TŰZÉRZŐ: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Üdv mindenkinek!

A Tűzérzékelő olyan érzékelő, amelyet láng vagy tűz jelenlétének észlelésére és reagálására terveztek. Itt egy PIN -dióda -alapú tűzérzékelő aktiválódik, amikor tüzet észlel. A termisztoros tűzjelzőknek van hátrányuk; a riasztó csak akkor kapcsol be, ha a tűz felmelegíti a termisztor közvetlen közelében.

1. lépés: Hardver szükséges

• CA3140 OP -AMP - 1
• CD4060 számláló - 1
• BC547 NPN Tranzisztor - 2
• BPW34 PIN fotódióda
• LED 5 mm - 3
• PIEZO BUZZER-1
• 9V AKKUMULÁTOR-1
• 0,22uf kerámia tárcsás kondenzátor-1
• 1M ohmos ellenállás- 3
• 1 k ohmos ellenállás - 2
• 100 ohmos ellenállás - 3

2. lépés: Áramköri diagram

A PIN -dióda -alapú tűzérzékelő kapcsolási rajza fent látható a képen. 9V-os akkumulátor, BPW34 PIN-dióda, opcionális CA3140 (IC1), CD4060-as számláló (IC2), BC547-es tranzisztorok, piezo-zümmer és néhány más alkatrész köré épül.

Az áramkörben a BPW34 PIN-fotodióda az op-amp IC1 invertáló és nem invertáló bemeneteihez van csatlakoztatva fordított elfogultságú módban, hogy a fotoáramot táplálja az op-amp bemenetére. A CA3140 egy 4,5 MHz-es BiMO op-erősítő, MOSFET bemenetekkel és bipoláris kimenettel.

A bemeneti áramkörben lévő kapuvédett MOSFET (PMOS) tranzisztorok nagyon magas bemeneti impedanciát biztosítanak, általában 1,5T ohm körül. Az IC nagyon alacsony, akár 10pA bemeneti áramot igényel, hogy a kimeneti állapotot magasra vagy alacsonyra változtassa.

Az áramkörben az IC1-t transzimpedancia-erősítőként használják, amely áram-feszültség átalakítóként működik. Az IC1 felerősíti és átalakítja a PIN -diódában generált fényáramot a kimenet megfelelő feszültségévé. A nem invertáló bemenet a fotodióda földjéhez és anódjához van csatlakoztatva, míg az invertáló bemenet fényáramot kap a PIN diódától.

3. lépés: Az áramkör működése

A nagy értékű R1 visszacsatoló ellenállás beállítja a transzimpedanciás erősítő erősítését, mivel az invertáló konfigurációban van. A nem invertáló bemenet földhöz csatlakoztatása alacsony impedanciájú terhelést biztosít a fotodióda számára, ami alacsonyan tartja a fotodióda feszültségét.

A fotodióda fotovoltaikus üzemmódban működik, külső torzítás nélkül. Az op-erősítő visszacsatolása a fotodióda áramát egyenlővé teszi az R1-en keresztüli visszacsatolóárammal. Tehát a fotodióda miatti bemeneti eltolási feszültség nagyon alacsony ebben a saját elfogultságú fotovoltaikus üzemmódban. Ez nagy nyereséget tesz lehetővé nagy kimeneti eltolási feszültség nélkül. Ezt a konfigurációt úgy választják ki, hogy nagy nyereség érhető el gyenge fényviszonyok mellett.

Általában környezeti fényviszonyok között a PIN -dióda fényárama nagyon alacsony; alacsonyan tartja az IC1 kimenetét. Amikor a PIN -dióda látható fényt vagy infravörös fényt észlel a tűztől, akkor a fényáram növekszik, és az IC1 transzimpedancia -erősítő ezt az áramot a megfelelő kimeneti feszültséggé alakítja át. Az IC1 nagy teljesítménye aktiválja a T1 tranzisztor és a LED1 izzást. Ez azt jelzi, hogy az áramkör tüzet észlelt. Amikor a T1 vezet, az IC2 12 -es nullázócsapját a földpotenciálhoz viszi, és a CD4060 oszcillálni kezd.

Az IC2 egy bináris számláló, tíz kimenettel, amelyek egyenként magasra fordulnak, amikor a C1 és R6 hatására oszcillál. Az IC2 oszcillációját a LED2 villogása jelzi. Amikor az IC2 Q6 kimenete (4. tű) magasra fordul 15 másodperc elteltével, a T2 vezet és aktiválja a PZ1 piezo zümmögőt, és a LED3 is világít. A riasztás 15 másodperc múlva ismétlődik, ha a tűz továbbra is fennáll.

Az AC riasztást is bekapcsolhatja, amely hangos hangot ad ki, ha a PZ1 -et egy reléáramkörre cseréli (itt nem látható). Az AC riasztás az erre a célra használt relé érintkezőin keresztül aktiválódik.

4. lépés: Vázlatos és elrendezési tervezés

A PIN-alapú tűzérzékelőhöz készült NYÁK-t az EAGLE segítségével tervezték. A vázlatos rajz és a tábla elrendezése fent látható a képen.

5. lépés: Gerber fájlok küldése a gyártónak

Miután exportáltam GERBER fájljaimat az EAGLE -ből, feltöltöm őket a LIONCIRCUITS -ra, hogy előállíthassam a lapomat. Általában csak tőlük rendelek PCB -ket. Olcsó prototípus-készítést biztosítanak csak 6 napon belül.

6. lépés: Kész táblák

Megkaptam a táblámat a LIONCIRCUITS -tól, és megosztom veletek a Gerber -fájljaimat, hátha valakinek szüksége van a tábla gyártására.

7. lépés: Összeszerelés és tesztelés

Miután összeszereltem a táblát alkatrészekkel, ez így néz ki.

Az áramkör tesztelése egyszerű. Általában, ha nincs tűzláng a PIN -dióda közelében, a piezo zümmögő nem szólal meg. Amikor a PIN -dióda tűzlángot érzékel, a piezo -hangjelző riasztást ad. Érzékelési tartománya körülbelül két méter.