PIN դիոդի վրա հիմնված հրդեհային տվիչ ՝ 4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Ահա PIN դիոդի վրա հիմնված հրդեհային տվիչ, որն ակտիվացնում է ահազանգը, երբ հայտնաբերում է հրդեհը: Թերմիստորների վրա հիմնված հրդեհային ազդանշաններն ունեն թերություն. ահազանգը միանում է միայն այն դեպքում, երբ կրակը տաքացնում է թերմիստորը մոտակայքում: Այս սխեմայում զգայուն PIN դիոդը օգտագործվում է որպես հրդեհային տվիչ `ավելի մեծ հեռավորության վրա հրդեհի հայտնաբերման համար:

Այն հայտնաբերում է տեսանելի լույս և ինֆրակարմիր (IR) 430nm - 1100nm տիրույթում: Այսպիսով, տեսանելի լույսը և կրակից եկող IR- ը կարող են հեշտությամբ ակտիվացնել սենսորը `ազդանշանը գործարկելու համար: Այն նաև հայտնաբերում է կայծեր ցանցի էլեկտրագծերում և, եթե դրանք շարունակվում են, տալիս է նախազգուշացնող ազդանշան: Այն իդեալական պաշտպանիչ սարք է ցուցասրահների, պահարանների, ձայնագրման սենյակների և այլնի համար:

Քայլ 1: Մասերի ցուցակ

Կիսահաղորդիչներ:

_ IC1 (CA3140 op-amp);

_ IC2 (հաշվիչ CD4060);

_ T1, T2 (BC547 npn տրանզիստոր);

_ LED1, LED2, LED3, (5 մմ Led);

_ D1 (BPW34 PIN ֆոտոդիոդ)

Ռեզիստորներ (բոլորը 1/4 վտ, carbon 5% ածխածնային)

_ R1, R5, R6 (1 մեգաօմ);

_ R2, R3 (1 կիլոգրամ);

_ R4, R7, R8 (100 օմ)

Կոնդենսատորներ

_ C1 (0, 22 μF կերամիկական սկավառակ)

Տարբեր:

_ BATT.1 (9, 0V մարտկոց);

_ PZ1 (պիեզո ազդանշան)

Այսպիսով, PP դիոդը BPW34 օգտագործվում է շղթայում որպես լույսի և IR սենսոր: BPW34- ը 2 պին ֆոտոդիոդ է `անոդով (A) և կաթոդով (K): Անոդի ծայրը հեշտությամբ կարելի է որոշել ֆոտոդիդի վերևի հարթ մակերևույթից: Փոքր զոդման կետը, որին միացված է բարակ մետաղալարը, անոդն է, իսկ մյուսը `կաթոդի տերմինալը:

BPW34- ը փոքր PIN ֆոտոդիոդ է կամ մինի արևային բջիջ `ճառագայթային զգայուն մակերևույթով, որն առաջացնում է 350 մՎ DC բաց միացման լարման` 900 նմ լույսի ազդեցության տակ: Այն զգայուն է արևի բնական լույսի և կրակի լույսի նկատմամբ: Այսպիսով, այն իդեալական է որպես լույսի ցուցիչ օգտագործելու համար: BPW34 ֆոտոդիոդը կարող է օգտագործվել ինչպես զրոյական կողմնակալության, այնպես էլ հակադարձ կողմնակալության պայմաններում: Նրա դիմադրությունը նվազում է, երբ լույսը ընկնում է դրա վրա:

Քայլ 2: Շղթայի դիագրամ

Հրդեհային տվիչի PIN դիոդի վրա հիմնված սխեմա ներկայացված է Նկ. 3. Այն կառուցված է 9 Վ մարտկոցի, PIN դիոդի BPW34 (D1), op-amp CA3140 (IC1), հաշվիչի CD4060 (IC2), տրանզիստորների BC547 (T1 և T2) վրա:), պիեզո ազդանշան (PZ1) և մի քանի այլ բաղադրիչներ:

Շղթայում PIN ֆոտոդիոդ BPW34- ը հակադարձ կողմնակալ ռեժիմով միացված է op-amp IC1- ի շրջադարձային և ոչ շրջադարձային մուտքերին `լուսանկարի հոսանքը op-amp- ի մուտքագրման համար: CA3140- ը 4,5 ՄՀց BiMOs օփ-ամպ է `MOSFET մուտքերով և երկբևեռ ելքով: Մուտքի շղթայում դարպասով պաշտպանված MOSFET (PMOS) տրանզիստորները ապահովում են մուտքի շատ բարձր դիմադրողականություն, սովորաբար` մոտ 1.5T ohms: IC- ն պահանջում է շատ ցածր մուտքային հոսանք ՝ մինչև 10 pA, ելքային կարգավիճակը բարձր կամ ցածր փոխելու համար: Շրջանակում IC1- ն օգտագործվում է որպես տրանսիմպեդանսային ուժեղացուցիչ `որպես հոսանք-լարման փոխարկիչ: IC1- ն ուժեղացնում և փոխակերպում է PIN դիոդում առաջացած լուսանկարչական հոսանքը դրա ելքի համապատասխան լարման: Ոչ շրջող մուտքագրումը միացված է ֆոտոդիոդի գետնին և անոդին, մինչդեռ շրջող մուտքը ստանում է լուսանկարների հոսքը PIN դիոդից:

