สารบัญ:

เซ็นเซอร์ตรวจจับอัคคีภัย: 7 ขั้นตอน
เซ็นเซอร์ตรวจจับอัคคีภัย: 7 ขั้นตอน

วีดีโอ: เซ็นเซอร์ตรวจจับอัคคีภัย: 7 ขั้นตอน

วีดีโอ: เซ็นเซอร์ตรวจจับอัคคีภัย: 7 ขั้นตอน
วีดีโอ: Sensor Fire detection alarm 485 เซนเซอร์ตรวจสอบอัคคีภัย แจ้งเตือนเมื่อมีเหตุไฟไหม้ สื่อสารแบบ RS485 2024, กรกฎาคม
Anonim
เซ็นเซอร์ตรวจจับอัคคีภัย
เซ็นเซอร์ตรวจจับอัคคีภัย

สวัสดีทุกคน!

เซ็นเซอร์ตรวจจับอัคคีภัยเป็นเซ็นเซอร์ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับและตอบสนองต่อการปรากฏตัวของเปลวไฟหรือไฟ นี่คือเซ็นเซอร์ไฟที่ใช้ไดโอด PIN ซึ่งเปิดใช้งานเมื่อตรวจพบไฟ สัญญาณเตือนไฟไหม้ที่ใช้เทอร์มิสเตอร์มีข้อเสียคือ สัญญาณเตือนจะเปิดขึ้นก็ต่อเมื่อไฟทำให้เทอร์มิสเตอร์ร้อนขึ้นในบริเวณใกล้เคียง

ขั้นตอนที่ 1: ต้องใช้ฮาร์ดแวร์

  • CA3140 OP-AMP - 1
  • เคาน์เตอร์ CD4060 - 1
  • BC547 ทรานซิสเตอร์ NPN - 2
  • โฟโตไดโอด BPW34 PIN
  • LED 5 มม. - 3
  • PIEZO BUZZER-1
  • แบตเตอรี่ 9V-1
  • 0.22uf ตัวเก็บประจุดิสก์เซรามิก-1
  • ตัวต้านทาน 1M โอห์ม - 3
  • ตัวต้านทาน 1k โอห์ม - 2
  • ตัวต้านทาน 100 โอห์ม - 3

ขั้นตอนที่ 2: แผนภาพวงจร

แผนภูมิวงจรรวม
แผนภูมิวงจรรวม

แผนภาพวงจรของเซ็นเซอร์อัคคีภัยที่ใช้ไดโอด PIN แสดงอยู่ด้านบนในภาพ มันถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ แบตเตอรี่ 9V, ไดโอด PIN BPW34, op-amp CA3140 (IC1), ตัวนับ CD4060 (IC2), ทรานซิสเตอร์ BC547, ออดแบบพายโซและส่วนประกอบอื่น ๆ อีกสองสามตัว

ในวงจร PIN photodiode BPW34 เชื่อมต่อกับอินพุตอินพุทและไม่กลับด้านของ op-amp IC1 ในโหมดเอนเอียงแบบย้อนกลับเพื่อป้อนโฟโตปัจจุบันเข้าสู่อินพุตของ op-amp CA3140 เป็นออปแอมป์ BiMOs 4.5MHz พร้อมอินพุต MOSFET และเอาต์พุตแบบไบโพลาร์

ทรานซิสเตอร์ MOSFET (PMOS) ที่ป้องกันประตูในวงจรอินพุตให้อิมพีแดนซ์อินพุตสูงมาก โดยทั่วไปประมาณ 1.5T โอห์ม IC ต้องการกระแสอินพุตที่ต่ำมาก ต่ำถึง 10pA เพื่อเปลี่ยนสถานะเอาต์พุตเป็นสูงหรือต่ำ

ในวงจรนั้น IC1 ใช้เป็นเครื่องขยายสัญญาณทรานส์อิมพีแดนซ์เพื่อทำหน้าที่เป็นตัวแปลงกระแสเป็นแรงดัน IC1 ขยายและแปลงโฟโตเคอร์เรนต์ที่สร้างขึ้นในไดโอด PIN เป็นแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันในเอาต์พุต อินพุตที่ไม่กลับด้านจะเชื่อมต่อกับกราวด์และแอโนดของโฟโตไดโอด ในขณะที่อินพุตที่กลับด้านจะได้รับโฟโตเคอร์เรนต์จากไดโอด PIN

ขั้นตอนที่ 3: การทำงานของวงจร

ตัวต้านทานป้อนกลับค่าขนาดใหญ่ R1 ตั้งค่าเกนของแอมพลิฟายเออร์ทรานส์อิมพีแดนซ์เนื่องจากอยู่ในคอนฟิกูเรชันแบบกลับด้าน การเชื่อมต่ออินพุตที่ไม่กลับด้านกับกราวด์ให้โหลดอิมพีแดนซ์ต่ำสำหรับโฟโตไดโอด ซึ่งทำให้แรงดันโฟโตไดโอดต่ำ

