家用换气扇自动控制电路设计毕业设计.doc

信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:家用换气扇自动控制电路设计 专 业: 应用电子技术 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 二00九年十二月五日信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学 生姓 名学号班级应电07-2专业应用电子技术设计（或论文）题目家用换气扇自动控制电路的设计指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式备 注设计（论文）内容：1、查阅NE555、气敏传感器相关资料，了解此方面的发展状况；2、采用合理的控制方案；3、设计、实现该系统；4、撰写设计报告进度安排：3～7周：根据要求设计出方框图和原理电路图，根据电路分析其工作原理；8～10周：根据电路准备电子元件；11～14周：制作出电路板,安装并调试，测试出相应的技术指标；15～18周：根据调试分析其优缺点和提出整改措施，完成论文。

主要参考文献、资料：［1］ 高吉祥．电子技术基础实验与课程设计．北京：电子工业出版社，2002年［2］ 彭介华．电子技术课程设计指导．北京：高等教育出版社，1997年［3］ 毕满清．电子技术实验与课程设计．北京：机械工业出版社，2001年［4］ 肖景和．555集成电路应用精粹．北京：人民邮电出版社，2007年［5］ 张玉莲．传感器与自动检测技术．北京：机械工业出版社，2007年审批意见教研室负责人：年 月 日 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)目 录摘 要 1第1章 绪 论 2第2章 设计框图及电路系统概述 32.1 目的 32.2 基本部分 32.3 发挥部分 32.4 设计框图 32.5 各个单元框图原理分析 4第3章 电源电路 63.1 电路原理图 63.2 工作原理分析 6第4章 温度传感器和烟雾传感器的工作原理 74.1 温度传感器 74.1.1 半导体热敏电阻 74.1.2 热敏电阻的特性 74.2 气敏传感器 8第5章 控制电路原理及其中关键元器件的介绍 105.1 控制电路的原理图 105.2 工作原理分析 10第6章 555芯片的介绍 116.1 电路组成 116.2 工作原理 15第7章 家用换气扇自动控制电路原理 177.1 家用换气扇的整机图 177.2 家用换气扇的原理分析 17第8章 电路的仿真 188.1 气敏传感器工作的仿真 188.1.1 仿真电路现象 188.1.2 仿真现象的分析 188.2 温度传感器工作的仿真 198.2.1 仿真电路现象 198.2.2 仿真现象的分析 198.3 不工作电路 208.3.1 仿真电路现象 208.3.2 仿真现象的分析 20总 结 21参 考 文 献 22附件1 家用换气扇整机电路 23附录2 元器件清单 24II摘 要随着社会的发展，保持室内空气清新,从而保证人们的身体健康已受到越来越高的重视，然而由于种种原因，人们不可能始终关注室内空气的清新度，因此有必要研究一种自动换气扇，当室内的烟气达到一定浓度时，自动启动换气扇向外抽烟，提供了一种自动换气扇控制电路，具有自动向外抽烟，并向室内送入新鲜空气等功能。

能够较好地保持室内空气的清新，从而保证人们的身体健康，在家庭、办公室都有较高的实用价值该电路由NE555集成块、气敏传感器、温度传感器、电源电路、双稳态控制电路等组成由NE555组成施密特电路作为控制电路，用来控制双向晶闸管的打开与关闭，接通和断开换气扇的工作电源，使换气扇开始或停止工作本控制电路可根据室内有害气体浓度的变化或气温的变化来实现换气扇的自动通、断，从而改善室内气体及气温环境不仅实用于办公室、接待室，也同样实用于卧室、客厅、茶房、厨房、浴室等关键词 换气扇；NE555集成块；温度传感器；气敏传感器第20页第1章 绪 论随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现家用换气扇的自动控制越来越重要，而且贴近我们的实际生活家用换气扇已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，当温度升高或有害气体浓度高时会自动控制；广泛应用于办公室、卧室、客厅、厨房、浴室等，给人们的身体健康带来很大的益处因此，得到了广泛的应用家用换气扇是利用温度高低或有害气体的浓度来控制电路工作的由于换气扇广泛应用于人们的日常生活中，所以，有很大的重用作用该电路在设计时应用了仿真软件，来进行仿真然后才确定下来的，虽然用的仅仅是EWB软件，但是在论文中也是比较有特色。

能够使人们在不知不觉中感受方便由于近年来我国的家用电器行业的迅速崛起，中国现在的电器已经发展的很好了，能自主的生产很多家用电器家用换气扇现在也是很多地方常用的，因为他能避免有害气体带来的危害，在现在来看已经很多地方使用，是我国轻工业对外开放较早的行业之一换气扇还具有自动、节能、环保等完善的实用功能，国际上一些知名品牌大企业相继进入国内产销领域，使得国内竞争国际化加快绿色、节能产品的开发推广和应用是我国目前家用电器材行业结构调整的重点我国家用电器行业将面临着前所未有的机遇和挑战，而由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点第2章 设计框图及电路系统概述2.1 目的1．掌握单稳态触发器的工作原理和各元器件的功能2．进一步了解家用换气扇组成框图和各个单元工作原理及相互联系3．掌握自己实际操作动手能力的形成和进一步提高4．锻炼自己对所学理论知识和技能的综合运用能力5．提高自己对文献资料的搜索和信息处理能力6．培养自己对社会普通科学知识的了解7．增强自身的知识见解和设计论文的方法2.2 基本部分1．电源电路，用的是交流电2．电转换及放大部分，包括它的组成工作原理3．自动控制部分，包括它的电路及工作原理。

