方案说明书婴儿尿床报警器-学位论文.doc

中北大学2008届本科课程设计说明书 PAGE 中北大学2008届本科课程设计说明书 目 录 1设计目的、意义………………………………………………………………………1 2设计内容 2.1总体设计方案简介…………………………………………………………1 2.2单元电路设计及仿真结果…………………………………………………5 3结果分析…………………………………………………………………………………7 4设计总结…………………………………………………………………………………7 5设计心得…………………………………………………………………………………9 参考文献 …………………………………………………………………………………11 中北大学2008届本科课程设计说明书 第 2 页 共 11 页 第 1 页 共 11 页 1、设计目的、意义 通过自己动手设计制作，将电子技术相关理论知识与制作实践相结合，一方面巩固我们之前所学的电子技术的理论基础知识，另一方面也能够提高我们的动手能力，加深对电子技术原理的理解，增加学习电子技术的兴趣，为今后投入电子技术的开发应用打好基础。 2、设计内容 2、1总体设计方案设计简介 婴儿尿床报警器是在婴儿排尿后，能自动发出触发电路，使电路中的音频器（扩音器）发出声音，及时提醒母亲更换尿布，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。根据延时原理电路和音频发生器选择不同我们确定了以下三种方案。 方案一 以RC电路作为延时电路，以语音芯片控制语音 电路如图2.1所示，它由尿液探测、延时触发电路和音响发生电路等几部分组成。 闭合电源开关SA，电路进人待工作状态。此时，夹人婴儿干燥尿布中间的尿探头两电极呈开路，三极管VT1、VT2因无合适偏流均截止，集成电路IC的低电平触发端TG通过电阻器R3接电源正极，IC不工作，扬声器B无声。一旦尿探头捡拾到婴儿的尿液，由于尿里含电解质能够导电，故就相当于在探头间接人了一个几千欧姆的电阻，VT1马上由截止转为导通，电池G通过VTl、R2对C1充电，经过1 min后，C1两端电压充至约1.3V时，VD和VT2相继导通，与VT2集电极相连的IC触发端TG获得低电平信号，IC受触发从OUT端反复输出内储的音响电信号，经三极管VT3功率放大后，推动B、反复发出伴有弦琴曲声的“宝宝尿啦！—”提醒语。 电路中，R2和C1的充电时间常数确定尿床报警器延时发声的时间长短。R4为A的外接振荡电阻器，其阻值影响语音速度和音调。C2用来降低电池G的交流内阻，使B发声更加清晰。 元器件选择 IC采用HL一5168型音乐“宝宝尿啦！”语音集成电路芯片。 VTl、VT2均用9014或3 DG8型硅NPN小功率三极管，要求电流放大系数β＞150；VT3用9013或3DG12型硅NPN中功率三极管，要求电流放大系数β＞100。VD用1 N4148型硅开关二极管。 B用Φ27mm x 9mm、80、0. 1w超薄微型动圈式扬声器，以减小体积，方便安装。SA为小型拨动式开关。G用两节5号干电池串联而成，电压3V. 尿探头须自制：取一Φ30mm左右的稍厚塑料圆片，另取〉0.8m长的多股铜芯塑皮细导线两根，绞合成引线，将一端剥去25 mm长的塑皮后，平行地（间距〈10mm）穿人塑料圆片固定牢，另一端接电路盒即成。 如嫌1 min的延迟发声时间太长（或太短），可适当减小（或增加）C1容量或者R2阻值加以调节。但应注意R2阻值不可太大。如嫌语音声不够真切，可适当改变R4阻值（330～390kdZ）加以调节。 使用时，应将尿探头夹人干燥双层尿布中间最易感受到便液的地方；婴儿排尿后，应用干布吸去探头上的尿液，方可继续再次使用。 方案二 以RC电路作为延迟电路，以555芯片控制语音 延迟式婴儿尿床报警器原理图如图2.3所示，探头由单面敷铜板制作而成，当尿布干燥时它呈开路状态，电阻R1上端被悬空，VT1截止。VT2由电阻R2获得基极偏流而导通，电容C1两端被VT2短路不能被充电，VD与VT3均处于截止态，VT3发射极 第 4 页 共 11 页 第 3 页 共 NUMPAGES 12 页 555时基电路的4脚为低电平，555时基电路被强制复位，扬声器B无声。一旦婴儿将尿布尿湿，探头因尿液导电而呈低阻状态，相当于R1上端通过一个几千欧的电阻接电源正极，VT1导通，VT2截止，解除对电容C1的封锁，正电源通过RP向C1冲充电，数分钟后，C1两端电压冲至1.4V时，VD与VT3相继导通，555时基电路的4脚跳变为高电平，强制复位被解除，电路立即起振，B就发声报信，通知妈妈快替婴儿更换尿布。 图2.2 婴儿尿床警报器原理图 图中，S1是即时与延迟转换开关，需要延迟报尿功能时，应将开关S1合上