POŽARNI SENZOR: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Pozdravljeni vsi skupaj!

Požarni senzor je senzor, namenjen zaznavanju in odzivu na prisotnost plamena ali ognja. Tu gre za požarni senzor na osnovi diod PIN, ki se aktivira, ko zazna požar. Požarni alarmi na osnovi termistorjev imajo pomanjkljivost; alarm se vklopi le, če ogenj segreje termistor v neposredni bližini.

1. korak: Potrebna je strojna oprema

• CA3140 OP -AMP - 1
• ŠTEVILEC CD4060 - 1
• BC547 NPN TRANZISTOR - 2
• Fotodioda PIN BPW34 PIN
• LED 5 mm - 3
• PIEZO BUZZER-1
• 9V BATERIJA-1
• 0,22uf keramični disk kondenzator-1
• 1M ohmski upor- 3
• 1k ohmski upor - 2
• 100 -ohmski upor - 3

2. korak: Shema vezja

Shema vezja požarnega senzorja na osnovi diod PIN je prikazana zgoraj na sliki. Zgrajen je iz 9V baterije, PIN diode BPW34, op-amp CA3140 (IC1), števca CD4060 (IC2), tranzistorjev BC547, piezo brenčalnika in nekaj drugih komponent.

V vezju je PIN fotodioda BPW34 povezana z invertirnimi in neinvertirajočimi vhodi op-amp IC1 v načinu z vzvratno pristranskostjo, da napaja fototok na vhod op-ojačevalnika. CA3140 je 4,5 MHz BiMO op-amp z MOSFET vhodi in bipolarnim izhodom.

Tranzistorji MOSFET (PMOS), zaščiteni z vrati, v vhodnem vezju zagotavljajo zelo visoko vhodno impedanco, običajno okoli 1,5 T ohmov. IC potrebuje zelo nizek vhodni tok, tako nizek kot 10pA, da spremeni stanje izhoda na visoko ali nizko.

V vezju se IC1 uporablja kot transimpedančni ojačevalnik, ki deluje kot pretvornik toka v napetost. IC1 ojača in pretvori fototok, ki nastane v diodi PIN, v ustrezno napetost na svojem izhodu. Neinvertirni vhod je povezan z ozemljitvijo in anodo fotodiode, medtem ko invertirni vhod dobi fototok iz diode PIN.

3. korak: Delovanje vezja

Odporni povratni upor R1 velike vrednosti nastavi ojačanje transimpedančnega ojačevalnika, saj je v obratni konfiguraciji. Priključitev neinvertirajočega vhoda na tla zagotavlja nizko impedančno obremenitev fotodiode, kar ohranja nizko napetost fotodiode.

Fotodioda deluje v fotovoltaičnem načinu brez zunanje pristranskosti. Povratna informacija op-ojačevalnika ohranja tok fotodiode enak povratnemu toku skozi R1. Torej je vhodna odmična napetost zaradi fotodiode zelo nizka v tem avtonomnem fotonapetostnem načinu. To omogoča velik dobiček brez izhodne napetosti velikih izhodov. Ta konfiguracija je izbrana za doseganje velikega dobička pri šibki svetlobi.

Običajno je v svetlobnem okolju fototok iz diode PIN zelo nizek; ohranja nizko izhodnost IC1. Ko dioda PIN zazna vidno svetlobo ali IR iz ognja, se njen fototok poveča in transimpedančni ojačevalnik IC1 pretvori ta tok v ustrezno izhodno napetost. Visoka moč IC1 aktivira tranzistor T1 in LED1 sveti. To kaže, da je vezje zaznalo požar. Ko T1 izvede prevod, ponastavi pin 12 IC2 na ozemljitveni potencial in CD4060 začne nihati.

IC2 je binarni števec z desetimi izhodi, ki se vrtijo eden za drugim, ko niha zaradi C1 in R6. Nihanje IC2 je označeno z utripanjem LED2. Ko izhod Q6 (pin 4) IC2 po 15 sekundah postane visok, T2 izvede in aktivira piezo -brenčalo PZ1, LED3 pa tudi zasveti. Če se požar nadaljuje, se alarm po 15 sekundah znova ponovi.

Alarm za izmenični tok, ki oddaja glasen zvok, lahko vklopite tudi tako, da PZ1 zamenjate z relejnim vezjem (tukaj ni prikazano). Alarm za izmenični tok se aktivira prek kontaktov releja, ki se uporablja v ta namen.

4. korak: Oblikovanje sheme in postavitve

PCB za požarni senzor na osnovi PIN je zasnovan z uporabo EAGLE. Shema in postavitev plošče sta prikazana zgoraj na sliki.

5. korak: pošiljanje datotek Gerber proizvajalcu

Po izvozu datotek GERBER iz EAGLE -a jih naložim v LIONCIRCUITS za izdelavo moje plošče. Običajno samo pri njih naročam svoje tiskane vezje. Zagotavljajo poceni izdelavo prototipov le v 6 dneh.

Korak 6: Izdelane plošče

Ploščo sem prejel od LIONCIRCUITS in z vami delim svoje datoteke Gerber, če kdo potrebuje izdelavo plošče.

7. korak: Sestavljanje in testiranje

Po montaži moje plošče s sestavnimi deli je videti tako.

Testiranje vezja je preprosto. Običajno, če v bližini diode PIN ni ognja, piezo -zvočni signal ne zveni. Ko dioda PIN zazna ognjeni plamen, piezo zvočni signal oglasi alarm. Njegov domet zaznavanja je približno dva metra.