煙霧報警器電路圖（一）

本報警器采用半導體氣敏元件作為傳感器，實現“氣－電”轉換，555時基電路組成觸發電路和報警音響電路；由于氣敏元件工作時要求其加熱電壓相當穩定，所以利用7805三端集成穩壓器對氣敏元件加熱燈絲進行穩壓，使報警器能穩定地工作在180～260V的電壓范圍內。本電路省電且可靠性高。

工作原理

電路原理見下圖。由555時基電路組成自激多諧振蕩器，并巧妙地利用它的復位端進行觸發。這樣可節省元件。當氣敏器件接觸到可燃氣體時，其阻值降低，使時基電路復位端電位上升，當它集成塊1/3工作電壓時就發出報警信號，具有靈敏度高的特點。

煙霧報警器電路圖（二）

煙霧報警器就是通過監測煙霧的濃度來實現火災防范的，如朗鑫煙霧報警器內部采用離子式煙霧傳感，它是一種技術先進，工作穩定可靠的傳感器，被廣泛運用到各種消防報警系統中，性能遠優于氣敏電阻類的火災報警器。下面將通過煙霧報警器電路圖來具體說明。

它在內外電離室里面有放射源镅241，電離產生的正、負離子，在電場的作用下各自向正負電極移動。在正常的情況下，內外電離室的電流、電壓都是穩定的。煙霧報警器電路圖顯示，一旦有煙霧竄逃外電離室。干擾了帶電粒子的正常運動，電流，電壓就會有所改變，破壞了內外電離室之間的平衡，于是無線發射器發出無線報警信號，通知遠方的接收主機，將報警信息傳遞出去。

煙霧報警器電路圖（三）

煙霧報警器由紅外發光管、光敏三極管構成的串聯反饋感光電路，半導體管開關電路及集成報警電路等組成，如圖8所示。當被監視的環境潔凈無煙霧時，紅外發光二極管VD1以預先調好的起始電流發光。該紅外光被光敏三極管VT1接收后其內阻減小，使得VD1和VT1串聯電路中的電流增大，紅外發光二極管VD2的發光強度相應增大，光敏三極管內阻進一步減小。如此循環便形成了強烈的正反饋過程，直至使串聯感光電路中的電流達到最大值，在R1上產生的壓降經VD2使VT2導通，VT3截止，報警電路不工作。

當被監視的環境中煙霧急驟增加時，空氣中的透光性惡化，此時光敏三極管VT1接收到的光通量減小，其內阻增大，串聯感光電路中的電流也隨之減小，發光二極管VD1的發光強度也隨之減弱。如此循環便形成了負反饋的過程，使串聯感光電路中的電流直至減小到起始電流值，R1上的電壓也降到1.2V，使VT2截止，VT3尋通，報警電路工作，發出報警信號。C1是為防止短暫煙霧的干擾而設置的。

煙霧報警器電路圖（四）

工作原理

電路通電后，當氣敏元件QM-N5術檢測到煙霧時，其A、B兩極間的電導率很低，呈高阻狀態。此時，晶體管VT處于截止狀態，使大功率電子開關集成電路TWH8778內部的電子開關不導通，揚聲器BL失電不發聲。報警器處于監控狀態。

當發生火災，且QM-N5檢測到煙霧時，其A、B兩極間的電阻值變小，VT因基極電位升高而導通，使TWH8778第5腳電壓高于1.6V，其內部的電子開關導通，BL得電工作. 發出響亮的火警報警聲。同時，迅速給延時元件C2充電，C2兩端所充電壓能使報警器在火源熄滅后持續報警， 一直到C2兩端電壓放電完畢。

安裝與調試

由于煙霧密度較小，故本例介紹的火災報警器應安裝在監控場所位置較高處。進行調試時，先接通電源，預熱10min后，取體積分數為1%的煙霧樣木存入塑料袋中，把出口對準QM-N5探頭，邊輕輕按壓樣本袋外側，邊緩慢調節電位器P的阻值以微調靈敏度，使揚聲器BL剛好發出告警聲。停止輸送煙霧，揚聲器在經過延時時間后應停止告警。幾分鐘后再用同樣煙霧測試，檢查報然器是否能迅速動作報警。反復調節兒次，提高報警器的靈放度，使其可靠地工作。調試完畢后，將RP軸柄上的緊固螺釘擰緊即可。

