BRANNSENSOR: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Hei alle sammen!

Brannføler er en sensor designet for å oppdage og reagere på tilstedeværelsen av en flamme eller brann. Her er det en PIN -diodebasert brannføler som aktiveres når den oppdager brann. Termistorbaserte brannalarmer har en ulempe; alarmen aktiveres bare hvis brannen varmer termistoren i umiddelbar nærhet.

Trinn 1: Maskinvare påkrevd

• CA3140 OP -AMP - 1
• CD4060 TELLER - 1
• BC547 NPN TRANSISTOR - 2
• BPW34 PIN -fotodiode
• LED 5 mm - 3
• PIEZO BUZZER-1
• 9V BATTERI-1
• 0.22uf keramisk disk kondensator-1
• 1M ohm motstand- 3
• 1k ohm motstand - 2
• 100 ohm motstand - 3

Trinn 2: Kretsdiagram

Kretsdiagram for den PIN -diodebaserte brannføleren er vist ovenfor på bildet. Den er bygget rundt 9V batteri, PIN-diode BPW34, op-amp CA3140 (IC1), teller CD4060 (IC2), transistorer BC547, en piezo-summer og noen få andre komponenter.

I kretsen er PIN-fotodiode BPW34 koblet til inverterende og ikke-inverterende innganger på op-amp IC1 i revers-forspent modus for å mate fotostrøm til inngangen til op-amp. CA3140 er en 4,5 MHz BiMO-op-amp med MOSFET-innganger og bipolar utgang.

Portbeskyttede MOSFET (PMOS) transistorer i inngangskretsen gir svært høy inngangsimpedans, vanligvis rundt 1,5T ohm. IC krever svært lav inngangsstrøm, så lav som 10pA, for å endre utgangsstatus til høy eller lav.

I kretsen brukes IC1 som en transimpedansforsterker for å fungere som en strøm-til-spenningsomformer. IC1 forsterker og konverterer fotostrømmen som genereres i PIN -dioden til den tilsvarende spenningen i utgangen. Den ikke-inverterende inngangen er koblet til bakken og anoden til fotodioden, mens den inverterende inngangen får fotostrøm fra PIN-dioden.

Trinn 3: Kretsoperasjon

Tilbakemeldingsmotstand R1 med stor verdi angir forsterkningen til transimpedansforsterkeren siden den er i inverterende konfigurasjon. Tilkobling av ikke-inverterende inngang til jord gir lav impedansbelastning for fotodioden, som holder fotodiodespenningen lav.

Fotodioden fungerer i fotovoltaisk modus uten ekstern skjevhet. Tilbakemelding fra op-amp holder fotodiodestrømmen lik tilbakemeldingsstrømmen gjennom R1. Så inngangsforskyvningsspenningen på grunn av fotodioden er veldig lav i denne selvstendige fotovoltaiske modusen. Dette tillater en stor forsterkning uten stor offset-spenning. Denne konfigurasjonen er valgt for å få stor gevinst under dårlige lysforhold.

Normalt, i omgivende lysforhold, er fotostrømmen fra PIN -dioden veldig lav; det holder utgangen til IC1 lav. Når PIN -dioden oppdager synlig lys eller IR fra brann, øker dens fotostrøm og transimpedansforsterker IC1 konverterer denne strømmen til den tilsvarende utgangsspenningen. Høy utgang fra IC1 aktiverer transistoren T1 og LED1 lyser. Dette indikerer at kretsen har oppdaget brann. Når T1 leder, tar det tilbakestillingspinne 12 på IC2 til bakkepotensialet og CD4060 begynner å svinge.

IC2 er en binær teller med ti utganger som blir høy en etter en når den svinger på grunn av C1 og R6. Oscillasjon av IC2 indikeres av blinkende LED2. Når utgang Q6 (pin 4) på IC2 blir høy etter 15 sekunder, leder og aktiverer T2 piezo summer PZ1, og LED3 lyser også. Alarmen gjentas igjen etter 15 sekunder hvis brannen vedvarer.

Du kan også slå på en vekselstrømalarm som produserer en høy lyd ved å erstatte PZ1 med en relékrets (ikke vist her). AC -alarmen aktiveres gjennom kontakter på reléet som brukes til dette formålet.

Trinn 4: Skjematisk og layoutdesign

En PCB for PIN-basert brannsensor er designet ved hjelp av EAGLE. Skjematisk og tavleoppsett er vist ovenfor i bildet.

Trinn 5: Sende Gerber -filer til produsenten

Etter å ha eksportert GERBER -filene mine fra EAGLE laster jeg dem opp på LIONCIRCUITS for å få brettet mitt produsert. Jeg bestiller vanligvis bare PCB -ene fra dem. De tilbyr rimelige prototyper bare innen 6 dager.

Trinn 6: Produserte plater

Jeg har mottatt brettet mitt fra LIONCIRCUITS, og jeg deler Gerber -filene mine med deg i tilfelle noen trenger at brettet skal produseres.

Trinn 7: Montering og testing

Etter å ha montert brettet mitt med komponenter ser det slik ut.

Det er enkelt å teste kretsen. Normalt, når det ikke er noen brannflamme i nærheten av PIN -dioden, høres ikke piezo -summer. Når en flamme registreres av PIN -dioden, avgir piezo -summeren en alarm. Deteksjonsområdet er rundt to meter.