毕业设计方案说明书婴儿尿床报警器.docx

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毕业设计方案说明书婴儿尿床报警器

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

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1min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3DG8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1N4148型硅开关二极管。

B用Φ27mmx9mm、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25mm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1min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

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，电路延迟时间可通过RP进行调节；当不需要延迟功能，可将S1打开，这样当探头一旦遇到尿液或其他导电液体时，电路能立即发声报信。

方案三

婴儿尿床报警器电路由湿敏传感器、延迟放大电路、语音报警电路和电源电路等组成，如图2.2所示。

图2.3婴儿尿床警报器原理图

延迟放大电路由晶体管Vl-V3、二极管VD、充电电容器Cl、电位器RP和有关外围元器件组成

语音报警电路由语音集成电路IC、音频放大管V4、扬声器BL和外围阻容元件组成。

　　电源电路由电源开关S、电源GB和滤波电容器C3组成。

　　接通电源开关S后，电源GB为整机各电路提供工作电压。

　　在婴幼儿未尿床时，湿敏传感器两端的电阻值几乎为无穷大，晶体管Vl截止，V2导通，二极管VD和晶体管V3均截止，语音集成电路IC因5脚（触发端TRI）始终为低电平而不工作，扬声器BL不发声。

　　一且婴幼儿尿床，湿敏传感器两端因尿液导电而由高阻状态变为低阻状态，使Vl正偏导通，V2截止，电源电压经RP对电容器CI充电，当Cl充电结束后（1-2min），二极管VD与晶体管V3相继导通，V3发射极输出的高电平使IC受触发而工作，从lC的7脚（O/P输出端）输出语音信号，该信号经V4放大后，推动扬声器BL发出语音提醒声。

　　调节RP的电阻值，可以改变婴幼儿尿床后报警器动作的延迟时司。

　　改变R3的电阻值，可改变报警语音的声调。

　　元器件选择：

VD选用1N4148型硅开关二极管。

　　VI-V3均选用S9014或3DC6型硅NPN型晶体管;V4选用S9013或C8050型硅NPN型晶体管。

　　IC选用内部储存"注意换尿布"语音信息的CMOS语音集成电路。

　　BL选用8Ω、O.25-0.5W的微型电动式扬声器。

　　湿敏传感器采用2Ommx2Omm的敷铜板刻制。

考虑以上方案的简洁程度以及能否仿真等特点，我们决定对方案一和方案二进行实际的研究和仿真，以验证电路的实用性。

2、1单元电路设计及仿真