POŽARNI SENZOR: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Zdravo svima!

Senzor požara je senzor dizajniran za otkrivanje i reagiranje na prisutnost plamena ili vatre. Ovdje se radi o senzoru požara zasnovanom 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 kola

Dijagram kola senzora požara zasnovanog 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, PIN fotodioda BPW34 spojena je na invertirajuće i neinvertirajuće ulaze op-amp IC1 u obrnuto pristranom načinu rada kako bi napajala fotostruju na ulaz op-pojačala. CA3140 je 4.5MHz BiMO op-amp sa 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 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 invertujući ulaz dobiva fotostruju sa 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, njezina 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: Shema i dizajn izgleda

PCB za senzor požara 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 mojih 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 sa komponentama to izgleda ovako.

Testiranje kola je jednostavno. Obično, kada nema plamena u blizini PIN diode, piezo zujalica se ne oglašava. Kad PIN dioda osjeti plamen, piezo zvučni signal oglašava alarm. Njegov domet detekcije je oko dva metra.