电子科技大学模电课程设计报告——火灾报警电路

火灾报警电路课程设计实验报告IntroductionIn this report, I will present the design and implementation of a fire alarm circuit for an electrical engineering course project. The objective of this project is to create a reliable and efficient fire detection system that can quickly identify and alert individuals about potential fire hazards. The designed circuit utilizes various sensors, control components, and signal processing techniques to achieve its objectives.Design ConsiderationsThe fire alarm system design takes into consideration several key factors such as accuracy, reliability, response time, and ease of operation. These considerations ensure that the circuit not only effectively detects fires but also minimizes false alarms. Additionally, the circuit should be capable of promptly notifying relevant authorities or individuals nearby.Sensor SelectionTo accurately detect fires and smoke, we have chosen two commonly used sensors: smoke detectors and heat detectors. The combination of these sensors enhances the system's ability to promptly sense any early signs of a fire in different conditions.Smoke DetectorsSmoke detectors utilize optical or ionization principles to detect smoke particles suspended in the air. For this project, we have selected an optical smoke detector due to its effectiveness in detecting visible smoke particles. When smoke enters the optical chamber, it scatters light onto a photocell sensor connected to the control circuit. This change in light intensity triggers the alarm signal.Heat DetectorsHeat detectors are designed to trigger an alarm when there is a significant increase in temperature within their vicinity. Two types of heat detectors are commonly used: fixed temperature heat detectors and rate-of-rise heat detectors. For our project, we will employ a fixed temperature heat detector since it provides reliable detection by triggering an alarm when a preset temperature threshold is exceeded.Control Circuitry DesignThe control circuit plays a vital role in processing signals from both the smoke detector and heat detector while ensuring proper functioning and integration with other relevant components.Signal ProcessingUpon receiving signals from either sensor indicating the presence of fire or excess heat, the control circuit triggers the alarm system. It also monitors the overall status of the circuit, including power supply stability and sensor functionality.Alarm SystemThe alarm system should provide a clear and loud signal to indicate the presence of fire. We have selected a combination of audio alarms, such as sirens or buzzers, and visual indicators, like flashing lights or LED displays.Power SupplyA stable power supply is crucial for uninterrupted operation of the fire alarm circuit. For this project, we will use a backup battery combined with an AC-to-DC converter. The backup battery ensures that the system remains active during power outages.ConclusionIn conclusion, this report has presented the design and implementation aspects of a fire alarm circuit for an electrical engineering course project. The chosen sensors, control components, and signal processing techniques work together seamlessly to accurately detect fires and excess heat. By considering factors such as accuracy, reliability, responsetime, and ease of operation throughout the design process, we have produced an effective fire detection system that minimizes false alarms while ensuring prompt alerts to relevant authorities or individuals nearby.。

河北科技大学课程设计报告学生姓名：黄争光学号：110801207 专业班级：电气工程及其自动化112班课程名称：模拟电子技术基础学年学期：2 012 —2 013 学年第一学期指导教师：王彦朋蔡明伟2 0 13 年 1 月目录1.设计任务 (2)2.电路原理图 (2)3.工作原理 (2)4.元件明细表 (6)5.调试中出现的问题及解决办法 (6)6.收获体会 (7)7.附录 (7)1.设计任务设计任务：设计一个简易的火灾报警电路。

2.电路原理图3工作原理此火灾报警电路的框图如下3.1温度控制电路有热敏电阻的水温度的的变化电阻减小而控制必列运算电路的输入电压。

3.2 比例运算实现电压差。

并用输出控制单限比较器。

3.3 不同的电压使单限比较器输出不同的电平。

使二极管和晶体管导通，控制报警电路。

3.4 导通后二极管亮，蜂鸣器发声报警。

3.5总体结构图此火灾报警电路中使用了热敏电阻元件以及比例运算电路以及声光报警电路。

火灾报警电路原理其中温度传感器（热敏电阻）随温度的变化阻值变小，因此分压减小。

有如图1有公式：2I U =2''''P CC R R R V +⋅ （1）1I U =1''P CC R R R V +⋅。

（2）热敏电阻R ’’和R ’变化时2I U 和1I U 变化。

R ’’接受高温，R ’在室温下时。

由于R ’’的减小，使2I U 减小。

与同向端1I U 形成压差。

双端输入的比列运算电路，如图（3）。

当R1//R2//Rf =R3//R4//R5时O U =(33R U I +44R U I −22R U I −11R U I ) ( 3)UI2UI1图（3）双端输入的比列运算电路 图（4） 差分比例运算电路若电路中有两个输入且参数对称如图（4）可以实现对差模信号的放大,电路图（1）中一级A1运放。