โฟโตไดโอดทำงานในโหมดโฟโตโวลตาอิกโดยไม่มีอคติภายนอก คำติชมของ op-amp ทำให้โฟโตไดโอดปัจจุบันเท่ากับกระแสตอบรับผ่าน R1 ดังนั้นแรงดันออฟเซ็ตอินพุตเนื่องจากโฟโตไดโอดต่ำมากในโหมดโฟโตโวลตาอิกแบบเอนเอียงในตัวเองนี้ สิ่งนี้ทำให้ได้กำไรมากโดยไม่มีแรงดันออฟเซ็ตเอาท์พุตขนาดใหญ่ การกำหนดค่านี้ถูกเลือกเพื่อให้ได้ค่าขนาดใหญ่ในสภาพแสงน้อย

โดยปกติ ในสภาพแสงแวดล้อม โฟโตเคอร์เรนต์จากไดโอด PIN จะต่ำมาก มันทำให้เอาต์พุตของ IC1 ต่ำ เมื่อไดโอด PIN ตรวจพบแสงที่มองเห็นหรือ IR จากไฟ โฟโตเคอร์เรนต์จะเพิ่มขึ้น และ IC1 แอมพลิฟายเออร์ทรานส์อิมพีแดนซ์จะแปลงกระแสนี้เป็นแรงดันเอาต์พุตที่สอดคล้องกัน เอาต์พุตสูงจาก IC1 เปิดใช้งานทรานซิสเตอร์ T1 และ LED1 เรืองแสง แสดงว่าวงจรตรวจพบไฟ เมื่อ T1 ดำเนินการ จะทำการรีเซ็ตพิน 12 ของ IC2 ไปยังศักย์กราวด์และ CD4060 จะเริ่มสั่น

IC2 เป็นตัวนับไบนารีที่มีเอาต์พุตสิบตัวซึ่งจะเปลี่ยนสูงทีละตัวเมื่อแกว่งเนื่องจาก C1 และ R6 การสั่นของ IC2 จะแสดงด้วยการกะพริบของ LED2 เมื่อเอาต์พุต Q6 (พิน 4) ของ IC2 เปิดสูงหลังจาก 15 วินาที T2 จะดำเนินการและเปิดใช้งาน Piezo Buzzer PZ1 และ LED3 จะสว่างขึ้นเช่นกัน สัญญาณเตือนจะดังขึ้นอีกครั้งหลังจากผ่านไป 15 วินาทีหากไฟยังคงอยู่

คุณยังสามารถเปิดสัญญาณเตือนไฟฟ้ากระแสสลับที่ส่งเสียงดังโดยแทนที่ PZ1 ด้วยวงจรรีเลย์ (ไม่แสดงไว้ที่นี่) สัญญาณเตือน AC เปิดใช้งานผ่านหน้าสัมผัสของรีเลย์ที่ใช้เพื่อการนี้

ขั้นตอนที่ 4: การออกแบบแผนผังและเลย์เอาต์

การออกแบบแผนผังและเลย์เอาต์
การออกแบบแผนผังและเลย์เอาต์
การออกแบบแผนผังและเลย์เอาต์
การออกแบบแผนผังและเลย์เอาต์

PCB สำหรับเซ็นเซอร์ตรวจจับอัคคีภัยแบบ PIN ได้รับการออกแบบโดยใช้ EAGLE แผนผังและเลย์เอาต์ของบอร์ดแสดงไว้ด้านบนในภาพ

ขั้นตอนที่ 5: การส่งไฟล์ Gerber ไปยังผู้ผลิต

การส่งไฟล์ Gerber ไปยังผู้ผลิต
การส่งไฟล์ Gerber ไปยังผู้ผลิต
การส่งไฟล์ Gerber ไปยังผู้ผลิต
การส่งไฟล์ Gerber ไปยังผู้ผลิต

หลังจากส่งออกไฟล์ GERBER ของฉันจาก EAGLE ฉันกำลังอัปโหลดบน LIONCIRCUITS เพื่อผลิตบอร์ดของฉัน ฉันมักจะสั่ง PCB ของฉันจากพวกเขาเท่านั้น พวกเขาให้การสร้างต้นแบบต้นทุนต่ำภายใน 6 วันเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 6: บอร์ดประดิษฐ์

บอร์ดประดิษฐ์
บอร์ดประดิษฐ์

ฉันได้รับบอร์ดของฉันจาก LIONCIRCUITS และฉันกำลังแบ่งปันไฟล์ Gerber ของฉันกับคุณในกรณีที่ใครก็ตามต้องการบอร์ดเพื่อผลิต

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบและการทดสอบ

การประกอบและการทดสอบ
การประกอบและการทดสอบ
การประกอบและการทดสอบ
การประกอบและการทดสอบ

หลังจากประกอบบอร์ดของฉันกับส่วนประกอบแล้วดูเหมือนว่านี้

การทดสอบวงจรนั้นง่าย โดยปกติ เมื่อไม่มีเปลวไฟใกล้ไดโอด PIN กริ่งเพียโซจะไม่ส่งเสียง เมื่อตรวจพบเปลวไฟจาก PIN ไดโอด สัญญาณเตือนแบบเพียโซจะส่งเสียงเตือน ระยะการตรวจจับอยู่ที่ประมาณสองเมตร

แนะนำ: