FIRE SENSOR: 7 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Kamusta po kayo lahat!

Ang Fire sensor ay isang sensor na idinisenyo upang makita at tumugon sa pagkakaroon ng isang apoy o apoy. Dito, ito ay isang PIN diode based fire sensor na nagpapagana kapag nakakita ito ng apoy. Ang mga alarma sa sunog na thermistor ay may sagabal; ang alarma ay bubuksan lamang kung ang apoy ay ininit ang thermistor sa malapit na paligid.

Hakbang 1: Kinakailangan ang Hardware

• CA3140 OP-AMP - 1
• CD4060 COUNTER - 1
• BC547 NPN TRANSISTOR - 2
• Photodiode ng PIN ng BPW34
• LED 5 mm - 3
• PIEZO BUZZER-1
• 9V BATTERY-1
• 0.22uf ceramic disk capacitor-1
• 1M ohm resistor- 3
• 1k ohm risistor - 2
• 100-ohm risistor - 3

Hakbang 2: Diagram ng Circuit

Ang circuit diagram ng PIN diode based fire sensor ay ipinapakita sa itaas sa imahe. Itinayo ito sa paligid ng 9V na baterya, PIN diode BPW34, op-amp CA3140 (IC1), counter CD4060 (IC2), transistors BC547, isang piezo buzzer at ilang iba pang mga bahagi.

Sa circuit, ang PIN photodiode BPW34 ay konektado sa invertting at non-inverting input ng op-amp IC1 sa reverse-bias mode upang pakainin ang photocurrent sa input ng op-amp. Ang CA3140 ay isang 4.5MHz BiMOs op-amp na may mga input ng MOSFET at output ng bipolar.

Ang mga transistors na protektado ng gate na protektado ng MOSFET (PMOS) sa input circuit ay nagbibigay ng napakataas na impedance ng pag-input, karaniwang sa paligid ng 1.5T ohms. Nangangailangan ang IC ng napakababang kasalukuyang pag-input, kasing baba ng 10pA, upang mabago ang katayuan ng output sa mataas o mababa.

Sa circuit, ang IC1 ay ginagamit bilang isang transimpedance amplifier upang kumilos bilang isang kasalukuyang-to-boltahe converter. Ang IC1 ay nagpapalakas at nagko-convert ng photocurrent na nabuo sa PIN diode sa kaukulang boltahe sa output nito. Ang non-inverting input ay konektado sa ground at anode ng photodiode, habang ang inverting input ay nakakakuha ng photocurrent mula sa PIN diode.

Hakbang 3: Pagpapatakbo ng Circuit

Ang resistor ng feedback na may malaking halaga na R1 ay nagtatakda ng pakinabang ng transimpedance amplifier dahil nasa inverting configure ito. Ang koneksyon ng non-inverting input sa ground ay nagbibigay ng mababang impedance load para sa photodiode, na nagpapanatili ng mababang boltahe ng photodiode.

Ang photodiode ay nagpapatakbo sa photovoltaic mode na walang panlabas na bias. Ang feedback ng op-amp ay pinapanatili ang kasalukuyang photodiode na katumbas ng kasalukuyang feedback sa pamamagitan ng R1. Kaya't ang input na offset boltahe dahil sa photodiode ay napakababa sa self-bias na photovoltaic mode na ito. Pinapayagan nito ang isang malaking pakinabang nang walang anumang boltahe ng biglang output. Napili ang pagsasaayos na ito upang makakuha ng malaking pakinabang sa mga magaan na kundisyon.

Karaniwan, sa ambient light condition, ang photocurrent mula sa PIN diode ay napakababa; pinapanatili nitong mababa ang output ng IC1. Kapag nakita ng PIN diode ang nakikitang ilaw o IR mula sa apoy, tumataas ang photocurrent nito at ang transimpedance amplifier na IC1 ay nagpapalit ng kasalukuyang ito sa kaukulang boltahe ng output. Ang mataas na output mula sa IC1 ay nagpapagana ng transistor T1 at LED1 glows. Ipinapahiwatig nito na ang circuit ay nakakita ng sunog. Kapag nagsasagawa ang T1, tumatagal ito ng pag-reset ng pin 12 ng IC2 sa potensyal sa lupa at ang CD4060 ay nagsisimula sa pag-oscillate.

Ang IC2 ay isang binary counter na may sampung mga output na nagiging mataas isa-isa kapag nag-oscillate ito dahil sa C1 at R6. Ang oscillation ng IC2 ay ipinahiwatig ng pagkurap ng LED2. Kapag ang output Q6 (pin 4) ng IC2 ay nagiging mataas pagkatapos ng 15 segundo, ang T2 ay nagsasagawa at nagpapagana ng piezo buzzer PZ1, at ang LED3 ay kumikinang din. Umuulit muli ang alarma pagkalipas ng 15 segundo kung magpapatuloy ang sunog.

Maaari mo ring buksan ang isang alarma sa AC na gumagawa ng isang malakas na tunog sa pamamagitan ng pagpapalit ng PZ1 ng isang relay circuitry (hindi ipinakita dito). Ang alarm ng AC ay naaktibo sa pamamagitan ng mga contact ng relay na ginamit para sa hangaring ito.

Hakbang 4: Disenyo ng Skema at Layout

Ang isang PCB para sa PIN-based fire sensor ay dinisenyo gamit ang EAGLE. Ang iskematiko at board-layout ay ipinapakita sa itaas sa imahe.

Hakbang 5: Pagpapadala ng Mga Gerber File sa Tagagawa

Matapos i-export ang aking mga file na GERBER mula sa EAGLE ina-upload ko ang mga ito sa LIONCIRCUITS upang ma-configure ang aking board. Karaniwan akong nag-oorder ng aking mga PCB mula sa kanila lamang. Nagbibigay lamang ang mga ito ng murang prototyping sa loob ng 6 na araw.

Hakbang 6: Mga Fabricated Board

Natanggap ko ang aking board mula sa LIONCIRCUITS at ibinabahagi ko sa iyo ang aking mga file na Gerber kung sakaling may nangangailangan ng board na gawin.

Hakbang 7: Pagtitipon at Pagsubok

Matapos tipunin ang aking board na may mga sangkap ganito ang hitsura nito.

Ang pagsubok sa circuit ay simple. Karaniwan, kapag walang apoy sa apoy malapit sa PIN diode, ang piezo buzzer ay hindi tunog. Kapag ang apoy ng apoy ay nadama ng PIN diode, ang piezo buzzer ay umaalingawngaw ng isang alarma. Ang saklaw ng pagtuklas nito ay halos dalawang metro.