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用MC14467/MC14468設(shè)計(jì)的家用火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警器

用MC14467/MC14468設(shè)計(jì)的家用火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警器

作者:佚名來(lái)源:不詳錄入:jdzj868 更新時(shí)間：2009-7-9 16:51:59 點(diǎn)擊數(shù)：0

【字體：

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本站詳細(xì)敘述了煙霧檢測(cè)器MC14467—1和MC14468的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)及工作原理，并結(jié)合實(shí)例說(shuō)明了其在火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警領(lǐng)域中的應(yīng)用，希望能對(duì)廣大電子愛(ài)好者有所幫助。一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理：煙霧檢測(cè)器MC14467—1和MC14468是美國(guó)摩托羅拉（MOTOROLA）公司生產(chǎn)的離子感煙探測(cè)報(bào)警專用芯片，為大規(guī)模CMOS電路構(gòu)造。它只需外接一個(gè)離子源和用于安裝離子源的離子室及少量的外部元件，即完成煙霧探測(cè)、報(bào)警的功能。當(dāng)探測(cè)到煙霧時(shí)，它能通過(guò)外接的壓電式換能器和內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出報(bào)警聲。它主要具有以下一些特點(diǎn)：①內(nèi)置高輸入阻抗的場(chǎng)效應(yīng)管和比較器②內(nèi)含壓電式蜂嗚器的驅(qū)動(dòng)電路，可以直接驅(qū)動(dòng)蜂嗚器；③探測(cè)信號(hào)輸入端具有保護(hù)二極管；④電池欠壓報(bào)警，電池電壓報(bào)警點(diǎn)可通過(guò)外接電阻設(shè)置；⑤探測(cè)閥值即靈敏度可通過(guò)電阻進(jìn)行設(shè)置；⑥具有電池極性反接保護(hù)功能（僅MC14467—1具有）；⑦M(jìn)C14468還具有一個(gè)I/O腳，允許40個(gè)報(bào)警單元相互連接在一起，組成一個(gè)多點(diǎn)報(bào)警區(qū)域系統(tǒng)。MC14467—1和MC14468為雙列直插式（DIP）16腳封裝，其引腳如圖一所示。由圖可看出它具有具有直接同離子室中的各極相連的引腳和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)輸出腳等。MC14467—1和MC14468的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖二所示。內(nèi)含有振蕩器、定時(shí)器、鎖存器、報(bào)警控制邏輯電路和高輸入阻抗的比較器、電阻網(wǎng)絡(luò)等。沒(méi)有檢測(cè)到煙霧時(shí)，MC14467—1和MC14468的內(nèi)部振蕩器振蕩周期為1.67S。每個(gè)1.67S周期內(nèi)，內(nèi)部的電源都提供給整個(gè)芯片工作。除了LED閃亮、電池欠壓告警和有煙霧報(bào)警期間，它都不停地檢測(cè)有無(wú)煙霧，每24個(gè)周期檢測(cè)一次電池電壓是否正常，它是通過(guò)與比較器中的一個(gè)齊納穩(wěn)壓二極管相比較而得出，因?yàn)檎麄€(gè)探測(cè)裝置對(duì)功耗的要示比較高，所以經(jīng)12腳接的振蕩電容應(yīng)該選低泄漏的電容，以提高電池使用壽命。當(dāng)MC14467—1或MC14468一旦檢測(cè)到有煙霧時(shí)，振蕩器的振蕩周期變?yōu)?0MS，壓電蜂鳴器振蕩驅(qū)動(dòng)電路啟動(dòng)，啟動(dòng)使能輸出為維持高電平160MS后，停止80MS。在停止期間，繼續(xù)檢測(cè)煙霧的變化，這時(shí)如果沒(méi)有檢測(cè)到煙霧，則禁止蜂鳴器振蕩電路振蕩，將不發(fā)出報(bào)警聲。在煙霧報(bào)警過(guò)程中，將禁止電池欠壓報(bào)警，同時(shí)LED發(fā)光二極管指示燈閃亮，頻率約為1Hz。
檢測(cè)輸入端的鄰近腳均設(shè)置有隔離保護(hù)，這三個(gè)腳的輸入端電壓必須在100MV以內(nèi)，以維持其泄漏電流最小化，提高其測(cè)量精度，15腳檢測(cè)輸入端內(nèi)部設(shè)置有保護(hù)二極管，防止靜電干擾等引起場(chǎng)效應(yīng)管損壞。煙霧探測(cè)的靈敏度和電池欠壓告警值可通過(guò)外接電阻來(lái)設(shè)置，它們共用一個(gè)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)3腳將一電阻接到VDD，可設(shè)置電池欠壓告警電壓值，通過(guò)13腳將一電阻接至VSS可設(shè)置靈敏度級(jí)別；靈敏度級(jí)別的設(shè)置也可以通過(guò)改變離子室的結(jié)構(gòu)或離子源的強(qiáng)度。電池欠壓告警值一般設(shè)置為7.0V左右。MC14467—1和MF14468還可工作于一種自控模式，用來(lái)檢測(cè)裝置的工作狀態(tài)，將1腳接至VDI可模擬檢測(cè)出有煙等情況。MC14468還有一個(gè)I/O腳，可將約40個(gè)檢測(cè)單元構(gòu)成的一個(gè)多點(diǎn)探測(cè)區(qū)域，在得電后的三個(gè)振蕩器周期內(nèi)，I/O引腳處于無(wú)效狀態(tài)，以消除其它單元的意外變化引起的誤報(bào)警等。為提高噪聲抑制能力，它同其它單元信息交換主要采用電流傳輸方式。 