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防止酒后驾车控制器设计.doc

上传人:精**** 文档编号:2389117 上传时间:2024-05-29 格式:DOC 页数:9 大小:239.54KB
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1、(完整word)防止酒后驾车控制器设计防止酒后驾车控制器 题 目: 防止酒后驾车控制器的设计指导老师: 龙小红姓 名: 郭 雷班 级: 电子0901班目录一、前言2二、各单元电路的设计方案及原理说明21、系统设计原理说明22、元件说明3酒敏元件MQ33TWH87784LM3864LM78057四、设计、安装及调试中的体会71、结论72、心得体会7五、附录71、元器件清单8 前言 随着汽车工业的发展,汽车肇事越来越受到世界各国的重视。在世界各国交通事故的法医调查中,酒后驾驶是导致交通事故发生的重要原因。虽然各国对酒后驾车执行了严格的规定,但酒后驾车任具有一定的普遍性,针对这种现象,本人设计一种防

2、止酒后驾车的控制器,通过高灵敏度的呼气式酒精传感器检测司机的酒精摄入量,当司机体内酒精浓度超标时,控制系统会自动切断汽车启动系统,使汽车无法正常启动。从而更好地保障交通秩序和人们的出行安全,构建和谐的交通环境。 1、 设计方案及系统原理下图为防止酒后开车控制器原理图。防止酒后开车控制器能在驾驶员酗酒后开车时,自动切断汽车点火系统的工作电源,强制车辆熄火,同时发出“茉莉花的歌声。接点火电路电路工作原理:该酒后驾车限制器电路由电源电路、酒敏检测控制电路、语音电路、音频放大输出电路和点火系统控制电路组成,如图所示。电源电路由蓄电池,二极管VD4,电阻器R1,电源指示发光二极管VD1,滤波电容器C1、

3、C2和三端稳压集成器IC1组成.酒敏检测电路由酒敏传感器、电位器Rp和电子开关集成电路IC2组成。语音电路由电阻器R3、R4、R5和语音集成电路IC3组成。音频放大输出电路由电容器C3、C4、C5、音频功率放大集成电路IC4、扬声器SP、发光二极管VD2与VD3和电阻器R2组成。点火系统控制电路由电容器C6和继电器K组成。蓄电池的12V电压经二极管VD4隔离保护、C1滤波后分为4路:一路经R1限流降压后将VD1点亮;一路直接加至酒敏传感器的A端;一路经LM7805三端集成稳压电路IC1稳压为+5V,作为酒敏传感器a、b之间加热器的工作电源;另一路经IC2为语音电路、音频放大输出电路和继电器K提

4、供工作电源。若驾驶员没有饮酒,则酒敏传感器未检测到酒精气体时,A、B两端之间呈高阻状态,Rp的中心抽头为低电平,使得TWH8778大功率电子开关集成电路IC2内部的电子开关处于关断状态,语音电路、音频放大输出电路和继电器K均不工作,K的常闭触头接通点火系统的工作电源,发动机可以正常启动。若驾驶员酗酒后上车,则酒敏传感器检测到酒精气体后,其A、B两端之间的电阻值变小,使Rp的中心抽头变为高电平,IC2内部的电子开关接通,IC3和IC4通电工作,IC3输出的语音电信号经IC4功率放大后,驱动BL发出“茉莉花”的歌声,VD2和VD3闪烁发光;同时继电器K通电吸合,其常闭触头断开,点火系统的工作电源被

5、切断,发动机无法启动或强制熄火.调节Rp的阻值,可以改变酒敏检测控制的灵敏度。解决的问题:测试时TWH8778的4、5端电压总是为0,检查后发现有两个原因:一是电路中有虚焊、漏焊,二是电位器的滑动端与接地之间的阻值过低。2、元件说明 酒敏元件MQ3 图2 酒敏元件MQ3引脚表 1 酒敏元件MQ-3标准工作条件特点:对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性;快速的响应恢复特性;长期的寿命和可靠的稳定性;简单的驱动回路。应用:用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测;也用于其他场所乙醇蒸汽的检测.封装:MQ3酒敏元件有6个针状管脚,其中4个(两个A两个B)用于信号取出,2个H脚用于提供加热

6、电流。 TWH8778简介:总共5个引脚,引脚排列从左向右分别是:1脚(输入端)2,3脚(输出端)4脚(地)5脚(控制极).它属于高速集成电子开关,可用于各种自动控制电路。它外形简单,外围电路简单,内部包含过热,过压保护电路。其内部具有过压、过流、过热保护功能,可以适合大电流的驱动开关领域应用.在一些定时器、报警器等实用电路中广泛使用.在5脚与4脚之间加1。6伏特以上电压,1脚与2,3脚之间即可导通。2,3脚内部已并联。其中4,5脚之间的电阻约为40k欧姆(数字万用表测)。它带有散热片;TO220封装.参数:过压保护:典型值 30v 最大值40v 最小输入电压:典型值 3v 最大输入电压:30

