烟雾报警(jing)器(qi)(qi)、烟雾传感器(qi)(qi)、烟雾感应(ying)器(qi)(qi)等。由总线(xian)供电，总线(xian)上可以连接有多个(ge)(ge)，与火灾报警(jing)控(kong)制器(qi)(qi)联网、通讯组(zu)成一(yi)个(ge)(ge)报警(jing)系(xi)统(tong)，报警(jing)时现(xian)场(chang)无声音，主(zhu)机有声光提示(shi)，这(zhei)类感烟报警(jing)装置一(yi)般称之(zhi)为(wei)感烟探(tan)测器(qi)(qi)。感烟探(tan)测器(qi)(qi)分带(dai)地(di)址(zhi)编(bian)码(ma)的、不(bu)带(dai)地(di)址(zhi)编(bian)码(ma)的。

产品分类

烟雾(wu)(wu)报警(jing)器(qi)从使(shi)用的传感(gan)器(qi)可分为离子烟雾(wu)(wu)报警(jing)器(qi)和光电烟雾(wu)(wu)报警(jing)器(qi)等。

1、离(li)子烟雾(wu)

离子(zi)烟(yan)雾报(bao)警(jing)(jing)器有(you)一(yi)个(ge)电(dian)(dian)离室(shi)，离子(zi)室(shi)所(suo)用放射(she)元素－－镅241（Am241），强度约0.8微居里左(zuo)右，正(zheng)常状态下处(chu)于(yu)电(dian)(dian)场的平衡状态，当有(you)烟(yan)尘(chen)进入电(dian)(dian)离室(shi)会(hui)破坏这种(zhong)平衡关(guan)系，报(bao)警(jing)(jing)电(dian)(dian)路检测到浓度超过(guo)设(she)定(ding)的阈值时会(hui)发出(chu)报(bao)警(jing)(jing)。

2、光电烟雾

光电烟(yan)雾报(bao)警(jing)器内有(you)一个光学(xue)迷(mi)宫，安(an)装有(you)红(hong)(hong)外(wai)对管，无烟(yan)时红(hong)(hong)外(wai)接收管收不到红(hong)(hong)外(wai)发(fa)(fa)射管发(fa)(fa)出的红(hong)(hong)外(wai)光，当(dang)烟(yan)尘(chen)进入光学(xue)迷(mi)宫时，通过(guo)(guo)(guo)折射、反射，接收管接收到红(hong)(hong)外(wai)光，智能(neng)报(bao)警(jing)电路(lu)判断(duan)是否超(chao)过(guo)(guo)(guo)阈值，如果超(chao)过(guo)(guo)(guo)发(fa)(fa)出警(jing)报(bao)。

烟雾报警器工作原理

从内在原理(li)来(lai)(lai)说(shuo)，烟(yan)雾(wu)报(bao)(bao)警器(qi)(qi)(qi)就是通过监(jian)测烟(yan)雾(wu)的(de)浓度来(lai)(lai)实现火灾防范的(de)，烟(yan)雾(wu)报(bao)(bao)警器(qi)(qi)(qi)内部采用(yong)离子式烟(yan)雾(wu)传(chuan)感(gan)，它是一(yi)种技(ji)术(shu)先(xian)进，工(gong)作稳定可(ke)靠的(de)传(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)，被广泛(fan)运(yun)用(yong)到(dao)各种消防报(bao)(bao)警系统(tong)中，性能远(yuan)优于气敏电阻(zu)类(lei)的(de)火灾报(bao)(bao)警器(qi)(qi)(qi)。

它在内外(wai)电(dian)(dian)离(li)(li)(li)室(shi)里面(mian)有(you)放射源(yuan)镅241，电(dian)(dian)离(li)(li)(li)产生的(de)(de)正(zheng)(zheng)、负离(li)(li)(li)子，在电(dian)(dian)场(chang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)下各(ge)自向正(zheng)(zheng)负电(dian)(dian)极移动(dong)。在正(zheng)(zheng)常(chang)的(de)(de)情况下，内外(wai)电(dian)(dian)离(li)(li)(li)室(shi)的(de)(de)电(dian)(dian)流、电(dian)(dian)压都是(shi)稳定的(de)(de)。一旦有(you)烟雾窜逃(tao)外(wai)电(dian)(dian)离(li)(li)(li)室(shi)。干扰了(le)带电(dian)(dian)粒子的(de)(de)正(zheng)(zheng)常(chang)运动(dong)，电(dian)(dian)流，电(dian)(dian)压就会有(you)所改变(bian)，破坏(huai)了(le)内外(wai)电(dian)(dian)离(li)(li)(li)室(shi)之间的(de)(de)平(ping)衡，于(yu)是(shi)无(wu)线发(fa)(fa)射器发(fa)(fa)出无(wu)线报警信号，通(tong)知远方的(de)(de)接(jie)收(shou)主机，将(jiang)报警信息(xi)传(chuan)递(di)出去。

