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今天得设计

自动温奶器电路设计

09检测技术与仪器二班马钊0912********

[摘要]随着人类文明的发展，人们的生活节奏逐渐加快，人们所拥有的时间也越来越少，越来越多的人没有时间进行早餐，更不提喝一口热奶，本设计为一种自动温奶器，只要将奶瓶放入热奶器内，热奶器就会自动加热，并且使奶瓶保持在恒温状态，从而省去了大人需要热奶的麻烦以及时间，是家庭的好帮手。

该热奶器还能用于对饮料、饭菜等的保温，对正常的家庭生活也有很大的帮助。

通过利用NE555振荡器和一些其它的集成电路对自动温奶器进行改进，对加热电路进行添加温控报警功能，对加热系统进行进一步完善。

关键词：

NE555振荡器加热报警温控

目录

摘要...............................................................2

一、正文...........................................................4

1功能或意义......................................................4

2整体框图........................................................5

2.1仪器结构原理................................................6

3单元电路图......................................................7

3.1自动温控电路图及工作过程.......................................7

3.2温控报警电路图及工作过程.......................................8

3.3555单稳态触发器单稳压电路.....................................9

二、结论............................................................10

三、参考文献.......................................................11

四、心得...........................................................12

一、正文

1功能或意义

人们的生活节奏逐渐加快，人们所拥有的时间也越来越少，越来越多的人没有时间进行早餐，更不提喝一口热奶，本设计为一种自动温奶器，只要将奶瓶放入热奶器内，热奶器就会自动加热，并且使奶瓶保持在恒温状态，从而省去了大人需要热奶的麻烦以及时间，是家庭的好帮手。

现今在国内市场上的自动温奶器多为纯连续加热或者是只是一次性加热报警的加热器，根据现在人们的需求，这次课题研制的是一种可连续加热的加热器，也就是在原有的连续加热器上加上温控报警系统，又不改变可连续加热的功能。

