PALOTUNNISTIN: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Hei kaikki!

Paloanturi on anturi, joka on suunniteltu havaitsemaan liekki tai tulipalo ja reagoimaan siihen. Tässä se on PIN -diodipohjainen paloanturi, joka aktivoituu havaitessaan tulipalon. Termistoripohjaisilla palohälytyksillä on haittapuoli; hälytys kytkeytyy päälle vain, jos tuli lämmittää termistorin lähellä.

Vaihe 1: Laitteisto vaaditaan

• CA3140 OP -AMP - 1
• CD4060 LASKURI - 1
• BC547 NPN -TRANSISTORI - 2
• BPW34 PIN -valodiodi
• LED 5 mm - 3
• PIEZO BUZZER-1
• 9V AKKU-1
• 0,22uf keraaminen levykondensaattori-1
• 1 M ohmin vastus- 3
• 1 k ohmin vastus - 2
• 100 ohmin vastus - 3

Vaihe 2: Piirikaavio

PIN -diodipohjaisen paloanturin kytkentäkaavio on esitetty yllä kuvassa. Se on rakennettu 9 V: n akun, PIN-diodin BPW34, op-amp CA3140 (IC1), laskurin CD4060 (IC2), transistorien BC547, pietsosummerin ja muutaman muun komponentin ympärille.

Piirissä PIN-fotodiodi BPW34 on kytketty op-amp IC1: n invertoiviin ja ei-invertoiviin tuloihin käänteisesti esijännitetyssä tilassa syöttääkseen valokuvavirtaa op-vahvistimen tuloon. CA3140 on 4,5 MHz: n BiMO-op-vahvistin, jossa on MOSFET-tulot ja bipolaarinen lähtö.

Tulopiirin porttisuojatut MOSFET (PMOS) -transistorit tarjoavat erittäin suuren tuloimpedanssin, tyypillisesti noin 1,5 T ohmia. IC vaatii erittäin pienen tulovirran, jopa 10pA, muuttaaksesi lähtötilan korkeaksi tai matalaksi.

Piirissä IC1: tä käytetään transimpedanssivahvistimena toimimaan virran ja jännitteen muuntimena. IC1 vahvistaa ja muuntaa PIN -diodissa syntyvän valovirran vastaavaan jännitteeseen sen ulostulossa. Ei-invertoiva tulo on kytketty fotodiodin maahan ja anodiin, kun taas invertoiva tulo saa valovirran PIN-diodista.

Vaihe 3: Piirin toiminta

Suuriarvoinen takaisinkytkentävastus R1 asettaa transimpedanssivahvistimen vahvistuksen, koska se on käänteisessä kokoonpanossa. Ei-invertoivan tulon liittäminen maahan antaa fotodiodille pienen impedanssikuormituksen, joka pitää fotodiodijännitteen alhaisena.

Valodiodi toimii aurinkosähkötilassa ilman ulkoista esijännitettä. Op-vahvistimen palaute pitää fotodiodivirran yhtä suurena kuin R1: n kautta tuleva palautusvirta. Joten fotodiodin aiheuttama tulon offset-jännite on erittäin alhainen tässä itsepuolueellisessa aurinkosähkötilassa. Tämä mahdollistaa suuren vahvistuksen ilman suuren ulostulon offset-jännitettä. Tämä kokoonpano on valittu siten, että saadaan suuri vahvistus hämärässä.

Normaalisti ympäristön valossa PIN -diodin valovirta on erittäin alhainen; se pitää IC1: n tehon alhaisena. Kun PIN -diodi havaitsee tuleen näkyvän valon tai infrapunavalon, sen valovirta kasvaa ja transimpedanssivahvistin IC1 muuntaa tämän virran vastaavaksi lähtöjännitteeksi. IC1: n suuri teho aktivoi transistorin T1 ja LED1 hehkuu. Tämä osoittaa, että piiri on havainnut tulipalon. Kun T1 johtaa, kestää IC2: n nollaustappi 12 maadoituspotentiaaliin ja CD4060 alkaa värähdellä.

IC2 on binäärinen laskuri, jossa on kymmenen lähtöä, jotka muuttuvat korkeiksi yksitellen, kun se värähtelee C1: n ja R6: n vuoksi. IC2: n värähtely ilmaistaan LED2: n vilkkumisella. Kun IC2: n lähtö Q6 (nasta 4) kääntyy korkealle 15 sekunnin kuluttua, T2 johtaa ja aktivoi pietsosummerin PZ1, ja myös LED3 hehkuu. Hälytys toistuu uudelleen 15 sekunnin kuluttua, jos tuli jatkuu.

Voit myös kytkeä päälle AC -hälytyksen, joka tuottaa kovaa ääntä, korvaamalla PZ1 relepiirillä (ei tässä). AC -hälytys aktivoituu tähän tarkoitukseen käytetyn releen koskettimien kautta.

Vaihe 4: Kaavamainen ja asettelu

Piirilevy PIN-pohjaiselle paloanturille on suunniteltu EAGLE: n avulla. Kaavio ja levyn asettelu näkyvät yllä kuvassa.

Vaihe 5: Gerber -tiedostojen lähettäminen valmistajalle

Kun olen vienyt GERBER -tiedostoni EAGLEsta, lähetän ne LIONCIRCUITS -levylle saadakseni levyn valmistetuksi. Yleensä tilaan piirilevyjä vain heiltä. Ne tarjoavat edullisia prototyyppejä vain 6 päivän kuluessa.

Vaihe 6: Valmistetut levyt

Olen vastaanottanut levyn LIONCIRCUITSilta ja jaan Gerber -tiedostoni kanssasi siltä varalta, että joku tarvitsee levyn valmistamista.

Vaihe 7: Kokoaminen ja testaus

Kun levyni on koottu komponenteilla, se näyttää tältä.

Piirin testaaminen on yksinkertaista. Normaalisti, kun PIN -diodin lähellä ei ole liekkiä, pietsosummeri ei soi. Kun PIN -diodi tunnistaa liekin, pietsosummeri antaa hälytyksen. Sen tunnistusetäisyys on noin kaksi metriä.