帶語音的低功耗獨(dú)立感煙探測(cè)報(bào)警器

　　獨(dú)立感煙報(bào)警器是應(yīng)用最多的煙霧探測(cè)裝置，安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單容易，不需配線施工，不需消防報(bào)警主機(jī)集中監(jiān)控，而且成本低廉、是住宅居家、中小型經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所常用的災(zāi)害防范技術(shù)。

　　方案介紹

　　本設(shè)計(jì)采用HT45F23A/24A作為主芯片，這是一款針對(duì)獨(dú)立語音感煙探測(cè)報(bào)警器開發(fā)專用MCU，內(nèi)建運(yùn)算放大器提供傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換、通信接口提供SPI/I2C、12-bit Audio DAC產(chǎn)生語音音頻信號(hào)。

　　圖1.感煙報(bào)警器原型

　　當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧進(jìn)入光電感煙傳感器腔室，發(fā)射管發(fā)射的紅外線經(jīng)過煙霧顆粒的漫反射再照射到紅外接收管，腔室檢測(cè)到這個(gè)煙霧信號(hào)后，傳送給MCU的內(nèi)置運(yùn)算放大器進(jìn)行放大，再經(jīng)過ADC采集轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。當(dāng)數(shù)字化的煙霧數(shù)據(jù)到達(dá)報(bào)警閾值時(shí)，警報(bào)器就以聲、光兩種形式報(bào)警，使人們及早得知火情。直至煙霧消失后，再延續(xù)一段時(shí)間才能恢復(fù)正常。

　　圖2.感煙報(bào)警器工作原理

　　該方案使用壽命長(zhǎng)，方案中的HT45F23A/24A采用Tinypower設(shè)計(jì)，使用一般鋰電池供電可達(dá)10年以上壽命，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括煙霧、溫度、氣體等具傳感器等。由于電路精簡(jiǎn)，外部組件取材豐富、該方案開發(fā)周期短，容易上手和投產(chǎn)。

　　BOM元器件

　　包括光電感煙傳感器在內(nèi)，BOM共有46個(gè)元器件。

　　圖3.帶語音的低功耗獨(dú)立感煙探測(cè)報(bào)警器電路圖

　　U1（HT45F23A）為超低功耗A/D型Flash MCU，針對(duì)有OPA并需求低功耗應(yīng)用，提供8通道12-bit的快速ADC，可于16個(gè)ADC Clock時(shí)間內(nèi)，快速完成模擬至數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，內(nèi)建OPA與兩組比較器，OPA可由軟件設(shè)定1-56倍的放大倍數(shù)。U3為HT82V739低電壓?jiǎn)温暤览纫粼?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/放大器/" target="_blank">放大器，具有低功耗高輸出功率及低失真特性，提供高品質(zhì)的音頻頻率響應(yīng)。

　　HT82V739內(nèi)建靜音功能，可防止開關(guān)切換時(shí)“pop”音。此外HT82V739是直推型喇叭音源放大器，可讓客戶外部組件降至最少，且能滿足客戶多方面的需求。

　　圖4.帶語音的低功耗獨(dú)立感煙探測(cè)報(bào)警器BOM

　　光電感煙傳感器（labyrinth chamber）由一只紅外發(fā)射管IR_TX、一只紅外接收管IR_RX和屏蔽腔室構(gòu)成。在正常狀態(tài)下，紅外接收管不能接收到紅外發(fā)射管發(fā)射的光信號(hào)。在煙霧進(jìn)入煙室后，由于煙粒子的“漫反射”作用，紅外接收管就會(huì)接收到紅外發(fā)射管發(fā)射的光信號(hào)并產(chǎn)生光電流，實(shí)現(xiàn)由煙霧信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)變。BOM表中，U2為SST25VF016B-8是16M bits串行閃存SPI_Flash，這些元器件都有多個(gè)供應(yīng)貨源。

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