二、應(yīng)用舉例： 我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從無(wú)到有，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程，其智能化程度也越來(lái)越高。特點(diǎn)是隨著計(jì)算技術(shù)和檢測(cè)控制技術(shù)的發(fā)展，使火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警技術(shù)有一個(gè)很大的飛躍。目前我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)大多應(yīng)用在大型倉(cāng)庫(kù)、商場(chǎng)、高級(jí)寫(xiě)字樓、賓館等場(chǎng)所，它們所用的都是一些采秀集中一區(qū)域報(bào)警控制方式的智能化程度較高的總線式報(bào)警控系統(tǒng)，而一些象住宅區(qū)和商業(yè)住宅樓等特別需要設(shè)置一種單一或域連網(wǎng)的廉價(jià)實(shí)用的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警探測(cè)裝置，在歐美等一引起發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)新建民用住宅房時(shí)，規(guī)范都要示必須安裝火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警裝置例如美國(guó)在七十年代（1976年6月16日頒發(fā)）聯(lián)邦法規(guī)中明確規(guī)定所有的新建公寓、住宅、活動(dòng)住房等都必須安裝家用感煙火災(zāi)報(bào)警器，因此其火災(zāi)探測(cè)報(bào)警器便由1971年的年銷售量5萬(wàn)只一躍上升到1976年的800萬(wàn)只，目前保持在年銷售量1500萬(wàn)只左右。市場(chǎng)容量很大，在我國(guó)的一些發(fā)達(dá)的地方，現(xiàn)在對(duì)這些產(chǎn)品的需求也很大，用MC14467—1或MC14468可以設(shè)計(jì)出廉價(jià)實(shí)用的離子感煙式家用型火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警器。圖三所示就是我們用MC14468設(shè)計(jì)的TA—JY—9708型家用火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警器的原理圖，圖中離子室中的離子電流隨著探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的煙霧變化而變化，從而產(chǎn)生微弱的電壓變化傳到檢測(cè)端15，由MC14468，內(nèi)部的邏輯處理電路處理后，啟動(dòng)蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)外接的C10、R10和R9形成調(diào)制的變頻輸出，從而推動(dòng)蜂鳴發(fā)出報(bào)警聲。通過(guò)報(bào)警聲音和了光二極管V1的閃爍等來(lái)判定所處的各種狀態(tài)。當(dāng)V1發(fā)光二極管閃亮，并且蜂鳴器發(fā)出刺耳的音頻報(bào)警聲時(shí)為本處有火災(zāi)報(bào)警信號(hào)；當(dāng)只有刺耳的報(bào)警聲，而發(fā)光二極管不閃亮?xí)r，為本區(qū)域探測(cè)網(wǎng)中其他地方報(bào)警，提醒用戶注意危險(xiǎn)。當(dāng)為一短促的嘟嘟聲，且V1發(fā)光二極管不亮則為探測(cè)報(bào)警器的靈敏度級(jí)別有所降低，提醒用戶進(jìn)適當(dāng)?shù)木S護(hù)，以提高其探測(cè)靈敏度。同時(shí)不同狀態(tài)的閃亮頻率還有所區(qū)別。蜂鳴器X1共有三個(gè)極，分別為B極、S極、F極，系美國(guó)進(jìn)口，B1為9V疊層電池，探測(cè)報(bào)警器處于監(jiān)控狀態(tài)時(shí)電流只有10μA左右，所以一般情況下電池至少可以使用一年以上。圖中R8用來(lái)設(shè)置電池欠壓告警值，可以根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行高速，R7用來(lái)設(shè)置探測(cè)靈敏度，R4定時(shí)電阻一般選用8.2M。V1可選用目前市場(chǎng)上最新推出高亮度發(fā)光二極管，以減少損耗，R1·R2和V2·V3是當(dāng)接成區(qū)域報(bào)警網(wǎng)時(shí)用來(lái)保護(hù)芯片免遭意外干擾或靜電等造成損壞。離子室所用放射可選用镅241（Am241），強(qiáng)度約0.8微居里左右即可,探測(cè)報(bào)警器安裝后一般每一月要自檢一次,檢查其報(bào)警等各種功能是否正常。為此設(shè)置了一自檢按鈕，安裝在殼體的外部，以供用戶自檢使用。整個(gè)裝置為全塑乳白色外殼，美觀大方。內(nèi)設(shè)有金屬屏蔽層，可防止外部各種信號(hào)干擾，結(jié)構(gòu)緊湊，為吊頂式安裝。內(nèi)置的離子源強(qiáng)度較小，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，不會(huì)對(duì)人體造成傷害，符合有關(guān)規(guī)范要求,不久將面市。類似MC14467-1和MC14468的芯片還有摩托羅拉公司生產(chǎn)的MC14578和MC14570。它們的基本工作原理相同，只是因其內(nèi)部無(wú)電池欠壓告警電路，只能通過(guò)外接集中供電電源來(lái)實(shí)現(xiàn)，比較實(shí)用玩弄一個(gè)較大的住宅小區(qū)，采用統(tǒng)一的電源而在布線時(shí)引至每一安裝此裝置的居民家中即可。

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