则输出结果为O U =13R R (1I U -2I U ) (4）即为本题中一级运放A1的输出结果。

模电课程设计火灾报警一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握火灾报警系统的基本原理和设计方法，能够运用模拟电子技术设计简单的火灾报警电路。

1.了解火灾报警系统的工作原理和组成。

2.掌握模拟电子技术在火灾报警系统中的应用。

3.熟悉常用的火灾报警传感器和报警器的工作原理。

4.能够分析火灾报警系统的设计要求。

5.能够运用模拟电子技术设计简单的火灾报警电路。

6.具备调试和优化火灾报警电路的能力。

情感态度价值观目标：1.培养学生对生命安全的重视，增强火灾防范意识。

2.培养学生运用科技手段解决实际问题的兴趣和信心。

3.培养学生团队合作和沟通交流的能力。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括火灾报警系统的基本原理、设计方法和应用。

1.火灾报警系统的基本原理：介绍火灾报警系统的工作原理，包括火灾传感器的检测原理、报警器的触发机制等。

2.火灾报警系统的组成：介绍火灾报警系统的主要组成部分，包括火灾传感器、报警器、控制器等，并分析各部分的功能和作用。

3.模拟电子技术在火灾报警系统中的应用：讲解模拟电子技术在火灾报警系统中的关键作用，包括信号处理、放大、滤波等。

4.火灾报警电路的设计方法：介绍火灾报警电路的设计方法，包括选择合适的传感器、报警器等元件，以及电路的布局和连接方式。

5.火灾报警电路的调试和优化：讲解如何对设计的火灾报警电路进行调试和优化，以提高其可靠性和性能。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用多种教学方法相结合的方式。

1.讲授法：通过讲解火灾报警系统的基本原理、设计方法和应用，使学生掌握相关知识。

2.案例分析法：分析具体的火灾报警电路设计案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题。

3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手设计、搭建和调试火灾报警电路，提高学生的实践能力。

4.讨论法：学生进行小组讨论，分享设计经验和心得，促进学生之间的交流与合作。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，将采用以下教学资源。

电子科技大学《模拟电路基础》应用设计报告设计题目：火灾报警器的仿真设计学生：解春阳学号： 16教师：朝海日期： 2015.12.08一、设计任务设计要求：通过两个温度传感器获得的电压差实现火灾自动报警。

•正常情况下，电压差为零，发光二极管不亮，蜂鸣器不响。

•当有火情时，电压差增大，发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫。

设计指标:二、电路原理此火灾报警电路框图如下图1 原理框图1）温度传感电路常温下，硅管正向导通电压约为0.7V，当流过二极管的正向电流固定时，温度每上升1度，正向电压下降大约2mV。

所以可用1N4148型二极管作为实际温度传感器。

仿真时用电压源u i1，u i2模拟温度引起的电压变化。

2）差分放大电路发生火灾时，温度传感器的电压差可以迅速上升至几十到几百mV，根据后级的比较电压（可选）确定放大倍数，通过差分放大器将电压放大到大于比较电压。

图2 差分放大电路本次实验为使使电压差放大10倍，R，Rf 分别取1KΩ和10KΩ，运放采用UA741型集成运放，其结构图如下图3 UA741集成运放3）电压比较电路本实验采用单限比较器电路。

如图，差分电路输出的电压从A2 的正向输入端输入，与单限电压比较器的阈值电压UT进行比较。

实验中V CC 为10V ，查询稳压管参数可得U Z =5.1V.由设计指标，当U i2-U I1≧0.2V,即U O1≧2V 时，单限比较器输出高电平。

所以不妨令U T =1V ，此时R 3可选9K Ω，R 4可选1K Ω，即可满足要求。

为确保稳压管不被击穿，需要加限流电阻R 6，查询参数得稳压管工作电流为75.44mA,此时取R 6=100Ω即可。

4)声光报警电路当A2输出为高电平时，发光二极管导通，发光。

此时对于LED 支路，支路电压为5.1V ，查询LED 参数得工作电压1.66V,工作电流15-20mA ，由此可得R 5=200Ω。

查询蜂鸣器参数可知工作电压9V ，工作电流0.5A ，三极管放大倍数β>100，则基极电流I B <5mA ，由三、电路仿真和结果选取电子元件443T CC R U V R R =+, u o1<U T 时，u o2=U Ol ； u o1>U T 时，u o2=U OH 。