煙霧報警器電路圖（五）

本電路采用通用的雙時基集成電路ICM7556，低電流、低功耗，電源電壓適應范圍寬。

模塊電路

1．振蕩電路：集成電路的14腳和7腳分別接電源的正，負極。集成電路的l、2、4、5、6腳內電路以及電阻R1、R2、二極管VD1和電容C1構成多諧振蕩電路，用以間歇驅動光電感煙式傳感器的紅外發射管。

2．光電感煙式傳感器：由一只紅外發射管、一只紅外接收管和煙室組成。在正常狀態下，紅外接收管不能接收到紅外發射管發射的光信號。在煙霧進入煙室后，由于煙粒子的“漫反射”作用，紅外接收管就會接收到紅外發射管發射的光信號并產生光電流，實現由煙霧信號到電信號的轉變。

3、單穩態觸發器：集成電路的8、9、11、12、13腳內電路電阻R6、R7、R8以及電位器RP、三極管VT1，光電感煙式傳感器的紅外接收管和電容C3構成單穩態觸發器。其中三極管VT1與光電感煙式傳感器的紅外接收管及電阻R6、R7構成單穩態觸發器的觸發電路。集成電路的11腳為控制電壓輸入端，外接電位器RP可以給11腳提供電壓Vco，使其略低于8腳電壓的2倍，以兼顧到靈敏度并避免誤觸發。

電容C2和電阻R3在電源接通的瞬間使集成電路10腳保持低電平，避免通電時出現誤報警現象，斷電后電容C2通過二極管VD2迅速放電。

4．聲、光報警電路：電阻R5、三極管VT2、發光二極管LED、音樂片和揚聲器構成報警電路。

工作原理：

由于驅動紅外發射管的是振蕩電路，很小的占空比使得流過紅外發射管的平均電流也很小。當一定濃度的煙霧進入煙室時，間歇發射的紅外線經過煙霧顆粒的漫反射照射到紅外接收管，被紅外接收管轉換成光電流后又被三極管VT1放大，如果出現集成電路8腳電壓瞬間低手1／2Vco，9腳就會反轉為高電平，報警電路立即發出報警聲，直至煙霧消失后再延續一段時間才能恢復正常。

煙霧報警器電路圖（六）

煙霧傳感器選擇

MQ-2煙霧傳感器有6個引腳，其中中間的2個為電阻絲，剩下的4個引腳分別為2個輸入引腳和兩個輸出引腳。其中中間的兩個引腳為信號輸出端，其輸出為模擬電壓量，范圍為0～1V。其連接方式如圖2所示。

圖2

MQ-2煙霧傳感器有6個引腳，其中中間的2個為電阻絲，剩下的4個引腳分別為2個輸入引腳和兩個輸出引腳。其中中間的兩個引腳為信號輸出端，其輸出為模擬電壓量，范圍為0～1V。其連接方式如圖2所示。

煙霧信號放大電路設計

傳感器輸出信號一般比較微弱，需要經過前置電路對其進行放大、濾波、電平調整，滿足單片機對輸入信號的要求。

本系統采用的煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需串聯一個參考電阻，再經過一個同相比例放大電路即可發送給ADC采集。信號放大電路如圖3所示。

圖3  煙霧信號放大電路

模數轉換及與單片機接口電路設計

放大后的信號經過地址選通，從IN0口輸入ADC0809芯片，初始化芯片后，給START端一個不少于100nm的正脈沖開始模數轉換。當轉換完成后，EOC端發出一個完成信號（高電平），數據通過鎖存器送給單片機P0口。ADC0809與單片機接口電路如圖4所示。

圖4  ADC0809與單片機接口電路

聲光報警電路

煙霧濃度處于正常值時，P2．6口置于高電平，當煙霧濃度達到或超出警戒值時該口置為低電平，使晶體三極管PNP導通。這時聲光報警電路也就全部導通，開始聲光報警。其電路原理圖如圖5所示。

圖5  聲光報警電路