武汉理工大学《电工电子》课程设计说明书
1有害气体检测与抽排电路设计 1.1各功能模块电路的选择
1.1.1 降压、整流、滤波、稳压电路
此部分电路可使用变压器进行降压，一个单相整流桥BRIGE电路进行整流，滤波电容进行滤波和三端集成稳压器78L12进行稳压输出。
1.1.2 气体检测电路
气体检测电路主要使用QM-N5气敏传感器构成。根据半导体气敏传感器的表面氧化物一旦吸附某些气体时，其导电率将会随之发生变化这一性质进行电路的设计。
MQ-N5为气敏传感器，它有6个引出电极：加热电极3、4脚和5、6脚，输出电极为1和2脚。加热电极3、4脚和5、6脚为高阻电热丝，通电即可加热。在加热的条件下，如果有可燃性气体充斥在1、2之间，则1、2之间的阻值将随气体浓度的增大而减小，只要把这一变化转化为电信号即可制成有害气体检测电路。
1.1.3 警笛声报警电路
采用两片555定时器组合成电路来产生的双音频，模拟警笛声，驱动喇叭发声。此电路由两片555时基集成电路组成的变调音频调制振荡器构成，它的输出音频频率从600～10000Hz范围循环变化，类似警车的警笛声。
1.1.4 警示灯闪烁电路
电路的主体由555定时器组成的多谐振荡器构成，同时使用双向可控硅来控制警灯的闪烁。555定时器构成的多谐振荡器的频率要低于1Hz。
1.1.5 排气扇驱动电路
电路主体采用双向可控硅控制电机的转动，双向可控硅的三脚接至QM-N5的输出端以检测电信号，当有害气体的浓度到达一定值，得到高电平信号，排气扇开始转动。
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1.2总体框架说明
根据以上的设计，可以得到以下方框图模块。
如图1-1所示。
220v 交流电源
声光报警电路
图1-1 有害气体检测、报警、抽排电路总体方框图
整流稳压电路 传感器检测有害气体 电压比较电路 电机转动、抽排气体
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1.3 设计原理图
1.3.1 protel原理图
通过以上的方案论证选择合适的电路制图，使用protel99SE做出符合要求，正确的电路原理图，并且能够通过此电路原理图进行PCB的生成。
整体电路原理图如图1.3（1）所示。
图1.3（1）电路原理图
1.3.2 各模块单元电路图及工作原理
1.3.2.1 降压、整流、滤波、稳压模块电路
此单元电路使用变压器进行降压，一个单相整流桥BRIGE电路进行整流，
滤波电容进行滤波和三端集成稳压器7805进行稳压输出。
首先使用变压器把220V市电转变为所需使用的12V电压，再通过单相整流电路对其整流，电容C并联在整流电路之后用作滤波电路，滤去整流输出电压中的纹波。然后使用三端集成稳压器78L12对其进行稳压输出，得到5V的电压。模块电路如图1.3（2）。
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图1.3（2）降压整流滤波稳压单元电路
1.3.2.2 气体检测模块电路
当有害气体的浓度很低时，QM-N5的级间（1脚和2脚）导电率低， 成高阻态，电压比较器正相输入端的电压小于反相输入端的电压，电压比较器的输出端为“低电平”，继电器不工作，不能驱动后级电路工作。因此排气扇不转动，警报灯不闪烁，喇叭也不发出警笛声。当有害气体到达一定的浓度时，QM-N5的级间电阻小，电压比较器正向输入端电压大于反向输入端电压，比较器输出“高电平”，使得继电器工作，这样使后级电路驱动其他单元电路工作，使得排气扇开始转动，警报灯闪烁，喇叭发出警笛声报警，达到所需的目的。此部分单元电路 如图1.3（3）所示。
改变滑动变阻器的阻值，可以改变电压比较器的反相输入端的电压，使声光报警及风扇抽排电路可以在有害气体不同浓度下工作，即用气敏传感器实现对有害气体不同浓度的测量。
注：此处由于在元件库中找不到QM-N5器件，故用滑动变阻器代替。
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