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2.6 酒后驾车报警器

酒后驾车是十分危险的,也是交通安全法规所严格禁止的。酒后驾车报警器能够自动检测驾车者是否饮酒,如检测到驾车者已饮酒即发出强烈的声光报警,提醒驾车者不能开车,也提醒同车人员劝阻饮酒者开车,以保证安全。

2.6.1 检测报警原理

酒后驾车报警器电路如图2-44所示,由酒精气敏传感器、射极跟随器、电子开关、多谐振荡器和声、光报警电路等部分构成,如图2-45所示为其原理方框图。

图2-44 酒后驾车报警器电路

图2-45 酒后驾车报警器原理方框图

(1)酒精气敏传感器

B 1 为酒精气敏传感器CM900,其输出端电压会随着环境中酒精气体浓度的增加而升高。晶体管VT 1 构成射极跟随器,以提高B 1 传感器的输出负载能力,缓冲后续控制电路对传感器的影响。

平时,传感器B 1 输出端电压为“0”,VT 1 截止,射极跟随器输出也为“0”,后续电路不工作。

当有饮酒者在其近处时,传感器B 1 感受到周围环境中的酒精气体分子,其输出端电压随即上升,VT 1 射极输出电压也同步上升,当该电压达到电子开关IC 1 的开启电压时,IC 1 接通声、光报警电路的电源,发出声、光报警信号。

由于B 1 的工作电压为5V,因此将汽车12V电源经R 1 降压、VD 1 稳压为5V后作为B 1 和VT 1 的工作电压。

(2)电子开关

IC 1 为高速电子开关集成电路TWH8778,其第5脚为控制极,控制电压约为1.6V,通过控制电压的有无即可快速控制后续负载电路的通断。

当IC 1 的5脚无控制电压时,电子开关关断,1脚与2脚之间截止。当IC 1 的5脚有控制电压时,电子开关打开,1脚与2脚之间导通,+12V电源加至IC 2 、IC 3 使其工作。TWH8778内部包含有过压、过流和过热等保护电路,工作稳定可靠。

(3)光报警电路

IC 2 及其外围元器件组成光报警电路。IC 2 采用NE555时基电路构成多谐振荡器,电子开关IC 1 导通后,+12V电源通过R 5 、R 6 向C 2 充电,IC 2 输出端3脚为+12V。

当C 2 上所充电压达到2/3 V cc 时,电路翻转,IC 2 输出端3脚变为0V,同时7脚导通,C 2 上电压经R 6 向7脚放电。

当C 2 上电压下降至1/3 V cc 时,电路再次翻转,输出端3脚又变为+12V,同时7脚截止,+12V电源又重新开始通过R 5 、R 6 向C 2 充电。如此周而复始形成振荡,IC 2 的3脚输出周期约为800ms的方波。

IC 2 的3脚对电源和对地分别接有发光二极管VD 2 和VD 3 ,当3脚输出为+12V时,VD 3 获得工作电压而发光。当3脚输出为0V时,VD 2 获得工作电压而发光。综合效果是VD 2 与VD 3 在以0.4s的间隔轮流闪烁,如图2-46所示为其工作波形图。

图2-46 工作波形图

(4)IC 3 及其外围元器件组成声报警电路

IC 3 也构成多谐振荡器,但R 9 与R 10 阻值相等,C 4 充电时间(经过R 9 、R 10 )是放电时间(只经过R 10 )的两倍,IC 3 的3脚输出的是不对称方波。

当3脚输出为+12V时,自带音源讯响器HA发声。当3脚输出为0V时,自带音源讯响器HA停止发声。综合效果是讯响器响1s、停0.5s、再响1s、再停0.5s……

2.6.2 元器件选择

VD 2 、VD 3 选用直径10~15mm的大型高亮度发光二极管,一个为红色,另一个为蓝色,当它们轮流闪烁时酷似警灯,以提高警示效果。也可根据自己喜好选用其他颜色的发光二极管。

HA选用12V自带断续音源的讯响器,报警效果为“嘀、嘀、嘀、嘀”(停0.5s)“嘀、嘀、嘀、嘀”(停0.5s)……,警示效果较好。也可选用自带连续音源的讯响器,报警效果为“嘀……”(停0.5s)“嘀……”(停0.5s)……

B 1 选用酒精气敏传感器CM900,或其他型号酒精气敏传感器。其余元器件如电路图所示,无特殊要求。

2.6.3 制作调试与安装

制作与调试方法步骤如下。

(1)制作电路板

如图2-47所示制作一块电路板,用于安装元器件。由于TWH8778(IC 1 )控制极触发灵敏度很高,因此抗干扰电容C 1 应紧靠IC 1 的5脚安装。

图2-47 电路板图

(2)整机安装

整个报警器电路安装在一个由塑料等绝缘材料制成的外壳中,外壳前侧面有通气孔和讯响器发声孔,顶部固定两个发光二极管,外形如图2-48所示。气敏传感器应紧贴前侧面通气孔固定,如图2-49所示,以便较好地感知环境中的酒精气体,提高检测灵敏度。12V电源线连接一个汽车点烟器插头。

图2-48 整机结构

图2-49 气敏传感器的位置

(3)调试检测灵敏度

整机组装完成后,应调试检测灵敏度。首先给报警器接上临时12V电源,电路应不报警,如此时电路报警可增大R 2 使电路停止报警。然后喝一二口白酒,在距传感器B 1 约0.8m处正常呼吸,调节R 2 使电路报警。R 2 越小检测灵敏度越高,但误报警可能性也大,应仔细调整。

调试结束后,如图2-50所示将报警器固定在汽车仪表盘上,电源线插头插入汽车点烟器。当酒后驾车者欲开车时,报警器迅即发出强烈的声、光报警信号。

图2-50 报警器的安装 P8GyD8GlY0iFg1ns06tQ7I6+oi7ytTBJu+PIlnI0c4F3IiZAguRBhBEmZq6KTJnt

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