4．开关部分，包括它的组成工作原理2.3 发挥部分1．可以采用不同的原理来完成2．可以采用不同的元件来实现个部分的工作2.4 设计框图为了在公共场所，如茶房等，提供一种方便节能的换气扇，设计了一种自动控制的开关通过有害气体的进入而自动运行，能消除有害气体对人们的伤害根据设计电路得到所要完成的功能和达到的效果 气敏传感器控制电路电源双向晶闸管开关控制温度传感器图2-1 设计框图2.5 各个单元框图原理分析1．电源电路电源电路为整个电路提供需要的电压图中C5、R5、VD4、DW及C4组成电源电路，220V交流电压经VD4整流，C4滤波电容，即利用电容通交阻直作用为下一电路提供直流电压，使整个电路开始工作2．气敏传感器气敏传感器QM组成烟雾传感器，当室内烟雾浓度超过一定标准时，它的A、B极间阻值降低，流过的电流增大，通过VD2使VT1导通3．温度传感器热敏电阻RT组成温度传感器，当室内温度升高超过一定温度后，RT阻值变小，流过RT的电流增大，通过VD1使VT1导通4．控制电路NE555组成的施密特电路作为控制电路，用来控制双向晶闸管的开通与关闭，接通和断开换气扇的工作电源，是换气扇开始或停止工作。

5．双向晶闸管开关控制当VT1导通后，它的集电极电压降低，这一低电压通过NE555的②脚使其输出高电平这一高电平通过R4及VD3加至VS的控制极，使VS导通换气扇的工作电源被接通，换气扇工作当室内温度降低、空气清新后，VT1截止，集电极变为高电平这一高电平通过NE555的⑥脚使其输出端为低电平于是VS关断，切断换气扇电源，换气扇停转RP1用来调整QM元件加热电极的工作电压，通常5V左右RP2用来调节温度起控点，可根据实际需要调整，使其在某一温度下气控第3章 电源电路C5220VR5VD4C4DW3.1 电路原理图 图3-1 电源电路原理图3.2 工作原理分析简单介绍一下电源电路中各元器件的功能和作用：VD4是一个整流二极管，对220V交流电压进行整流C4是一个滤波电容，其大小0.1u/100V对整流220V交流市电压，进行通交阻直作用，滤除交流成分，使直流成分为下几个电路部分提供工作电压R5是一个限流电阻，其阻值R5=270K,相当的大，可以看出是一个限流电阻，使其降压，防止大电流通过损坏元器件，使电路不能正常工作。

C5是一个保护电容，其大小0.47u/400V，它的作用是保护前面的二极管VD4同时与电阻R5并联组成RC谐振电路第4章 温度传感器和烟雾传感器的工作原理4.1 温度传感器温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器它的主要特点是测量精度高，性能稳定其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪4.1.1 半导体热敏电阻半导体热敏电阻简称热敏电阻，是一种新型的半导体测温元件热敏电阻式利用某些金属氧化物或单晶锗、硅等材料，按特定工艺制成的感温元件热敏电阻可分为3种类型，即正温度系数(PTC)热敏电阻和负温度系数（NTC）热敏电阻，以及在某一特定温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器（CTR），热敏电阻在电路中的符号如下：Rt图4-1 热敏电阻的符号4.1.2 热敏电阻的特性如图4-1列出了不同种类热敏电阻的（Rt—t）特性曲线曲线1和曲线2为负温度系数（NTC型）曲线，曲线3和4为正温度系数（PTC型）曲线。

由图中可以看出1、3特性曲线的热敏电阻，更适用于温度的测量，而符合2、4特性曲线的热敏电阻因特性曲线变化陡峭则更适用于组成控制开关电路与金属热电阻相比热敏电阻的特点是：1． 电阻温度系数大，灵敏度高，约为金属电阻的10倍2． 结构简单，体积小，可测点温3． 电阻率高，热惯性小，适用于动态测量4． 易于维护和进行远距离控制5． 制造简单，适用寿命长图4-2 各种热敏电阻的特性曲线20010024316． 互换性差，非线性严重1— 负指数型NTC 2—突变性NTC3—线性型PTC 4—突变型PTC 4.2 气敏传感器人类的日常生活和生产活动与周围的环境气氛紧密相关，气氛的变化对人类有极大的影响，因而我们需要使用大量的气敏传感器来检测气体的成分检测环境是否有烟雾和烟雾的浓度，例如检测起火时的浓烟烟雾探头碰到烟雾或某些特定的气体，烟雾探头内部阻值发生变化，产生一个模拟值，从而对其进行控制。