烟雾报警器延伸：空气净化器——Amadeus

烟雾报警器延伸：空气净化器——Amadeus

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作品概括

首先，这个不是我想出来的，基本是参考张老师第五部，根据实际情况，在第五部的基础上有所改动。

功能说明：

空气净化器分自动挡和手动挡。

自动挡：空气传感器检测空气质量后，会根据污染程度分为“好、中、差”三档，对应马达转速“低、中、高”三档，污染越严重，马达转得越快。（链接里的视频演示的就是自动挡）

手动挡：手调决定转速。

分三个指示灯，“绿、橙、红”分别指示当前空气质量。

每当出现档位变化时，蜂鸣器响一声。

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电路介绍

按照惯例，有图有真相~下图是逻辑框图，电路的逻辑就是那么一回事~

然后是原理图，我觉得原理没有太多什么可讲的，真的要讲很详细也讲不完，在上文的链接里有我的一部分分析，可以看看。老师的第五部里面讲得很详细，同学们可以再回去看看~

接下来是PCB图的正面和背面

最后是实物

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波形实测和分析

首先是滞回比较器的波形

官方作品里面已经解释的比较清楚了，原理方面我就不多说什么了。我原理图上的参数是1nF，实际做实验焊的是470pF，所以频率是120K左右，如果是1nF，频率大概是50多K，感兴趣的同学们可以试试不同的电容，看看频率是多少。在这个应用里，是不需要多高的频率的。

我这里提一下两点跟实际应用有关的内容。

首先是电阻的选取，无论你选什么阻值，能实现功能都是可以的。但是在实际交付生产，采购的时候，如果量不大就会遇到麻烦。会遇到什么麻烦呢？例如这批板子生产三千套，用到了某个不常用的阻值，整块板子上就用到了一个，采购去买的时候，供应商会说：“电阻一盘五千个，你要买就买一盘，我不可能撕三千个下来给你，要么你就别买。”现在这年头，大家的需求都比较个性化，往往做一批的量不大，举例的三千个还算多了，量少的可能一次就做几百个。 这种事情采购经历的多了，就会抱怨研发部，也可能在开会的时候跟领导提，最终背锅的可能还是自己，哈哈。所以建议选择同一个阻值，而且是常用的阻值，这样简单方便。

其次是电容的选取，这个比较关键，市面上常见的贴片电容分三种材质，Y5V、X7R、NP0，关于这方面，网上资料很多，我记得网上有个《十说电容》讲的不错，我就不赘述了。同等容量耐压，Y5V做出来的是最便宜的，Y5V也很容易做出大容量的贴片电容，但是Y5V这个材料本身做出来就误差大，温漂大，老化以后衰减也大，我曾经见过4.7uF的电容衰减到2uF。如果用在这种决定频率的场合，频率会飘得很厉害。有个很简单的办法，大家做实验的时候，用烙铁或者热风枪给Y5V材质的电容加热一下，观察波形，会发现频率飘了不少。所以这里最差也要选择X7R，这样相对稳定一些，不能再差了。

接下来是PWM波形

细心的朋友估计会注意到上升沿比较缓，下降沿比较陡。想想看为什么？

实际上，这个跟比较器输出的结构有关，比较器是OC输出，如下图

在官方的图里面，可以看到驱动输出三极管的基极电流是100uA。接着，我们假设负载是1mA，也就是集电极电流1mA，假设这个三极管的放大倍数β=100.

我们可以想象一下，电流从0到100uA，也就是比较器输出从高到低，那么，使输出变成低，基极需要多少电流呢？1mA/100=10uA。也就是说，当电流从0变到10uA的时候，比较器已经输出是低了。后面的10uA到100uA的过程，输出一直是低。

那么反过来呢？电流从100uA到0，也就是比较器从低到高，又是一个什么情况？

这个时候，就刚好反过来了，电流从100uA变到10uA，比较器输出还是低，因为10uA就可以饱和，只有当10uA变成0的过程，才对应比较器输出从低到高的过程。

上面说的0到100uA，以及100uA到0，电流的变化都不是线性的。刚开始变化率很大，变化的很快，最后一段会趋缓。至于为什么，大家想想寄生电容的充放电，以及三极管的特性就明白了。所以看到的现象就是上升沿比较缓，下降沿比较陡。

以上在第五部视频里没提，是我自己做实验注意到的，就特地拿出来讲一下。