自动温奶器具有以下特性：

1、科学性：

该项目使用了组合式发明法，它把生活中的温控报警器与普通加热器有效地组合起来，它的设计合理，构思新颖，科学性强。

2、创新性：

自动温奶器是加热器和温控报警器相结合改制成的，它集于普通加热器和温控报警器于一体，使普通加热器的原有功能扩大，实用性增强，能够长时间的保持一定的温度。

3、实用性：

自动温奶器具有双重功能，即可当普通加热器使用，又可以长时间保温，它比普通加热器使用更方便、更实用、更科学，它价格低廉，使用方便适用于各种类型的家庭

2整体框图

设计一个集中了加热、报警、温控等功能的奶瓶自动加热系统，当主人在家时，可根据需求报警，通知主人奶已热好，已可饮用。

或是在繁忙时，让奶时刻保操持可饮用的状态，以供使用，不会耽误事情。

其系统工作的原理整体框图如图（图1）

系统模块结构图如下：

图1系统模块结构图

2.1仪器结构原理

仪器由加热体、加热温控装置以及过热报警装置三个主要部分组成。

温控以及报警装置是此恒热加热器的关键部件，温控装置上的热敏元件在加热体加热的过程中感应加热体的温度，进行温度控制。

它其实是一个控制电路，其原理框图如图1所示。

温度控制装置由以下几部分组成，变压器将220V交流电变成低压交流电，同时也起到绝缘隔离作用温度传感器固定在温度控制装置中，给加热丝通上交流电，给加热体加热。

温度传感器感应并且反馈加热体加热温度信息。

稳压电路将交流低压整流、滤波、稳压到稳定的直流电压，反馈给温控电低压交流电路。

温控电路根据温度传感器传来的信息控制报警装置。

温度调节电路可以在温度达到某一上限时切断电源并且启动报警装置，以确保输液瓶内药物的温度不会过高。

超温报警保护电路，在温控装置检测到加热体温度过高，使得液体温度超过额定值时工作，超温报警电路工作时，数码管顺序显示停止，报警电路同时报警。

将烙铁离开热敏元件，使热敏元件所感受的温度在上限温度以下，温度电路恢复常态，报警停止，数码客恢复循环显示数字，从而起到保护作用。

3单元电路图

3.1自动温控电路图及工作过程

本自动温控电路采用LM324四运放集成电路作比较器设计而成。

该电路可通过对电位器R4的调节设定动作温度。

电路图如图2

图2

电路如上图所示。

220V交流电经变压器T0降压，变为12V交流电，再由VD2～VD5桥式整流，C1滤波，U17812稳压，得到6V直流电压供给控制电路工作。

U2A为比较器LM324，其⑤、⑥脚外接电阻、电容决定内部压控振荡器的中心频率。

可外接电热盘RL，设定可变电阻R6，使温控电路的继电器开关改变是在物体加热到60oC,热敏电阻WMZ75SR6与加热的奶瓶相接触。

当RL加热，温度上升到60℃时，K1与K11断开，与K12相联，切断RL电源，RL停止加热，因而将奶瓶温度控制在60℃，起到恒温作用。

由上述可知，只要将奶瓶放入热奶器内，热奶器就会自动工作，将奶瓶温度控制在60℃左右，以达到保温目的

3.2温控报警电路图及工作过程

图3

当温度超出某一规定的上限值时，需要立即切断电源并报警。

待恢复正常后设备继续运行。

本模拟电路采用常用的LM324作比较器，NE555作振荡器，十进制计数/译码器CD4017以及锁存/译码/驱动电路CD4511作作译码显示达到上述要求。

调节电位器R4设定动作温度，模拟设备正常运行时的状态，使数码管顺序循环显示0-1-2-4-8-0-1-2-4-8,调节电位器R9，可改变数码管循环显示速度。

用电烙铁代替发热元件，靠近发热元件。

发热元件岁温度改变阻值，当敏感元件感受的温度超过设定的上限温度时，数码管停止显示，报警电路同时报警。

将电烙铁离开热敏元件，使热敏元件所感受的温度在上限温度以下，温度电路恢复正常，报警停止，数码管恢复循环显示数字。

3.3555单稳态触发器单稳压电路

图4

单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。

在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。

由于单稳态触发器具有这些特点，常用来产生具有固定宽度的脉冲信号。

按电路结构的不同，单稳态触发器可分为微分型和积分型两种，微分型单稳态触发器适用于窄脉冲触发，积分型适用于宽脉冲触发。

无论是哪种电路结构，其单稳态的产生都源于电容的充放电原理。

用555定时器构成的单稳态触发器是负脉冲触发的单稳态触发器，其暂稳态维持时间为Tw=lnRC=1.1RC,仅与电路本身的参数R、C有关。

二、结论

通过这次课题设计的研究性学习，对一些基本电子电路有了更进一步认识，且在实践和动手能力上也得到很大的提高。

而我所设计的自动温奶器电路是由振荡器、NE555比较器、CD4017十进制计数/译码器、温控电路、CD4511锁存/译码/驱动电路、调节电位器组成的温控报警电路与普通电路加热器适当结合。

该温控报警电路也是一个最小的温控报警系统仅由一个共阴极显示器、一个喇叭、一个CD4511、一个CD4017、一个NE555、少数电阻电容组成。

温控报警系统是由一个温控系统加上一个报警系统，它与加热器相结合，组成一个操作简单可行的自动加热器，结构简洁。

整个自动加热器造价低廉，但却在传统加热器的基础上增加了实用的报警和保温功能。

三、参考文献

1.伍爱莲、万家佑、朱光波、常仁松.《电路与电子技术实验教程》.[M]武汉：

出版社：

华中科技大学出版社.2006年

2.杨帮文.《新型集成器件实用电路（修订版）》.[M]北京：

出版社：

电子工业出版社.2006

3.张胜福.《华邦51单片机原理及应用》.[M]北京：

北京航空航天大学出版社，1990

4.陈有卿.《555时基集成电路原理与应用》.[M]北京：

出版社：

机械工业出版社.1994

四、心得

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关测控仪器电路课程方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

过而能改，善莫大焉。

在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。

在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！

课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。

同时，设计让我感触很深。

使我对抽象的理论有了具体的认识。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。

果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。

此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。