烟雾报警器设计思路

一. 设计要求

1. 实现对烟雾(wu)(wu)的检测，空(kong)气正常时(shi)显示绿灯；有烟雾(wu)(wu)时(shi)亮红灯，并实现蜂鸣(ming)器报警(jing)。

2. USB 5V输出供电，另一路DC (7V-24V) 输入，5V输出供电。

二. 功能实现

1.DC供电

在(zai)这里选择的(de)DC12V供电(dian)，查(cha)看了参(can)考资(zi)料，78M05输入(ru)电(dian)压7V-24V，输出(chu)5V 0.5A。输入(ru)输出(chu)电(dian)压相(xiang)差不得小于(yu)2V，一般在(zai)5V左右(you)。C8选用电(dian)解电(dian)容用于(yu)储能和(he)过滤低频。C9 C10用于(yu)过滤高频信(xin)号。

2.空气传感器

空气传感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)2脚5脚为(wei)加热(re)电(dian)压(ya)(ya)为(wei)传感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)提供特(te)定(ding)的(de)温度(du)。1.3和4.6脚为(wei)测试电(dian)压(ya)(ya)，将传感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)内部电(dian)导变(bian)化通(tong)过负载RL输出电(dian)压(ya)(ya)变(bian)化。主要是根据(ju)内部电(dian)导率(lv)感(gan)(gan)(gan)应烟(yan)雾(wu)浓度(du)而产生不同(tong)的(de)电(dian)阻(zu)值，与电(dian)阻(zu)RL分(fen)(fen)压(ya)(ya)。浓度(du)越高，RL分(fen)(fen)压(ya)(ya)越大，从(cong)而与浓度(du)设定(ding)值进行比较。在此可(ke)以(yi)通(tong)过红灯(deng)绿灯(deng)分(fen)(fen)别(bie)亮(liang)时，测试RL的(de)电(dian)压(ya)(ya)值，从(cong)而可(ke)以(yi)设置不同(tong)的(de)烟(yan)雾(wu)浓度(du)参考点(dian)。

3. 比较电路

R4与(yu)R5将5V进行(xing)分压(ya)，产生(sheng)3V参考电(dian)(dian)(dian)压(ya)与(yu)采样(yang)到的(de)(de)(de)不同浓度的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)压(ya)值(zhi)进行(xing)比(bi)较(jiao)(jiao)(jiao)。R4 R5选择几十K与(yu)整个设计(ji)的(de)(de)(de)功耗(hao)有关，这一路(lu)流(liu)(liu)(liu)(liu)过的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)0.1mA已足够(gou)小了。Lm339比(bi)较(jiao)(jiao)(jiao)器(qi)是OC输出，需(xu)要(yao)接上拉(la)电(dian)(dian)(dian)阻。当(dang)采样(yang)电(dian)(dian)(dian)压(ya)5脚(jiao)电(dian)(dian)(dian)压(ya)高于参考电(dian)(dian)(dian)压(ya)4脚(jiao)，则比(bi)较(jiao)(jiao)(jiao)器(qi)输出高电(dian)(dian)(dian)平(ping)(ping)，红色LED被(bei)点亮，LED压(ya)降在2-3V,此(ci)时(shi)流(liu)(liu)(liu)(liu)过红色发光二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)为0.75mA左右。另(ling)一路(lu)中三极(ji)(ji)管(guan)(guan)Q2饱和导通，绿色发光二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)被(bei)短路(lu)。2K电(dian)(dian)(dian)阻R15已被(bei)反(fan)复提到过，用于基极(ji)(ji)下拉(la)，和管(guan)(guan)子内部极(ji)(ji)间电(dian)(dian)(dian)容快速放(fang)电(dian)(dian)(dian)，使管(guan)(guan)子迅速截(jie)止，同时(shi)提高基极(ji)(ji)门(men)限电(dian)(dian)(dian)压(ya)必须大于1.4V。当(dang)比(bi)较(jiao)(jiao)(jiao)器(qi)输出高电(dian)(dian)(dian)平(ping)(ping)时(shi)，Ib=（5-0.7）V/3K=1.43mA，三极(ji)(ji)管(guan)(guan)完全导通。当(dang)比(bi)较(jiao)(jiao)(jiao)器(qi)输出低电(dian)(dian)(dian)平(ping)(ping)时(shi)，红色发光二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)截(jie)止，三极(ji)(ji)管(guan)(guan)截(jie)止，绿色发光二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)流(liu)(liu)(liu)(liu)过电(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)I=（5-2）V/2K=1.5mA，被(bei)点亮。

