POŽARNI SENZOR: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Pozdrav svima!

Senzor požara je senzor dizajniran za otkrivanje i reagiranje na prisutnost plamena ili vatre. Ovdje se radi o senzoru požara temeljenom na PIN diodi koji se aktivira kada otkrije požar. Požarni alarmi na bazi termistora imaju nedostatak; alarm se uključuje samo ako požar zagrije termistor u neposrednoj blizini.

Korak 1: Potreban hardver

• CA3140 OP -AMP - 1
• BROJILO CD4060 - 1
• BC547 NPN TRANSISTOR - 2
• BPW34 PIN fotodioda
• LED 5 mm - 3
• PIEZO BUZZER-1
• 9V BATERIJA-1
• 0,22uf keramički disk kondenzator-1
• Otpornik od 1M ohma- 3
• Otpornik od 1 k ohma - 2
• 100 -ohmski otpornik - 3

Korak 2: Dijagram kruga

Dijagram kola osjetnika požara temeljenog na PIN diodi prikazan je gore na slici. Sagrađen je od 9V baterije, PIN diode BPW34, op-amp CA3140 (IC1), brojača CD4060 (IC2), tranzistora BC547, piezo zujalice i nekoliko drugih komponenti.

U krugu je PIN fotodioda BPW34 spojena na invertirajuće i neinvertirajuće ulaze op-amp IC1 u obrnutom smjeru za napajanje fotostruje na ulaz op-pojačala. CA3140 je BiMO op-pojačalo od 4,5 MHz s MOSFET ulazima i bipolarnim izlazom.

MOSFET (PMOS) tranzistori zaštićeni vratima u ulaznom krugu pružaju vrlo visoku ulaznu impedanciju, tipično 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 fotostruju 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 IC transmpedancije 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: Shematski prikaz i dizajn

PCB za požarni senzor zasnovan na PIN-u dizajniran je pomoću EAGLE-a. Shema i izgled ploče prikazani su gore na slici.

Korak 5: Slanje Gerber datoteka proizvođaču

Nakon izvoza GERBER datoteka iz EAGLE -a postavljam ih na LIONCIRCUITS kako bih proizveo svoju ploču. Obično svoje PCB -ove naručujem samo od njih. Oni pružaju jeftine prototipove samo u roku od 6 dana.

Korak 6: Izrađene ploče

Dobio sam svoju ploču od LIONCIRCUITS i dijelim svoje Gerber datoteke s vama u slučaju da nekome treba ploča za proizvodnju.

Korak 7: Sklapanje i testiranje

Nakon sastavljanja moje ploče s komponentama to izgleda ovako.

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 alarm. Njegov domet otkrivanja je oko dva metra.