CN110706458A - 一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路 - Google Patents

一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路。本发明电源提供6V的电源，第一电压稳压器芯片U1输出VCAP(5V)供阀门工作。第二电压稳压器芯片U2输出VCC(3.3V)供单片机工作。单片机U3第1脚检测脚以2秒为周期循环由低电平状态转变为输出高电平5毫秒，单片机通过检测输入脚，读取电平变化，控制阀门开关。本发明电路设计简单，节省了PCB面积有利于设备的小型化，降低了原材料成本；检测时间短，最长2秒便可检测到报警信号；采样时间极短，降低了设备整体功耗，可以提升一次性电源的仪表使用时间30％；检测不需要增加额外备用电源且检测准确率高。

Description

一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路
技术领域
本发明属于仪表智能控制技术领域,涉及一种基于单片机的气体泄漏报警电路。
背景技术
随着微处理器，人工智能技术并行的发展，这给仪器仪表行业向智能化发展提供了很好的机遇，而智能化的机器人的仪器仪表，智能水平的提高，这将让人们的生活更加轻松。
仪表电子产品的工作环境通常比较恶劣，通常要求仪表主控板能够及时检测到外部环境的变化，比如可燃气体泄漏，温度，压力变化等。当检测到有异常时，仪表能发出警报，并关闭阀门，提醒用户采取措施，防止安全事故的发生。
当前，国家对仪表行业没有统一的标准。各地区燃气公司和仪表公司没有统一的方案，各个仪表公司纷纷推出自己的可燃气体泄漏检测解决方案。当前主流的方案有专业设备检测法，利用AD检测法等，这些方案有诸如功耗大、电路复杂、可靠性不高等缺陷。因此，设计了一种基于R7F0C019的可燃气体泄漏报警电路检测电路，应用于低功耗低成本智能仪表，解决了类似应用中出现的功耗高，电路复杂，维护成本高的问题。
发明内容
针对当前主流方案中存在的功耗大、电路复杂、可靠性不高等缺陷，本发明是提供一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路
一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路，包括包括单片机U3、晶振X1、第一防反接二极管D1、第一电源稳压器U1、第二电源稳压器U2、阀门驱动芯片U4、第一电阻R1、第一超级电容C2、第二超级电容C3、第一滤波电容C1、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C8、第七滤波电容C10、第八滤波电容C11、第九滤波电容C12、第十滤波电容C7、第十一滤波电容C6、第十二滤波电容C9、第一磁珠R2、第二磁珠R3、可燃气体泄漏检测器接口P2、电源P1、阀门接口P3。
第一防反接二极管D1正极与电源P1的第1脚相连接的正极相连，电源P1的第2脚接地；第一防反接二极管D1的负极与第一滤波电容C1的一端和第一电源稳压器U1的第2脚相连，第一滤波电容C1的另一端接地；第一电源稳压器U1的第1脚接地，第一电源稳压器U1的第3脚接第一超级电容C2的正极，第一超级电容C2的负极接第二超级电容C3的正极；第二超级电容C3的负极接地；第二电源稳压器U2的第2脚接第一电源稳压器U1的第3脚，第二电源稳压器U2的第1脚接地；第二电源稳压器U2的第3脚接第四滤波电容C4和第五滤波电容C5的一端，同时外接接VCC；第四滤波电容C4和第五滤波电容C5的另一端接地；第一电阻R1的一端接VCC，另一端接单片机U3的第6脚；第六滤波电容C8的一端接单片机U3的第6脚，另一端接地；第七滤波电容C10的一端接晶振X1的第1脚和单片机U3的第11脚，第七滤波电容C10的C10另一端接地；第八滤波电容的C11一端接晶振X1第2脚和单片机第10脚，第八滤波电容的C11另一端接地；第九滤波电容C12的一端同时与第二磁珠R3的一端、单片机U3第1脚相连接，第九滤波电容C12的另一端接地；第二磁珠R3的另一端接可燃气体泄漏检测器接口P2的第1脚；第一磁珠R2的一端接可燃气体泄漏检测器接口P2的第2脚，另一端接地；第十滤波电容C7一端接阀门驱动芯片U4的第1脚和第一电源稳压器U1的第3脚；第十滤波电容C7另一端接地；第十一滤波电容C6的一端接阀门驱动芯片U4的第7和第8脚，第十一滤波电容C6另一端接地；第十二滤波电容C9一端接阀门驱动芯片U4的第2脚和阀门接口P3第1脚，第十二滤波电容C9的另一端接阀门驱动芯片U4第3脚和阀门接口P3第2脚；阀门驱动芯片U4的第5脚接单片机U3的第4脚；阀门驱动芯片U4的第6脚接单片机U3的第3脚；阀门驱动芯片U4的第7脚和第8脚接单片机U3的第64脚；单片机U3第13脚接地；单片机U3第14脚接VCC。
