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1、沈阳航空航天大学北方科技学院2012年模拟电子技术基础课程设计绪论我国是世界上人口最多的国家,婴幼儿总数也位居于前列,因而婴儿的监护一直是每个家庭所关心的重要问题。目前就大多数家庭而言,他们还主要依靠家人来时时刻刻看守孩子,这就造成了父母日常生活的很大不便;同时,又考虑到婴儿没有自主行为能力,只能通过某种方式让其在尿湿状态后及时地被父母发觉,才可以尽早采取相应的处理措施.为此我们通过设计一个婴幼儿尿床报警器来进行警报处理。本次课程设计研究的是婴幼儿在尿床后能够自动报警的电路，其中包括电源、湿度传感器和声音报警器，电源为整个电路供电，湿度传感器用来收集信号，控制电路的声音报警器进行发声报警。本次
2、课程设计主要为了培养我们运用基本知识进行简单设计电路的能力, 动手能力，实际操作能力，以及相互配合团结合作的能力，从而使我们的实践能力得到一个显著的提高。一、课程设计目的和意义：1. 设计的目的：婴儿尿床报警器是在婴儿排尿后,能自动触发电路, 使电路中的扬声器发出声音,及时提醒看护者更换尿布,这样既能使婴儿尿布及时更换,又减少了尿布更换次数,对婴儿的身心健康十分有益。此外,此报警器设计结构简单，报警迅速，能更加切合实际地保护婴幼儿身体健康。2. 设计意义： 本次设计是由我们自己设计电路图,动手连接电路元件, 制作而出的婴幼儿尿床报警器. 进而将电子技术相关的理论知识与实践相结合,巩固了我们在课
3、堂上学到的模拟电子技术基础的理论知识,培养了我们独立自主的实践能力,从而加深了我们对电子技术原理的理解,提升了学习电子技术的兴趣,为今后更好地投身于电子技术领域中打下良好的基础.二、 设计方案:1. 基本原理分析：设计一种新颖的婴儿尿床报警器。当报警器检测到婴儿排尿后，报警器能自动发出“宝宝尿床啦”提醒语，既能使婴儿湿尿布及时更换，又减少尿布更换次数，对婴儿身心健康十分有益。2. 方案设计根据设计思路,列出如图2-1所示的方案框图方案框图： 图2-1方案框图三、工作原理及器件选择：1. 工作原理：接通电源开关S后，电源GB为整机各电路提供工作电压。在婴幼儿未尿床时，湿敏传感器两端的电阻值几乎为
4、无穷大，晶体管Vl截止，V2导通，二极管VD和晶体管V3均截止，语音集成电路低电平而不工作，扬声器BL不发声。一但婴幼儿尿床，湿敏传感器两端因尿液导电而由高阻状态变为低阻状态，使Vl正偏导通，V2截止，电源电压经RP对电容器CI充电，当Cl充电结束后 (1-2min)，二极管VD与晶体管V3相继导通，V3发射极输出，经过V4放大后，推动扬声器BL发出语音提醒声，调节RP的电阻值，可以改变婴幼儿尿床后报警器动作的延迟时间。2.方案电路原理图:根据方案推导及相关传感器,三极管,电阻,电容等元件组成图3-1所示的电路原理图.图3-1方案电路原理图3.元器件简介：根据本课设题目，采用湿敏传感器，三极管
5、，报警器，电阻电容，二极管等元器件。3.1湿敏传感器：湿敏传感器元件主要有电阻式、电容式两大类。 电阻式的特点：是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。图3-2(a)湿敏传感器(电阻式)电容式的特点：一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。图3-2(b)湿敏传感器(电容式)本次课程设计中我们采用的是电容式湿敏传感器3.2三极管：采用3DG6 NPN型号三极管特点
6、：该产品采用外延平面工艺结构，工作频率高、金属封装、体积小、重量轻、安装方便。使用范围：产品可用于高频震荡、高频小信号放大、小功率电源调整电路参数值：参数符号标称值单位集电极、基极击穿电压VCBO30V集电极、发射极击穿电压VCEO25V发射极、基极击穿电压VEBO5V集电极电流lc20mA集电极功率Pc625mW结温Tj150贮存温TSTG-55150图3-3（a）三极管参数值图3-3(b) 3DG6型三极管3.3报警器：微型电动式扬声器：主要参数：额定电压：0.25V阻 值：8图3-4报警器3.4电阻：基本参数：电阻额定功率阻值R10.25W5KR20.25W10K图3-5 电阻参数值3.
