Sadržaj:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57
Ovdje je senzor požara zasnovan 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 detektuje vidljivu svetlost i infracrvenu svetlost (IR) u opsegu od 430nm do 1100nm. Tako vidljiva svjetlost i infracrvena svjetlost iz vatre mogu lako aktivirati senzor za aktiviranje alarma. Također detektira iskre u mrežnom ožičenju i, ako se i dalje pojavljuju, daje alarm upozorenja. Idealan je zaštitni uređaj za izložbene prostore, ormare, prostorije za zapise i tako dalje.
Korak 1: Lista 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 vati, ± 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 se koristi u krugu kao svjetlosni i IC senzor. BPW34 je 2-pinska fotodioda s anodom (A) i katodom (K). Anodni kraj se lako može prepoznati po ravnoj površini fotodiode koja gleda odozgo. Mala tačka 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 na zračenje koja generira 350mV DC napon otvorenog kruga kada je izložena 900nm svjetlosti. Osetljiv je na prirodnu sunčevu svetlost, kao i na svetlost iz vatre. Zbog toga je idealna za upotrebu kao svjetlosni senzor. BPW34 fotodioda se može koristiti u stanjima s nula pristranosti, kao i u stanjima s obrnutom pristranošću. Njegov otpor se smanjuje kada svjetlost padne na njega.
Korak 2: Dijagram kola
Shema kruga požarnog senzora zasnovanog na PIN diodi prikazana je na slici 3. Izgrađena je oko 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, PIN fotodioda BPW34 spojena je na invertirajuće i neinvertirajuće ulaze op-amp IC1 u obrnutom smjeru za napajanje foto struje na ulaz op-pojačala. CA3140 je 4.5MHz BiMO op-amp sa MOSFET ulazima i bipolarnim izlazom. MOSFET (PMOS) tranzistori zaštićeni kapijom u ulaznom kolu 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 transimpedansu 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 transimpedanskog pojačala budući da je u invertirajućoj konfiguraciji. Spajanje neinvertirajućeg ulaza na masu osigurava opterećenje fotodiode niskom impedansom, 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. Ovo dozvoljava veliki dobitak bez ikakvog izlaznog napona. Ova konfiguracija je odabrana za postizanje velikog pojačanja u uvjetima slabog osvjetljenja. Normalno, u uvjetima ambijentalnog osvjetljenja, foto struja iz PIN diode je vrlo niska; održava izlaz IC1 niskim. Kada PIN dioda detektira vidljivu svjetlost ili infracrvenu svjetlost od požara, njena foto struja se povećava, a pojačalo transimpedanse IC1 pretvara ovu struju u odgovarajući izlazni napon. Visok izlaz iz IC1 aktivira tranzistor T1 i LED1 svijetli. Ovo ukazuje da je kolo otkrilo požar. Kada 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. Kada 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 naizmjenične struje aktivira se preko kontakata releja koji se koristi u tu svrhu.
Korak 4: Konstrukcija i testiranje
Jednostrana PCB ploča za senzor požara zasnovana na PIN diodi prikazana je na slici 4, a njen sastav na slici 5. Zatvorite PCB u malu kutiju na takav način da možete jednostavno spojiti PIN diodu BPW34 sa stražnje strane kutije. PIN diodu postavite na odgovarajuće mjesto i pokrijte je tako da na nju ne pada normalno svjetlo/sunčeva svjetlost.
Testiranje kola je jednostavno. Obično, kada nema plamena u blizini PIN diode, piezo zujalica se ne oglašava. Kada PIN dioda osjeti plamen, piezo zvučni signal oglašava alarm. Njegov domet detekcije je oko dva metra. Također može otkriti iskre u mrežnom ožičenju zbog kratkog spoja.