单片机U3采用型号为R7F0C019芯片；第一电源稳压器U1和第二电源稳压器U2采用型号为S-1206B33-U3T1G；阀门驱动芯片U4采用型号为DRV8837DSGR。
本发明有益效果如下：
本发明电路设计简单，节省了PCB面积有利于设备的小型化，降低了原材料成本；检测时间短，最长2秒便可检测到可燃气体；采样时间极短，降低了设备整体功耗，可以提升一次性电源的仪表使用时间30％；检测不需要增加额外备用电源且检测准确率高。
附图说明
图1为一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路电路图；
图2为电路中检测脚电平状态示意图；
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特点、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详细说明。
一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路，包括单片机U3、晶振X1、第一防反接二极管D1、第一电源稳压器U1、第二电源稳压器U2、阀门驱动芯片U4、第一电阻R1、第一超级电容C2、第二超级电容C3、第一滤波电容C1、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C8、第七滤波电容C10、第八滤波电容C11、第九滤波电容C12、第十滤波电容C7、第十一滤波电容C6、第十二滤波电容C9、第一磁珠R2、第二磁珠R3、可燃气体泄漏检测器接口P2、电源P1、阀门接口P3。
第一防反接二极管D1正极与电源P1的第1脚相连接的正极相连，电源P1的第2脚接地；第一防反接二极管D1的负极与第一滤波电容C1的一端和第一电源稳压器U1的第2脚相连，第一滤波电容C1的另一端接地；第一电源稳压器U1的第1脚接地，第一电源稳压器U1的第3脚接第一超级电容C2的正极，第一超级电容C2的负极接第二超级电容C3的正极；第二超级电容C3的负极接地；第二电源稳压器U2的第2脚接第一电源稳压器U1的第3脚，第二电源稳压器U2的第1脚接地；第二电源稳压器U2的第3脚接第四滤波电容C4和第五滤波电容C5的一端，同时外接接VCC；第四滤波电容C4和第五滤波电容C5的另一端接地；第一电阻R1的一端接VCC，另一端接单片机U3的第6脚；第六滤波电容C8的一端接单片机U3的第6脚，另一端接地；第七滤波电容C10的一端接晶振X1的第1脚和单片机U3的第11脚，第七滤波电容C10的C10另一端接地；第八滤波电容的C11一端接晶振X1第2脚和单片机第10脚，第八滤波电容的C11另一端接地；第九滤波电容C12的一端同时与第二磁珠R3的一端、单片机U3第1脚相连接，第九滤波电容C12的另一端接地；第二磁珠R3的另一端接可燃气体泄漏检测器接口P2的第1脚；第一磁珠R2的一端接可燃气体泄漏检测器接口P2的第2脚，另一端接地；第十滤波电容C7一端接阀门驱动芯片U4的第1脚和第一电源稳压器U1的第3脚；第十滤波电容C7另一端接地；第十一滤波电容C6的一端接阀门驱动芯片U4的第7和第8脚，第十一滤波电容C6另一端接地；第十二滤波电容C9一端接阀门驱动芯片U4的第2脚和阀门接口P3第1脚，第十二滤波电容C9的另一端接阀门驱动芯片U4第3脚和阀门接口P3第2脚；阀门驱动芯片U4的第5脚接单片机U3的第4脚；阀门驱动芯片U4的第6脚接单片机U3的第3脚；阀门驱动芯片U4的第7脚和第8脚接单片机U3的第64脚；单片机U3第13脚接地；单片机U3第14脚接VCC。
单片机U3采用型号为R7F0C019芯片；第一电源稳压器U1和第二电源稳压器U2采用型号为S-1206B33-U3T1G；阀门驱动芯片U4采用型号为DRV8837DSGR。
包括单片机U3、晶振X1、第一防反接二极管D1、第一电源稳压器U1、第二电源稳压器U2、阀门驱动芯片U4、第一电阻R1、第一超级电容C2、第二超级电容C3、第一滤波电容C1、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C8、第七滤波电容C10、第八滤波电容C11、第九滤波电容C12、第十滤波电容C7、第十一滤波电容C6、第十二滤波电容C9、第一磁珠R2、第二磁珠R3、可燃气体泄漏检测器接口P2、电源P1、阀门接口P3。
本发明电路工作过程如下：
电源P1提供一个6V的电源，通过第一电压稳压器芯片U1输出VCAP(5V)供阀门工作。VCAP再经过第二电源稳压器U2输出VCC(3.3V)供单片机U3工作；单片机开始工作后，单片机U3检测脚第1脚设为内部上拉输入，每2秒检测一次电平变化。当外界有可燃气体泄漏时，会触发外部可燃气体检测装置，单片机会通过可燃气体泄漏检测器接口P2接收到外部可燃气体检测装置发过来的低电平信号，这时单片机U3会通过第3脚和第4脚给阀门驱动芯片U4发送关阀指令，关闭阀门。
当外部可燃气体检测装置检测不到可燃气体时，装置会停止给单片机U3第1脚发送低电平信号，当单片机U3第1脚收不到低电平信号后，单片机U3会发出开阀指令，打开阀门。