7、5电容基本参数电容额定电压电容量C16.3450V220 C26.3450V47图3-6 电容参数值3.6二极管：基本参数:额定功率：0.5W额定电压：10V图3-7 1N4007型二极管4.元器件清单:元器件类型参数数量位号电阻1/4W或1/8W碳膜电阻器2R1、R2稳压二极管1/2W、10V的硅稳压二极管1VD三极管3DG型硅NPN型晶体管4V1、V2、V3、V4微型电动式扬声器0.25W 81BL湿敏传感器开关代替1电容铝电解电容器2C1、C2微调电阻器100K1RP图3-8元器件清单四、电路连接及测试：1. 电路连接的实物图：图4-1电路连接实物图2.电路的测试：在实验的过程中我们将开
8、关代替湿敏传感器，当开关处于断开状态时，Vl截止，V2导通，二极管VD和晶体管V3均截止，此时扬声器不会发出声音。图4-2电路的测试(断开时)当开关闭合闭合时，Vl正偏导通，V2截止，此时二极管VD与晶体管V3相继导通，V3发射极输出，经过V4放大后，推动扬声器BL发出语音提醒声，以此来提醒妈妈们及时给宝宝们更换尿布。在开关闭合是我们可以通过调节RP的电阻值，来可以改变婴幼儿尿床后报警器动作的延迟时间。图4-3电路的测试(闭合时)五、结论： 经过本次课程设计,我们清楚的认识了婴幼儿尿床报警器的四个组成分,即湿敏传感器电路,语音报警电路和电源电路。通过排斥故障我们顺利地完成报警器的设计,基本可以
9、实现当婴儿尿床后,湿度传感器会给出一个信号,立即发出警报推动扬声器BL发出提示音.提醒看护人员婴儿尿床以便及时给婴儿更换尿布的功能。通过本次试验通过排除故障顺利完成，本次试验我认识到，仅从理论上求知，不去实际、探索是不够的，电子课程设计对我们来说是很必要的。这不仅能加深我们对电子电路的认识，而且还及时、真正的做到了学以致用。六、收获及体会：为时两周的课程设计很快就结束了，经过我们的不懈努力，终于成功的制造出了婴幼儿尿床报警器。在这次设计中，我们遇到了重重困难，同时也学到了很多知识。通过本次设计, 我掌握了湿敏传感器的工作原理，掌握了电路的设计与制作和晶体管极性的判断，以及如何去检查电路中的错误
10、与线路是否导通，进一步熟练万用表的使用。模拟电子技术电路基础作为电子信息工程的一门专业课, 可见其课程设计对于我们也是同样重要的。 而这学期的课程设计被安排到了期末，我想是老师想让我们将在这学期里学到的理论知识充分应用到实践中去。一开始，我对这课题还比较陌生，于是便在网上搜索和去图书馆查询相关资料，最终确定了婴幼儿尿床报警电路的电路图。经老师检查合格后,我陷入了一个新的苦恼，就是对这个电路图的所需器件及其作用一无所知，于是我仔细的查询了每个器件的名称和作用以及其工作原理，接下来的任务便是连接电路了，我们按照电路原理图一步步的连接、核对。检查一遍后发现了不少错误，这时我开始发觉做事必须要细心，有
11、些错误完全可以避免, 而由于自己的粗心导致了我对着电路原理图反复检查了好几遍，把一些显而易见的地方改正过来。经过我们不懈的努力，终于正确连接好了电路，可是却发现扬声器没响，于是老师给我们换了声音比较大的蜂鸣器。再次连接好电路，打开开关,蜂鸣器响了，可是断开开关蜂鸣器依旧在响，这又使我们陷入了一阵苦恼中，经过了反复的思考，我们找到了问题的所在，终于比较顺利的完成了婴幼儿尿床报警器的设计电路。对于此次模电课程设计，我首先要感谢刘老师的悉心指导和帮助，如果没用老师的帮助，以我现在仅有的知识和水平是无法顺利完成电路设计的。其次我掌握了常用电子器件的类型和特征；培养了自己解决问题和思考问题的能力；提高了严肃认真的工作作风和严谨的科学作风。经过这次课程设计，我认识到了以后无论做任何事情都要具有良好的专业素质，遇事不要浮躁，做事要严肃认真，作为电子专业的学生，我们要养成细心严谨的工作作风，容不得半点马虎，一个元件的接错可能导致很大的失误。通过了这次课程设计，我们能够更好的了解自己的不足，了解关于课程设计应注意的方方面面，为我们以后的继续学习和工作积累了一笔宝贵的财富。这次的课程设计让我得到了很多经验和教训，我会吸取其中的经验和教训，把它运用到今后的学习和生活中去。12