模拟电子技术课程设计报告书课题名称 火灾报警电路 姓 名学 号 院、系、部 专 业 指导教师年 月 日※※※※※※※※※ ※※※※ ※※ ※※※※※※※※※200x 级模拟电子技术 课程设计火灾报警电路设计摘要本文讲述了利用负温度系数电阻特性的热敏电阻阻值随温度变化的特点，再以各电阻、集成运放组成的差分放大电路、电压比较器等电路的合理正确连接，就可形成一个较为简单的火灾报警电路。

利用热敏电阻随温度升高阻值减小的特性来控制比例运算电路的反相端的电压，从而使二级运放的输入电压增大而使其超过阈值电压，单线比较器实现电压的跳变，输出高电平使发光二极管和晶体管导通，从而驱动声光报警电路报警。

此报警电路电路在火灾发生后，温度升高到一定程度时，报警器报警，若没有达到临界温度，不报警。

一、设计目的在我们的生活中难免会遇到火灾的发生，为了能在火灾来临之前防患于未然，火灾报警器及时迅速的报警是十分必要的，因此模拟设计了本火灾报警电路。

它包括了温度传感器、放大器、电阻、四运放LM324、发光二极管LED、扬声器等元件。

其中温度传感器是一个负温度系数电阻特性的热敏电阻，它通过感知温度的变化来改变电路中电流的大小，并影响电路中二极管和扬声器中所通过的电流，使其产生变化。

从而使二极管发光以及使蜂鸣器鸣叫发出报警，来达到预防火灾及减小火灾危害的作用。

二、设计要求本火灾报警电路由负温度系数电阻特性的热敏电阻（NTC元件）为一臂组成测温电桥，在正常情况下，测温电桥的两个输出电压相等，声光报警电路部分不工作（发光二极管不发光，蜂鸣器不报警）。

当有火情时，测温电桥的两个输出电压不相等，产生压差，当此压差增大到一定数值时，经过由集成运放组成的差分放大电路的放大以及单限比较器的状态比较，最终驱动发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫报警。

三、设计方案及原理框图电路总体说明：1.温度控制电路中，热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，从而控制比例运算电路的输入电压。

课程设计火灾报警电路一、教学目标本节课的学习目标为：知识目标：学生能够理解火灾报警电路的基本原理，掌握火灾报警电路的主要组成部分及其作用，了解火灾报警电路的安装和调试方法。

技能目标：学生能够通过实验，独立完成火灾报警电路的安装和调试，提高学生的动手能力和实践能力。

情感态度价值观目标：学生能够认识到火灾报警电路在生活中的重要性，增强安全意识，培养学生的社会责任感。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括：1.火灾报警电路的基本原理：介绍火灾报警电路的工作原理，让学生了解火灾报警电路是如何工作的。

2.火灾报警电路的主要组成部分：介绍火灾报警电路的主要组成部分，包括火灾探测器、控制器和报警器等，让学生了解各个部分的作用。

3.火灾报警电路的安装和调试：讲解火灾报警电路的安装和调试方法，让学生学会如何安装和调试火灾报警电路。

4.火灾报警电路的实践应用：通过实例分析，让学生了解火灾报警电路在实际生活中的应用。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解火灾报警电路的基本原理和主要组成部分。

2.实验法：让学生动手安装和调试火灾报警电路，提高学生的实践能力。

3.讨论法：通过小组讨论，让学生交流学习心得，提高学生的合作能力。

4.案例分析法：分析火灾报警电路在实际生活中的应用，让学生更好地理解火灾报警电路的重要性。

四、教学资源为了支持教学内容的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：提供《火灾报警电路》的相关章节，让学生课前预习和课后复习。

2.实验设备：准备火灾报警电路的实验器材，让学生动手实践。

3.多媒体资料：制作火灾报警电路的PPT和视频，辅助讲解和演示。

4.参考书：提供相关的参考书籍，供学生深入研究。

五、教学评估本节课的评估方式包括：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况等，评估学生的学习态度和积极性。