Claims (2)

1.一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路，其特征在于包括单片机U3、晶振X1、第一防反接二极管D1、第一电源稳压器U1、第二电源稳压器U2、阀门驱动芯片U4、第一电阻R1、第一超级电容C2、第二超级电容C3、第一滤波电容C1、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C8、第七滤波电容C10、第八滤波电容C11、第九滤波电容C12、第十滤波电容C7、第十一滤波电容C6、第十二滤波电容C9、第一磁珠R2、第二磁珠R3、可燃气体泄漏检测器接口P2、电源P1、阀门接口P3；
第一防反接二极管D1正极与电源P1的第1脚相连接的正极相连，电源P1的第2脚接地；第一防反接二极管D1的负极与第一滤波电容C1的一端和第一电源稳压器U1的第2脚相连，第一滤波电容C1的另一端接地；第一电源稳压器U1的第1脚接地，第一电源稳压器U1的第3脚接第一超级电容C2的正极，第一超级电容C2的负极接第二超级电容C3的正极；第二超级电容C3的负极接地；第二电源稳压器U2的第2脚接第一电源稳压器U1的第3脚，第二电源稳压器U2的第1脚接地；第二电源稳压器U2的第3脚接第四滤波电容C4和第五滤波电容C5的一端，同时外接接VCC；第四滤波电容C4和第五滤波电容C5的另一端接地；第一电阻R1的一端接VCC，另一端接单片机U3的第6脚；第六滤波电容C8的一端接单片机U3的第6脚，另一端接地；第七滤波电容C10的一端接晶振X1的第1脚和单片机U3的第11脚，第七滤波电容C10的C10另一端接地；第八滤波电容的C11一端接晶振X1第2脚和单片机第10脚，第八滤波电容的C11另一端接地；第九滤波电容C12的一端同时与第二磁珠R3的一端、单片机U3第1脚相连接，第九滤波电容C12的另一端接地；第二磁珠R3的另一端接可燃气体泄漏检测器接口P2的第1脚；第一磁珠R2的一端接可燃气体泄漏检测器接口P2的第2脚，另一端接地；第十滤波电容C7一端接阀门驱动芯片U4的第1脚和第一电源稳压器U1的第3脚；第十滤波电容C7另一端接地；第十一滤波电容C6的一端接阀门驱动芯片U4的第7和第8脚，第十一滤波电容C6另一端接地；第十二滤波电容C9一端接阀门驱动芯片U4的第2脚和阀门接口P3第1脚，第十二滤波电容C9的另一端接阀门驱动芯片U4第3脚和阀门接口P3第2脚；阀门驱动芯片U4的第5脚接单片机U3的第4脚；阀门驱动芯片U4的第6脚接单片机U3的第3脚；阀门驱动芯片U4的第7脚和第8脚接单片机U3的第64脚；单片机U3第13脚接地；单片机U3第14脚接VCC。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的可燃气体泄漏报警电路，其特征在于单片机U3采用型号为R7F0C019芯片；第一电源稳压器U1和第二电源稳压器U2采用型号为S-1206B33-U3T1G；阀门驱动芯片U4采用型号为DRV8837DSGR。
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