7、v 控制端最大电压:6v 延迟时间:典型值8微秒 最大值20微秒 控制端开启电压:1。6 -2v 输出限制电流:最小值:0.55v 典型值:0.8v 最大值1v 开关压降:典型值300毫伏 最大值 500毫伏 LM386简介:LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器,广泛应用于录音机和收音机之中。LM386与通用型集成运放相类似,它是一个三级放大电路。LM386的引脚图: LM386的外形和引脚的排列如右图所示。引脚2为反相输入端,3为同相输入端;引脚5为输出端;引脚6和4分别为电源和地;引脚1和8为电压增益设

8、定端;使用时在引脚7和地之间接旁路电容,通常取10F。 查LM386的datasheet,电源电压4-12V或518V(LM386N4);静态消耗电流为4mA;电压增益为20-200;在1、8脚开路时,带宽为300KHz;输入阻抗为50K;音频功率0。5W。 封装:LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式. 特性:静态功耗低,约为4mA,可用于电池供电; 工作电压范围宽,4-12V or 5-18V; 外围元件少; 电压增益可调,20200; 低失真度; 应用特点: LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20。

9、但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至 200。输入端以地为参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。 参数:电源电压:(LM386N1,-3,LM386M-1)15V;电源电压:(LM386N4)22V;封装耗散:(LM386N)1。25W,(LM386M)0.73W,(LM386MM-1)0.595W;输入电压0.4V; 储存温度-65至+150;操作温度0至+70;结温+150。应用注意事项:尽管LM386的应用非常简单,但稍不注意,特别是器件上电、断电瞬间,甚至工作稳

10、定后,一些操作(如插拔音频插头、旋音量调节钮)都会带来的瞬态冲击,在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声。 1、 通过接在1脚、8脚间的电容(1脚接电容+极)来改变增益,断开时增益为20。因此用不到大的增益,电容就不要接了,不光省了成本,还会带来好处-噪音减少,何乐而不为? 2、 PCB设计时,所有外围元件尽可能靠近LM386;地线尽可能粗一些;输入音频信号通路尽可能平行走线,输出亦如此.这是死理,不用多说了吧。 3、选好调节音量的电位器。质量太差的不要,否则受害的是耳朵;阻值不要太大,10K最合适,太大也会影响音质,转那么多圈圈,不烦那! 4、尽可能采用双音频输入/输出。好处是:“+、“”输出端可

11、以很好地抵消共模信号,故能有效抑制共模噪声。 5、第7脚(BYPASS)的旁路电容不可少!实际应用时,BYPASS端必须外接一个电解电容到地,起滤除噪声的作用。工作稳定后,该管脚电压值约等于电源电压的一半。增大这个电容的容值,减缓直流基准电压的上升、下降速度,有效抑制噪声。在器件上电、掉电时的噪声就是由该偏置电压的瞬间跳变所致,这个电容可千万别省啊! 6、减少输出耦合电容.此电容的作用有二:隔直+耦合。隔断直流电压,直流电压过大有可能会损坏喇叭线圈;耦合音频的交流信号。它与扬声器负载构成了一阶高通滤波器.减小该电容值,可使噪声能量冲击的幅度变小、宽度变窄;太低还会使截止频率(fc=1/(2RL

12、*Cout))提高。分别测试,发现10uF/4。7uF最为合适,这是我的经验值。 7、电源的处理,也很关键。如果系统中有多组电源,太好了!由于电压不同、负载不同以及并联的去耦电容不同,每组电源的上升、下降时间必有差异.非常可行的方法:将上电、掉电时间短的电源放到+12V处,选择上升相对较慢的电源作为LM386的Vs,但不要低于4V,效果确实非常不错! LM7805图5 三端稳压器引脚简介:三端稳压器7805为3端正稳压电路,提供5V输出电压,应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时,输出电流可达1A。虽然是固定稳压电路,但使用外接元件,可获得不同的电压和电流。引脚:1脚接输入,2脚

13、接地,3脚接输出。四、设计、安装及调试中的体会1、心得体会通过本次课程设计,让我对电路以及仪表相关知识有了更加直观的理解和认识.在实验过程中,由于条件限制,出现了很多问题,但是通过老师的指导,同学间的讨论以及自己对电路的理解,问题得以解决.在发现问题,分析问题以及解决问题的过程中,提升了自己对电子制作的兴趣,虽然整个设计并不复杂,但是收获颇丰。2、结论 经实验得出结论,用酒精接近酒敏传感器,语音电路发出“茉莉花”歌声,且VD2、VD3发光二极管持续闪烁。以上提出的防止酒后驾车控制器,该控制器安装在汽车上,不用交警和其他人员就能判断驾驶员是否酒后驾车以确保司机安全,能够更为普遍的控制酒后驾车现象的发生。五、附录(见下一页)1、元器件清单:元器件名称个数标号二极管IN40071个VD4发光二极管3个VD1、VD2、VD31.5K电阻1个R11K电阻2个R2、R43K电阻1个R5240K电阻1个R32200uf1个C1220uf3个C2、C5、C64.7uf1个C310uf1个C4电位器2531个RpLM78051个IC1TWH8778电子开关1个IC2音乐片1个IC3LM3861个IC4扬声器1个SP酒敏传感器1个MQ-38

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