4. 三角波的产生

当Va输出高(gao)电平时，此(ci)时LM339的7脚高(gao)于6脚，VA通(tong)过R11 R10 对C7充电，此(ci)时门限(xian)电压为Vh1=Va*20/【（10+10）//20+20】=3.33V

随着(zhe)C7的(de)充电(dian)(dian)，LM339的(de)6脚电(dian)(dian)压(ya)逐渐(jian)升高，当达到3.33V时，比较器输出低电(dian)(dian)平。电(dian)(dian)容通过R10对(dui)地放电(dian)(dian)。此(ci)时门限电(dian)(dian)压(ya)为Va*(20//10)/[20+（20//10）]=1.25V

当(dang)6脚电压达到1.25V时(shi)，比较器输出高电平，如此循环形(xing)成(cheng)三角波。此图根据R10 R11的(de)数值充放电斜率基(ji)本(ben)相当(dang)。

5. PWM的产生

三角波进(jin)入(ru)LM339的9脚，与(yu)8脚的2V基(ji)准电压进(jin)行比较，此比较器(qi)是单电源供(gong)电，为(wei)低时即(ji)是0V，上图为(wei)产生的PWM波。调(diao)整基(ji)准电压即(ji)可(ke)脉冲宽(kuan)度，使蜂鸣(ming)器(qi)长鸣(ming)或短鸣(ming)。

6. 蜂鸣器工作

蜂(feng)鸣器(qi)分为(wei)有源(yuan)和无源(yuan)蜂(feng)鸣器(qi)，此设计为(wei)有源(yuan)蜂(feng)鸣器(qi)，只要加5V直流电压,Q3就能完全导通，三极(ji)管(guan)集电极(ji)为(wei)0.3V，此时蜂(feng)鸣器(qi)就可以叫(jiao)了。

7. 下图展示一下成果

烟雾报警器组(zu)成

烟(yan)雾(wu)报警(jing)(jing)器(qi)(qi)是由两部(bu)分组成：一是用于检测(ce)烟(yan)雾(wu)的(de)感应(ying)传感器(qi)(qi)，二是声音非常响亮的(de)电(dian)(dian)子扬声器(qi)(qi)，一旦发(fa)生危险可以及时警(jing)(jing)醒人(ren)们(men)。烟(yan)雾(wu)报警(jing)(jing)器(qi)(qi)利用放射源镅电(dian)(dian)离(li)产(chan)生的(de)正、负离(li)子，在(zai)电(dian)(dian)场的(de)作用下各(ge)自向正负电(dian)(dian)极移动(dong)。在(zai)正常的(de)情况下，内外(wai)电(dian)(dian)离(li)室的(de)电(dian)(dian)流(liu)、电(dian)(dian)压都(dou)是稳定的(de)。一旦有烟(yan)雾(wu)窜(cuan)逃外(wai)电(dian)(dian)离(li)室。干扰(rao)了带电(dian)(dian)粒子的(de)正常运动(dong)，电(dian)(dian)流(liu)，电(dian)(dian)压就会有所改变，破坏了内外(wai)电(dian)(dian)离(li)室之(zhi)间的(de)平衡，于是无线发(fa)射器(qi)(qi)发(fa)出(chu)无线报警(jing)(jing)信(xin)号，通知远方的(de)接收(shou)主机，将报警(jing)(jing)信(xin)息(xi)传递出(chu)去。

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