防止酒后驾车控制器设计(8页).doc

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1、-防止酒后驾车控制器设计-第 5 页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MQ-33TWH87784LM3864LM78057四、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

4、提供工作电源。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

5、被切断，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MQ-3 图2 酒敏元件MQ-3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：MQ-3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

6、提供加热电流。 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；TO-220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

7、电压：30v 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

8、电压增益设定端；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5-18V(LM386N-4)；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，20-200； 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

9、增益内置为20。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：（LM386N-1，-3，LM386M-1）15V；电源电压：（LM386N-4）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、

10、断电瞬间，甚至工作稳定后，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

11、：“+”、“”输出端可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

12、率（fc=1/(2*RL*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

13、。引脚：1脚接输入，2脚接地，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个R11K电阻2个R2、R43K电阻1个R5240K电阻1个R32200uf1个C1220uf3个C2、C5、C61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-3