2.作业：布置相关的作业，评估学生的理解和掌握程度。

3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和解决问题的能力。

火灾报警电路 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解火灾报警电路的基本原理，掌握电路组成及各部分功能。

2. 使学生掌握相关电子元件的使用，如传感器、继电器、电源等。

3. 让学生了解火灾报警电路的设计与实际应用，提高学生的电路分析能力。

技能目标：1. 培养学生运用电子元件搭建简单火灾报警电路的能力。

2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，具备初步的电路调试与排障技巧。

3. 提高学生的团队协作能力和动手实践能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生关注生活、关注安全的意识，提高对火灾预防的认识。

2. 培养学生热爱科学、勇于探究的精神，激发学生对电子技术的兴趣。

3. 培养学生遵循科学规律、严谨求实的态度，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论知识与实际操作，注重培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生为初中年级，具备一定的物理知识和动手实践能力，对新鲜事物充满好奇心。

教学要求：教师应关注学生的个体差异，因材施教，引导学生通过小组合作、动手实践等方式，掌握火灾报警电路的相关知识，提高学生的综合能力。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，确保学生能够学以致用。

二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 火灾报警电路原理：介绍火灾报警电路的基本工作原理，如烟雾传感器的响应特性、信号处理与报警触发机制等。

教学内容：教材第3章第2节“传感器及其应用”。

2. 电子元件的认识与使用：学习常用电子元件，如传感器、继电器、电源等，并了解其在火灾报警电路中的应用。

教学内容：教材第2章“常用电子元件”及相关实验指导。

3. 火灾报警电路的设计与搭建：学习如何设计简单的火灾报警电路，并进行实际操作。

教学内容：教材第4章“电路设计与实践”。

4. 电路调试与排障：教授学生如何对搭建的火灾报警电路进行调试与排障，确保电路的正常工作。

教学内容：教材第5章“电路调试与排障”。

5. 火灾报警电路在实际应用中的案例分析：分析典型火灾报警电路在实际应用中的优点与不足。

模拟电子技术课程设计报告书课题名称 火灾报警器电路课程设计姓 名王小懿学 号 101250102 院、系、部 通信与电子工程学院 专 业 电子科学与技术 指导教师张老师2011年 12月 28日※※※※※※※※※ ※※※※※※2010级电子科学与技术学生模拟电子技术 课程设计火灾报警器电路设计1 设计目的设计并制作一个火灾报警器，预防火灾的发生。

2 设计思路运用所学知识及查阅资料，设计一个声光报警器来预防火灾，将所学的知识如差分放大电路、集成运放等融入一体，实现自动报警。

3 设计过程3.1方案论证1）火灾报警器电路设计方案如图1所示。

图1 火灾报警器电路设计的方框图方案的工作原理：1、随温度的升高，热敏电阻的阻值逐渐减小，通过两热敏电阻阻值变化引起的压差控制第一级运放的输入输出。

2、电压差通过比例运放放大，并与第二级运放反向输入电压相比较，形成单限比较器。

3、通过第二级运放正向输入端电压的变化，使单限比较器输出不同的电平，来控制发光二极管和蜂鸣器的工作与否。

从而就控制了报警电路的工作与否。

4、电路导通后，发光二极管发光，蜂鸣器报警。

3.2电路设计火灾报警器电路如下图所示：单元电路设计及主要元器件参数计算一、选择适当的热敏电阻Ｒ＇＝２０ΩＲ＇＇＝３０ΩＲＰ１＝ＲＰ２＝５１Ω因此ＵＩ１＝ＶＣＣ·Ｒ＇／（Ｒ＇＋ＲＰ１）＝１．６９ＶＵＩ２＝ＶＣＣ·Ｒ＇＇／（Ｒ＇＇＋ＲＰ２）＝２．２２Ｖ同时，Ｒ１＝１０Ｋ，Ｒ２＝２０Ｋ，从而，通过一级运放后的输出电压Ｕ１＝Ｒ２·（ＵＩ１－ＵＩ２）／Ｒ１＝１．５Ｖ。

二、第二级运放有门限电压Ｕ－＝１．５·Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）可以选Ｒ３＝３ＫΩ，Ｒ４＝２ＫΩ，从而Ｕ－＝０．６Ｖ。