Քայլ 3: Շղթայի գործողություն

Խոշոր արժեքի հետադարձ ռեզիստորը R1- ը սահմանում է transimpedance ուժեղացուցիչի շահույթը, քանի որ այն շրջված կազմաձևում է: Ոչ շրջվող մուտքի միացումը գետնին ապահովում է ցածր դիմադրողականություն ֆոտոդիոդի համար, ինչը ցածր է պահում ֆոտոդիոդի լարումը:

Ֆոտոդիոդը գործում է ֆոտոգալվանային ռեժիմում ՝ առանց արտաքին կողմնակալության: Op-amp- ի հետադարձ կապը պահում է ֆոտոդիոդի հոսանքը հավասար R1- ի միջոցով հետադարձ հոսանքին: Այսպիսով, ֆոտոդիոդի պատճառով մուտքային օֆսեթ լարումը շատ ցածր է այս ինքնասպասվող ֆոտոգալվանային ռեժիմում: Սա թույլ է տալիս մեծ շահույթ ստանալ ՝ առանց մեծ ելքային փոխհատուցման լարման: Այս կոնֆիգուրացիան ընտրված է ցածր լուսավորության պայմաններում մեծ շահույթ ստանալու համար: Սովորաբար, շրջակա լույսի պայմաններում PIN դիոդից ֆոտոհոսանքը շատ ցածր է. այն ցածր է պահում IC1- ի թողարկումը: Երբ PIN դիոդը հայտնաբերում է տեսանելի լույսը կամ IR- ը հրդեհից, նրա ֆոտո հոսանքը մեծանում է, և transippedance ուժեղացուցիչ IC1- ը այս հոսանքը փոխակերպում է համապատասխան ելքային լարման: IC1- ից բարձր թողարկումն ակտիվացնում է տրանզիստոր T1- ը և LED1- ը փայլում է: Սա ցույց է տալիս, որ շղթայում հրդեհ է հայտնաբերվել: Երբ T1- ն անցկացնում է, անհրաժեշտ է IC2- ի 12 -րդ քորոցը վերականգնել գրունտային պոտենցիալին, և CD4060- ը սկսում է տատանվել:

IC2- ը երկուական հաշվիչ է `տասը ելքով, որոնք մեկ առ մեկ դառնում են բարձր, երբ այն տատանվում է C1- ի և R6- ի պատճառով: IC2- ի տատանումները նշվում են LED2- ի թարթմամբ: Երբ IC2- ի Q6 (փին 4) ելքը բարձր է դառնում 15 վայրկյանից հետո, T2- ն անցկացնում և ակտիվացնում է պիեզո ազդանշան PZ1- ը, և LED3- ը նույնպես փայլում է: Եթե կրակը շարունակվի, ահազանգը կրկին կրկնվում է 15 վայրկյան հետո: Կարող եք նաև միացնել AC ահազանգը, որը բարձր ձայն է տալիս ՝ PZ1- ը փոխարինելով ռելեային սխեմաներով (այստեղ ցուցադրված չէ): AC ազդանշանը միացված է այդ նպատակով օգտագործվող ռելեի կոնտակտների միջոցով:

Քայլ 4: Շինարարություն և փորձարկում

PIN դիոդի վրա հիմնված հրդեհային տվիչի միակողմանի PCB- ն ներկայացված է Նկ. 4 -ում, իսկ դրա բաղադրիչի դասավորությունը `Նկարում: 5. PCB- ն փակեք փոքր տուփի մեջ այնպես, որ կարողանաք հեշտությամբ միացնել BPW34 PIN դիոդը հետևի կողմում: տուփը: Տեղադրեք PIN դիոդը համապատասխան վայրում և ծածկեք այն այնպես, որ նորմալ լույսը/արևը չընկնի դրա վրա:

Շղթայի փորձարկումը պարզ է: Սովորաբար, երբ PIN դիոդի մոտ կրակի բոց չկա, պիեզո բզզոցը չի հնչում: Երբ կրակի բոցը զգացվում է PIN դիոդի միջոցով, պիեզո ազդանշանը ահազանգ է հնչեցնում: Նրա հայտնաբերման տիրույթը մոտ երկու մետր է: Կարող է նաև կարճ միացման պատճառով ցանցի էլեկտրագծերում կայծեր հայտնաբերել: