Sadržaj:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-13 06:57
Ovdje je senzor požara temeljen na PIN diodi koji aktivira alarm kada otkrije požar. Požarni alarmi na bazi termistora imaju nedostatak; alarm se uključuje samo ako požar zagrije termistor u neposrednoj blizini. U ovom se krugu osjetljiva PIN dioda koristi kao senzor požara za detekciju požara na većim udaljenostima.
On detektira vidljivo svjetlo i infracrveno zračenje (IR) u rasponu od 430nm do 1100nm. Tako vidljiva svjetlost i infracrvena svjetlost iz vatre mogu lako aktivirati senzor za aktiviranje alarma. Također otkriva iskre u mrežnom ožičenju i, ako se takvi ustraju, daje alarm upozorenja. Idealan je zaštitni uređaj za izložbene prostore, ormare, prostorije za zapise i tako dalje.
Korak 1: Popis dijelova
Poluvodiči:
_ IC1 (op-amp CA3140);
_ IC2 (brojač CD4060);
_ T1, T2 (BC547 npn tranzistor);
_ LED1, LED2, LED3, (5 mm LED);
_ D1 (BPW34 PIN fotodioda)
Otpornici (svi 1/4 vata, ± 5% ugljika):
_ R1, R5, R6 (1 mega-ohm);
_ R2, R3 (1 kilo-ohm);
_ R4, R7, R8 (100 ohma)
Kondenzatori:
_ C1 (0, 22 μF keramički disk)
Ostalo:
_ BATT.1 (9, 0V baterija);
_ PZ1 (piezo zujalica)
Dakle, PIN dioda BPW34 koristi se u krugu kao svjetlosni i IC senzor. BPW34 je 2-pinska fotodioda s anodom (A) i katodom (K). Anodni kraj lako se može prepoznati po ravnoj površini fotodiode koja gleda odozgo. Mala točka lemljenja na koju je spojena tanka žica je anoda, a druga je katodni terminal.
BPW34 je sićušna PIN fotodioda ili mini solarna ćelija sa osjetljivom površinom koja generira 350mV istosmjerni napon otvorenog kruga kada je izložena 900nm svjetlosti. Osjetljiv je na prirodnu sunčevu svjetlost, kao i na svjetlost iz vatre. Stoga je idealna za uporabu kao svjetlosni senzor. BPW34 fotodioda može se koristiti u stanjima s nultom pristranošću, kao i u stanjima s obrnutom pristranosti. Njegov otpor opada kad svjetlost padne na njega.
Korak 2: Dijagram kruga
Dijagram sklopa požarnog senzora na bazi PIN diode prikazan je na slici 3. Sagrađen je od 9V baterije, PIN diode BPW34 (D1), op-amp CA3140 (IC1), brojača CD4060 (IC2), tranzistora BC547 (T1 i T2), piezo zujalicu (PZ1) i nekoliko drugih komponenti.
U krugu je PIN fotodioda BPW34 spojena na invertirajuće i neinvertirajuće ulaze op-pojačala IC1 u obrnutom smjeru za napajanje foto struje na ulaz op-pojačala. CA3140 je 4.5MHz BiMO op-amp s MOSFET ulazima i bipolarnim izlazom. MOSFET (PMOS) tranzistori zaštićeni vratima u ulaznom krugu pružaju vrlo visoku ulaznu impedanciju, obično oko 1,5T ohma. IC -u je potrebna vrlo niska ulazna struja, čak 10 pA, za promjenu izlaznog statusa na visoki ili niski. U krugu se IC1 koristi kao pojačalo za transimpedanciju koje djeluje kao pretvarač struje u napon. IC1 pojačava i pretvara foto struju generiranu u PIN diodi u odgovarajući napon na svom izlazu. Neinvertirajući ulaz spojen je na uzemljenje i anodu fotodiode, dok invertirajući ulaz dobiva foto struju iz PIN diode.
Korak 3: Rad kruga
Otpornik povratne sprege velike vrijednosti R1 postavlja pojačanje pojačala transimpedancije budući da je u invertirajućoj konfiguraciji. Spajanje neinvertirajućeg ulaza na masu osigurava nisko impedancijsko opterećenje fotodiode, što održava niski napon fotodiode.
Fotodioda radi u fotonaponskom načinu rada bez vanjskog pomaka. Povratna informacija op-pojačala održava struju fotodiode jednakom povratnoj struji kroz R1. Tako da je ulazni pomak napona zbog fotodiode vrlo nizak u ovom fotonaponskom načinu rada koji se ne pristrani. To dopušta veliki dobitak bez ikakvog offset napona velikih izlaza. Ova je konfiguracija odabrana za dobivanje velikog pojačanja u uvjetima slabog osvjetljenja. Normalno, u uvjetima ambijentalnog osvjetljenja, foto struja iz PIN diode je vrlo niska; održava izlaz IC1 niskim. Kad PIN dioda detektira vidljivu svjetlost ili infracrvenu svjetlost od požara, njezina foto struja se povećava, a pojačalo transimpedancije IC1 pretvara ovu struju u odgovarajući izlazni napon. Visok izlaz iz IC1 aktivira tranzistor T1 i LED1 svijetli. To znači da je krug otkrio požar. Kad T1 provodi, potrebno je resetirati pin 12 IC2 na potencijal uzemljenja i CD4060 počinje oscilirati.
IC2 je binarni brojač s deset izlaza koji se okreću jedan po jedan kada osciliraju zbog C1 i R6. Oscilacija IC2 označena je treperenjem LED2. Kad izlaz Q6 (pin 4) IC2 postane visok nakon 15 sekundi, T2 vodi i aktivira piezo zujalicu PZ1, a LED3 također svijetli. Alarm se ponavlja nakon 15 sekundi ako se požar nastavi. Također možete uključiti AC alarm koji proizvodi glasan zvuk zamjenom PZ1 sa relejnim krugom (ovdje nije prikazano). Alarm izmjenične struje aktivira se preko kontakata releja koji se koristi u tu svrhu.
Korak 4: Izgradnja i ispitivanje
Jednosmjerna tiskana ploča za senzor požara temeljena na PIN diodi prikazana je na slici 4, a njen sastav na slici 5. Zatvorite tiskanu ploču u malu kutiju na način da možete jednostavno spojiti PIN diodu BPW34 sa stražnje strane kutija. PIN diodu postavite na prikladno mjesto i pokrijte je tako da na nju ne pada normalno svjetlo/sunčeva svjetlost.
Testiranje kruga je jednostavno. Uobičajeno, kada nema plamena u blizini PIN diode, piezo zujalica se ne oglašava. Kad PIN dioda osjeti plamen, piezo zvučni signal oglašava se alarmom. Njegov domet otkrivanja je oko dva metra. Također može otkriti iskre u mrežnom ožičenju zbog kratkog spoja.