SENZOR DE INCENDIU: 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Bună ziua tuturor!

Senzorul de incendiu este un senzor conceput pentru a detecta și răspunde la prezența unei flăcări sau a unui foc. Aici este un senzor de incendiu bazat pe diode PIN care se activează atunci când detectează focul. Alarmele de incendiu bazate pe termistor au un dezavantaj; alarma se activează numai dacă focul încălzește termistorul în imediata apropiere.

Pasul 1: hardware necesar

• CA3140 OP-AMP - 1
• CD4060 CONTOR - 1
• BC547 NPN TRANSISTOR - 2
• Fotodiodă PIN BPW34
• LED 5 mm - 3
• PIEZO BUZZER-1
• 9V BATERIE-1
• Condensator de disc ceramic de 0.22uf-1
• 1M ohm rezistor- 3
• Rezistor 1k ohm - 2
• Rezistor de 100 ohmi - 3

Pasul 2: Diagrama circuitului

Diagrama circuitului senzorului de incendiu bazat pe dioda PIN este prezentată mai sus în imagine. Este construit în jurul bateriei de 9V, diodă PIN BPW34, op-amp CA3140 (IC1), contor CD4060 (IC2), tranzistoare BC547, un buzzer piezo și câteva alte componente.

În circuit, fotodioda PIN BPW34 este conectată la intrările inversoare și non-inversoare ale amplificatorului opțional IC1 în modul polarizat invers pentru a alimenta fotocurentul la intrarea amplificatorului op. CA3140 este un op-amp BiMO de 4,5 MHz cu intrări MOSFET și ieșire bipolară.

Tranzistoarele MOSFET (PMOS) protejate prin poartă din circuitul de intrare oferă o impedanță de intrare foarte mare, de obicei în jur de 1,5T ohmi. IC necesită un curent de intrare foarte scăzut, de până la 10pA, pentru a schimba starea de ieșire la mare sau scăzut.

În circuit, IC1 este utilizat ca amplificator de transimpedanță pentru a acționa ca un convertor curent-tensiune. IC1 amplifică și convertește fotocurentul generat în dioda PIN la tensiunea corespunzătoare la ieșirea sa. Intrarea fără inversare este conectată la sol și anodul fotodiodei, în timp ce intrarea inversantă primește fotocurent din dioda PIN.

Pasul 3: Funcționarea circuitului

Rezistorul de feedback de mare valoare R1 setează câștigul amplificatorului de transimpedanță, deoarece este în configurație inversă. Conexiunea intrării care nu inversează la sol asigură o sarcină de impedanță redusă pentru fotodiodă, care menține tensiunea fotodiodei scăzută.

Fotodioda funcționează în modul fotovoltaic fără părtinire externă. Feedback-ul amplificatorului operațional menține curentul fotodiodei egal cu curentul de feedback prin R1. Deci, tensiunea de compensare de intrare datorată fotodiodei este foarte scăzută în acest mod fotovoltaic auto-polarizat. Acest lucru permite un câștig mare fără tensiune de offset de ieșire mare. Această configurație este selectată pentru a obține un câștig mare în condiții de lumină slabă.

În mod normal, în condiții de lumină ambientală, fotocurentul din dioda PIN este foarte scăzut; menține ieșirea IC1 scăzută. Când dioda PIN detectează lumina vizibilă sau IR de la foc, fotocurentul său crește și amplificatorul de transimpedanță IC1 convertește acest curent la tensiunea de ieșire corespunzătoare. Ieșirea mare de la IC1 activează tranzistorul T1 și LED1 luminează. Acest lucru indică faptul că circuitul a detectat un incendiu. Când T1 conduce, este nevoie de pinul de resetare 12 al IC2 la potențialul de masă și CD4060 începe să oscileze.

IC2 este un contor binar cu zece ieșiri care se înalță unul câte unul când oscilează datorită C1 și R6. Oscilarea IC2 este indicată prin clipirea LED2. Când ieșirea Q6 (pinul 4) al IC2 devine înaltă după 15 secunde, T2 conduce și activează buzzer-ul piezo PZ1, iar LED3 luminează. Alarma se repetă din nou după 15 secunde dacă focul persistă.

De asemenea, puteți activa o alarmă de curent alternativ care produce un sunet puternic înlocuind PZ1 cu un circuit de releu (nu este prezentat aici). Alarma AC este activată prin contactele releului utilizat în acest scop.

Pasul 4: Schematizare și proiectare a aspectului

Un PCB pentru senzorul de incendiu bazat pe PIN este proiectat folosind EAGLE. Schema și aspectul plăcii sunt prezentate mai sus în imagine.

Pasul 5: Trimiterea fișierelor Gerber către producător

După ce am exportat fișierele mele GERBER din EAGLE, le încarc pe LIONCIRCUITS pentru a-mi produce placa. De obicei îmi comand PCB-urile numai de la ele. Acestea oferă prototipuri la prețuri reduse numai în 6 zile.

Pasul 6: Plăci fabricate

Am primit placa mea de la LIONCIRCUITS și vă împărtășesc fișierele mele Gerber în cazul în care cineva are nevoie de placa pentru a fi fabricată.

Pasul 7: Asamblarea și testarea

După ce mi-am asamblat placa cu componente, arată așa.

Testarea circuitului este simplă. În mod normal, când nu există flacără de foc în apropierea diodei PIN, sonorul piezo nu sună. Când o flacără de foc este detectată de dioda PIN, buzzer-ul piezo sonorizează o alarmă. Domeniul său de detectare este de aproximativ doi metri.