防止酒后驾车控制器设计

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防止酒后驾车控制器

题目：防止酒后驾车控制器的设计指导老师：龙小红

姓名：郭雷

班级：电子0901班

目录

一、前言 (2)

二、各单元电路的设计方案及原理说明 (2)

1、系统设计原理说明 (2)

2、元件说明 (3)

①酒敏元件MQ-3 (3)

②TWH8778 (4)

③LM386 (4)

④LM7805 (7)

四、设计、安装及调试中的体会 (7)

1、结论 (7)

2、心得体会 (7)

五、附录 (7)

1、元器件清单 (8)

前言

随着汽车工业的发展，汽车肇事越来越受到世界各国的重视。在世界各国交通事故的法医调查中，酒后驾驶是导致交通事故发生的重要原因。虽然各国对酒后驾车执行了严格的规定，但酒后驾车任具有一定的普遍性，针对这种现象，本人设计一种防止酒后驾车的控制器，通过高灵敏度的呼气式酒精传感器检测司机的酒精摄入量，当司机体酒精浓度超标时，控制系统会自动切断汽车启动系统，使汽车无常启动。从而更好地保障交通秩序和人们的出行安全，构建和谐的交通

环境。

1、设计方案及系统原理

下图为防止酒后开车控制器原理图。防止酒后开车控制器能在驾驶员酗酒后开车时，自动切断汽车点火系统的工作电源，强制车辆熄火，同时发出“茉莉花”的歌声。

接点火

电路电路工作原理：该酒后驾车限制器电路由电源电路、酒敏检测控制电路、语

音电路、音频放大输出电路和点火系统控制电路组成，如图所示。

电源电路由蓄电池，二极管VD4，电阻器R1，电源指示发光二极管VD1,滤波电容器C1、C2和三端稳压集成器IC1组成。酒敏检测电路由酒敏传感器、电位器Rp和电子开关集成电路IC2组成。语音电路由电阻器R3、R4、R5和语音集成电路IC3组成。音频放大输出电路由电容器C3、C4、C5、音频功率放大集成电路IC4、扬声器SP、发光二极管VD2与VD3和电阻器R2组成。点火系统控制电路由电容器C6和继电器K组成。

蓄电池的12V电压经二极管VD4隔离保护、C1滤波后分为4路：一路经R1限流降压后将VD1点亮；一路直接加至酒敏传感器的A端；一路经LM7805三端集成稳压电路IC1稳压为+5V，作为酒敏传感器a、b之间加热器的工作电源；另一路经IC2为语音电路、音频放大输出电路和继电器K提供工作电源。若驾驶员没有饮酒，则酒敏传感器未检测到酒精气体时，A、B两端之间呈高阻状态，Rp的中心抽头为低电平，使得TWH8778大功率电子开关集成电路IC2部的电子开关处于关断状态，语音电路、音频放大输出电路和继电器K均不工作，K的常闭触头接通点火系统的工作电源，发动机可以正常启动。若驾驶员酗酒后上车，则酒敏传感器检测到酒精气体后，其A、B两端之间的电阻值变小，使Rp的中心抽头变为高电平，IC2部的电子开关接通，IC3和IC4通电工作，IC3输出的语音电信号经IC4功率放大后，驱动BL发出“茉莉花”的歌声，VD2和VD3闪烁发光；同时继电器K通电吸合，其常闭触头断开，点火系统的工作电源被切断，发动机无法启动或强制熄火。调节Rp的阻值，可以改变酒敏检测控制的灵敏度。

解决的问题：测试时TWH8778的4、5端电压总是为0，检查后发现有两个原因：一是电路中有虚焊、漏焊，二是电位器的滑动端与接地之间的阻值过低。

2、元件说明

①酒敏元件MQ-3

图2 酒敏元件MQ-3引脚

表1 酒敏元件MQ-3标准工作条件

特点：对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性；快速的响应恢复特性；长期的寿命和可靠的稳定性；简单的驱动回路。

应用：用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测；也用于其他场所乙醇蒸汽的检测。

封装：MQ-3酒敏元件有6个针状管脚，其中4个（两个A两个B）用于信号取出，2个H脚用于提供加热电流。

②TWH8778

简介：总共5个引脚，引脚排列从左向右分别是：1脚（输入端）2，3脚（输出端）4脚（地）5脚（控制极）。它属于高速集成电子开关，可用于各种自动控制电路。它外形简单，外围电路简单，部包含过热，过压保护电路。其部具有过压、过流、过热保护功能，可以适合大电流的驱动开关领域应用。在一些定时器、报警器等实用电路中广泛使用。在5脚与4脚之间加1.6伏特以上电压，1脚与2，3脚之间即可导通。2，3脚部已并联。其中4，5脚之间的电阻约为40k 欧姆（数字万用表测）。它带有散热片；TO-220封装。

参数：过压保护：典型值30v 最大值40v

最小输入电压:典型值3v

最大输入电压：30v

控制端最大电压：6v

延迟时间：典型值8微秒最大值20微秒

控制端开启电压：1.6 -2v 输出限制电流：最小值：0.55v 典型值：0.8v 最大值1v 开关压降：典型值300毫伏最大值500毫伏

③LM386

简介：LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新链增益可调整、电源电压围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。LM386与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路。LM386的引脚图：

LM386的外形和引脚的排列如右图所示。引脚2为反相输入端，3为同相输入端；引脚5为输出端；引脚6和4分别为电源和地；引脚1和8为电压增益设定端；使用时在引脚7和地之间接旁路电容，通常取10μF。

查LM386的datasheet，电源电压4-12V或5-18V(LM386N-4)；静态消耗电流为4mA；电压增益为20-200；在1、8脚开路时，带宽为300KHz；输入阻抗为50K；音频功率0.5W。

封装：LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。

特性：静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电；

工作电压围宽，4-12V or 5-18V；外围元件少；电压增益可调，20-200；

低失真度；

应用特点：