可调式烟雾探测器设计注意事项

烟雾探测器是为 3 种基本类型的系统实施而设计的:独立式、无线连接和固定/有线连接，前 2 种需要电池供电。烟雾探测器具有 3 个主功能块:传感器和信号链、处理器和通信接口。最基本的独立式探测器通常不需要处理器和通信接口。

功耗是无线烟雾探测器的一个重要方面，因为它们需要能够依靠一个电池长时间运行。这使得微处理器(例如 MSP430)成为该应用的理想选择;其高度集成的系统可简化设计并降低系统成本。红外 (IR) 二极管和 IR 接收器内置于烟箱内，用于检测是否有烟雾。IR 二极管会定期发出脉冲，并且系统会检测 IR 接收器信号以确定烟箱内是否有烟雾。具有互阻抗放大器功能的运算放大器用于将 IR 接收器电流放大，以便 MSP430 中的 ADC 能够对其进行采样。在采样周期之间，运算放大器和 IR 电路将关闭，并且微处理器将处于待机模式，消耗不足 1mA 的电流。

在为应用选择外部运算放大器时，应该使成本与 建立时间性能达到平衡，同时将电流消耗降至最低。建立时间对于允许探测器在短时间内提供多个烟雾事件报告(这样做可将假警报的数量降至最低)至关重要。为了进一步减小外部组件的电流消耗，某些器件直接从 MSP430 端口引脚获得电源，即便它具有关断功能。当 MSP430 处于待机状态时，这将导致放大器的电流消耗降为零，从而显著延长此应用的电池工作时间。

有烟的地方就有火。20世纪70年代，NASA的工程师在设计天空实验室时利用了这个简单的原理。天空实验室是美国的第一个空间站，宇航员必须及时知道是否有火情，或者航天器里面是否散播了有毒气体。

烟雾探测器使用了一种叫做镅-241的放射性元素来探测烟雾或有害气体。当正常空气中的氧和氮粒子穿过烟雾探测器时，镅-241会将它们电离，从而产生电流。而如果烟雾粒子进入探测器，就会破坏这种化学反应，从而触发警报。

第一款投放到市场的是电离烟雾探测器(ionization smoke detector)。从名字中可以看出，这款产品使用了一种叫做镅-241的放射性元素来探测烟雾或有害气体。当正常空气中的氧和氮粒子穿过烟雾探测器时，镅-241会将它们电离，从而产生电流。而如果烟雾粒子进入探测器，就会破坏这种化学反应，从而触发警报。