UGUNSENSORS: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Sveiki visiem!

Ugunsdrošības sensors ir sensors, kas paredzēts liesmas vai uguns klātbūtnes noteikšanai un reaģēšanai. Šeit tas ir uz PIN diodēm balstīts ugunsdrošības sensors, kas aktivizējas, konstatējot ugunsgrēku. Ugunsgrēka signalizācijām, kuru pamatā ir termistors, ir trūkums; signalizācija ieslēdzas tikai tad, ja uguns silda termistoru tuvumā.

1. darbība. Nepieciešama aparatūra

• CA3140 OP -AMP - 1
• CD4060 Skaitītājs - 1
• BC547 NPN TRANSISTOR - 2
• BPW34 PIN fotodiods
• LED 5 mm - 3
• PIEZO BUZZER-1
• 9V AKUMULATORS-1
• 0,22uf keramikas diska kondensators-1
• 1M omu rezistors- 3
• 1k omu rezistors - 2
• 100 omu rezistors - 3

2. darbība: shēmas shēma

Ugunsdrošības sensora, kura pamatā ir PIN diodes, shēmas shēma ir parādīta iepriekš attēlā. Tas ir veidots ap 9V akumulatoru, PIN diode BPW34, op-amp CA3140 (IC1), skaitītājs CD4060 (IC2), tranzistori BC547, pjezo skaņas signāls un dažas citas sastāvdaļas.

Ķēdē PIN fotodiode BPW34 ir pievienota op-amp IC1 invertējošajai un neinvertējošajai ieejai apgrieztā neobjektīvā režīmā, lai ievadītu foto strāvu op-amp ieejā. CA3140 ir 4,5 MHz BiMO op-amp ar MOSFET ieejām un bipolāru izeju.

Ar vārtiem aizsargāti MOSFET (PMOS) tranzistori ieejas ķēdē nodrošina ļoti augstu ieejas pretestību, parasti aptuveni 1,5 T omi. Lai mainītu izejas statusu uz augstu vai zemu, IC ir nepieciešama ļoti zema ieejas strāva, pat 10pA.

Ķēdē IC1 tiek izmantots kā transimpedances pastiprinātājs, kas darbojas kā strāvas un sprieguma pārveidotājs. IC1 pastiprina un pārveido PIN diodē ģenerēto foto strāvu par atbilstošo spriegumu tās izejā. Neinvertējošā ieeja ir savienota ar fotodiodes zemi un anodu, savukārt invertējošā ieeja saņem fotostrāvas no PIN diodes.

3. darbība: ķēdes darbība

Lielvērtības atgriezeniskās saites rezistors R1 nosaka transimpedances pastiprinātāja pastiprinājumu, jo tas ir apgrieztā konfigurācijā. Neinvertējošas ieejas pievienošana zemei nodrošina zemu pretestības slodzi fotodiodei, kas uztur zemu fotodiodes spriegumu.

Fotodiods darbojas fotoelementu režīmā bez ārējas novirzes. Op-amp atgriezeniskā saite saglabā fotodiodes strāvu vienādu ar atgriezenisko saiti caur R1. Tātad ieejas nobīdes spriegums fotodiodes dēļ ir ļoti zems šajā pašnovērtētajā fotoelementu režīmā. Tas ļauj iegūt lielu peļņu bez liela izejas nobīdes sprieguma. Šī konfigurācija ir izvēlēta, lai iegūtu lielu pastiprinājumu vājā apgaismojumā.

Parasti apkārtējā apgaismojumā PIN strāvas fotostrāva ir ļoti zema; tas saglabā zemu IC1 izvadi. Kad PIN diode atklāj redzamu gaismu vai infrasarkano staru no uguns, tā fotostrāva palielinās un transimpedances pastiprinātājs IC1 pārveido šo strāvu par atbilstošo izejas spriegumu. Augsta IC1 jauda aktivizē tranzistora T1 un LED1 spīdēšanu. Tas norāda, ka ķēde ir atklājusi ugunsgrēku. Kad T1 vada, IC2 atiestata 12. tapu uz zemes potenciālu, un CD4060 sāk svārstīties.

IC2 ir binārs skaitītājs ar desmit izvadiem, kas pa vienam kļūst augsti, kad tas svārstās C1 un R6 dēļ. IC2 svārstības norāda ar LED2 mirgošanu. Kad IC2 izeja Q6 (4. tapa) pēc 15 sekundēm kļūst augsta, T2 vada un aktivizē pjezo skaņas signālu PZ1, un arī LED3 spīd. Modinātājs atkārtojas pēc 15 sekundēm, ja uguns turpinās.

Varat arī ieslēgt maiņstrāvas trauksmi, kas rada skaļu skaņu, aizstājot PZ1 ar releja shēmu (šeit nav parādīta). Maiņstrāvas trauksme tiek aktivizēta, izmantojot šim nolūkam izmantotā releja kontaktus.

4. solis: shematisks un izkārtojuma dizains

PCB ugunsdzēsības sensoram, kura pamatā ir PIN, ir izstrādāts, izmantojot EAGLE. Shēma un tāfeles izkārtojums ir parādīti attēlā iepriekš.

5. darbība: Gerber failu sūtīšana ražotājam

Pēc GERBER failu eksportēšanas no EAGLE es augšupielādēju tos LIONCIRCUITS, lai izgatavotu savu dēli. Es parasti pasūtu savus PCB tikai no viņiem. Tie nodrošina lētu prototipu izstrādi tikai 6 dienu laikā.

6. solis: izgatavoti dēļi

Es esmu saņēmis savu dēli no LIONCIRCUITS, un es dalos ar jums savos Gerber failos, ja kādam ir nepieciešama dēļa izgatavošana.

7. darbība: salikšana un pārbaude

Pēc mana dēļa salikšanas ar komponentiem tas izskatās šādi.

Ķēdes pārbaude ir vienkārša. Parasti, ja PIN diodes tuvumā nav uguns liesmas, pjezo skaņas signāls neskan. Kad PIN diode uztver uguns liesmu, pjezo skaņas signāls atskan trauksmes signāls. Tās noteikšanas diapazons ir aptuveni divi metri.