سنسور آتش: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

سلام به همگی!

سنسور آتش سنسوری است که برای تشخیص و واکنش به وجود شعله یا آتش طراحی شده است. در اینجا ، یک سنسور آتش مبتنی بر دیود PIN است که هنگام تشخیص آتش فعال می شود. هشدارهای آتش سوزی بر اساس ترمیستور دارای اشکال است. زنگ هشدار فقط در صورتی روشن می شود که آتش ترمیستور را در مجاورت خود گرم کند.

مرحله 1: سخت افزار مورد نیاز است

• CA3140 OP -AMP - 1
• CD4060 COUNTER - 1
• BC547 NPN TRANSISTOR - 2
• فوتودیود BPW34 PIN
• LED 5 میلی متر - 3
• PIEZO BUZZER-1
• باتری 9 ولت -1
• خازن دیسک سرامیکی 0.22uf-1
• مقاومت 1M اهم- 3
• مقاومت 1k اهم - 2
• مقاومت 100 اهمی - 3

مرحله 2: نمودار مدار

نمودار مدار سنسور آتش مبتنی بر دیود PIN در تصویر بالا نشان داده شده است. این باتری باتری 9 ولت ، PIN دیود BPW34 ، op-amp CA3140 (IC1) ، شمارنده CD4060 (IC2) ، ترانزیستورهای BC547 ، زنگ پیزو و چند جزء دیگر ساخته شده است.

در مدار ، PIN فوتودیود BPW34 به ورودی های معکوس و غیر معکوس op-amp IC1 در حالت جهت گیری معکوس متصل می شود تا جریان نوری را به ورودی op-amp وارد کند. CA3140 یک آمپر BiMOs 4.5 مگاهرتز با ورودی MOSFET و خروجی دو قطبی است.

ترانزیستورهای محافظت شده از دروازه MOSFET (PMOS) در مدار ورودی امپدانس ورودی بسیار بالایی را ارائه می دهند ، معمولاً حدود 1.5T اهم. برای تغییر وضعیت خروجی به بالا یا پایین ، IC نیاز به جریان ورودی بسیار کم ، تا 10pA دارد.

در مدار ، IC1 به عنوان تقویت کننده ترانس امپدانس استفاده می شود تا به عنوان مبدل جریان به ولتاژ عمل کند. IC1 جریان نوری تولید شده در دیود PIN را تقویت کرده و به ولتاژ مربوطه در خروجی آن تبدیل می کند. ورودی غیر معکوس به زمین و آند فوتودیود متصل می شود ، در حالی که ورودی معکوس از دیود PIN جریان نوری را دریافت می کند.

مرحله 3: عملکرد مدار

مقاومت بازخورد با ارزش زیاد R1 افزایش تقویت کننده ترامپپدانس را تنظیم می کند زیرا در تنظیمات معکوس قرار دارد. اتصال ورودی غیر وارونه به زمین ، بار امپدانس پایینی را برای دیود نوری فراهم می کند ، که ولتاژ دیود نوری را پایین نگه می دارد.

فوتودیود در حالت فتوولتائیک بدون تعصب خارجی عمل می کند. بازخورد op-amp جریان دیود نوری را برابر جریان بازخورد از طریق R1 نگه می دارد. بنابراین ولتاژ جابجایی ورودی ناشی از فوتودیود در این حالت فتوولتائیک خود سوگیری بسیار کم است. این اجازه می دهد تا بدون ولتاژ جبران خروجی زیاد ، افزایش زیادی ایجاد شود. این پیکربندی برای دستیابی به سود زیاد در شرایط کم نور انتخاب شده است.

به طور معمول ، در شرایط نور محیطی ، جریان نوری از دیود PIN بسیار کم است. خروجی IC1 را پایین نگه می دارد. هنگامی که دیود PIN نور مرئی یا IR ناشی از آتش را تشخیص می دهد ، جریان نوری آن افزایش می یابد و تقویت کننده ترانس امپدانس IC1 این جریان را به ولتاژ خروجی مربوطه تبدیل می کند. خروجی بالا از IC1 ترانزیستور T1 را فعال می کند و LED1 می درخشد. این نشان می دهد که مدار آتش را تشخیص داده است. وقتی T1 هدایت می شود ، پین 12 IC2 را به پتانسیل زمین بازنشانی می کند و CD4060 شروع به نوسان می کند.

IC2 یک شمارنده دوتایی با ده خروجی است که هنگام نوسان به دلیل C1 و R6 یک به یک بالا می آید. نوسان IC2 با چشمک زدن LED2 نشان داده می شود. هنگامی که خروجی Q6 (پین 4) IC2 پس از 15 ثانیه بالا می رود ، T2 پیزو زنگ PZ1 را هدایت و فعال می کند و LED3 نیز می درخشد. در صورت تداوم آتش زنگ هشدار بعد از 15 ثانیه دوباره تکرار می شود.

همچنین می توانید با جایگزینی PZ1 با مدار رله (که در اینجا نشان داده نشده است) زنگ هشدار AC را که صدایی بلند تولید می کند ، روشن کنید. دزدگیر AC از طریق مخاطبین رله مورد استفاده برای این منظور فعال می شود.

مرحله 4: طرح کلی و طرح بندی

PCB برای سنسور آتش مبتنی بر PIN با استفاده از EAGLE طراحی شده است. شماتیک و چیدمان تابلو در تصویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 5: ارسال فایل های Gerber به تولید کننده

پس از صادر کردن فایل های GERBER من از EAGLE ، آنها را در LIONCIRCUITS بارگذاری می کنم تا تخته من ساخته شود. من معمولاً PCB های خود را فقط از آنها سفارش می دهم. آنها فقط در مدت 6 روز نمونه اولیه ارزان قیمت را ارائه می دهند.

مرحله 6: تخته های ساخته شده

من هیئت مدیره خود را از LIONCIRCUITS دریافت کرده ام و فایل های Gerber خود را با شما در میان می گذارم در صورت نیاز به ساخت این تخته.

مرحله 7: مونتاژ و آزمایش

پس از مونتاژ برد من با اجزای آن ، به نظر می رسد.

آزمایش مدار ساده است. به طور معمول ، هنگامی که شعله آتش در نزدیکی دیود PIN وجود ندارد ، زنگ پیزو به صدا در نمی آید. هنگامی که شعله آتش توسط دیود PIN حس می شود ، زنگ پیزو زنگ خطر را به صدا در می آورد. محدوده تشخیص آن حدود دو متر است.