当Ｕ１＇＞Ｕ－时，ＵＯＨ＝ＵＺ。

三、稳压二极管选用±６Ｖ，因此ＵＯＨ＝ＵＺ＝６Ｖ，ＵＯＬ＝－６Ｖ。

四、发光二极管ＵＤ＝２．５Ｖ，ＩＤ≦２０ｍＡ。

由ＩＤ＝（ＵＯＨ－ＵＤ）／Ｒ５，可以得出Ｒ５＝５１Ω。

火灾报警电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解火灾报警电路的基本原理，掌握电路的组成及功能；2. 掌握相关电子元件的特性和应用，如传感器、继电器等；3. 了解火灾报警系统的分类、工作原理及在我国的应用现状。

技能目标：1. 能够正确搭建和调试简单的火灾报警电路；2. 学会使用相关仪器和工具，进行电路的检测和故障排查；3. 培养动手操作能力，提高解决问题的实践技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对火灾安全意识的认识，增强防灾减灾的责任感；2. 激发学生对电子技术的兴趣，培养创新精神和团队合作精神；3. 提高学生的环保意识，学会废弃电子元件的正确处理方法。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论联系实际，培养学生的动手能力和创新意识。

学生特点：学生处于高中阶段，具备一定的物理知识和动手能力，对电子技术有一定的好奇心。

教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高实践操作能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。

二、教学内容1. 火灾报警电路原理及组成- 介绍火灾报警电路的基本原理，包括传感器检测、信号处理、报警触发等；- 分析电路的组成，如电源、传感器、放大器、继电器等元件的作用。

2. 电子元件特性与应用- 介绍常用电子元件如传感器、继电器、晶体管等的特性；- 通过实例讲解电子元件在火灾报警电路中的应用。

3. 火灾报警系统分类及工作原理- 介绍我国火灾报警系统的分类，如离子型、光电型、烟雾型等；- 阐述各类火灾报警系统的工作原理及优缺点。

4. 火灾报警电路搭建与调试- 制定详细的教学大纲，安排实践操作环节；- 引导学生按照电路图搭建火灾报警电路，并进行调试。

5. 故障排查与维护- 介绍火灾报警电路的常见故障及排查方法；- 学会使用测试仪器进行电路检测，掌握维护与保养方法。

教材章节关联：教学内容与教材中“电子技术与应用”章节相关，涉及火灾报警电路的设计、制作与调试，以及电子元件的应用等。

火灾报警电路 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解火灾报警电路的基本原理，掌握电路的组成及功能。

2. 使学生掌握传感器在火灾报警电路中的作用，了解不同传感器的特点和应用。

3. 帮助学生了解报警系统的基本工作流程，掌握相关知识。

技能目标：1. 培养学生动手搭建和调试火灾报警电路的能力，提高实践操作技能。

2. 培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力，提升创新思维。

情感态度价值观目标：1. 培养学生关注消防安全，增强防火意识，养成安全用电的好习惯。

2. 培养学生的团队协作精神，学会与他人共同完成任务。

3. 激发学生对电子技术的兴趣，培养学习热情，提高科学素养。

课程性质：本课程为电子技术课程的一部分，侧重于实践操作和实际应用。

学生特点：学生为初中生，具有一定的物理知识和动手能力，对电子技术有一定兴趣。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实践操作和创新能力培养。

通过本课程的学习，使学生能够掌握火灾报警电路的相关知识，具备一定的实践操作能力，并关注消防安全。

教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便于后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 火灾报警电路基本原理：介绍电路的组成、工作原理及功能，结合教材相关章节进行讲解。

- 电路组成：传感器、信号处理电路、报警装置等。

- 工作原理：传感器检测到火灾信号，经过信号处理电路放大处理，触发报警装置。

2. 传感器及其应用：介绍不同类型的传感器（如烟雾传感器、温度传感器等）及其在火灾报警电路中的应用。

- 传感器特点：灵敏度、响应时间、可靠性等。

- 应用案例：分析实际火灾报警电路中传感器的选用和安装。

3. 报警系统工作流程：讲解报警系统的基本工作流程，结合教材内容进行分析。

- 检测阶段：传感器检测到火灾信号。

- 信号处理阶段：对火灾信号进行放大、处理。

- 报警阶段：触发报警装置，发出警报。

4. 实践操作：指导学生动手搭建和调试火灾报警电路，提高学生的实践能力。