YANGIN SENSÖRÜ: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Herkese merhaba!

Yangın sensörü, bir alev veya yangının varlığını algılamak ve tepki vermek için tasarlanmış bir sensördür. Burada yangın algıladığında devreye giren PIN diyot tabanlı yangın sensörüdür. Termistör tabanlı yangın alarmlarının bir dezavantajı vardır; alarm, yalnızca yangın termistörü yakın çevrede ısıtırsa açılır.

Adım 1: Donanım Gerekli

• CA3140 OP-AMP - 1
• CD4060 SAYAÇ - 1
• BC547 NPN TRANSİSTÖR - 2
• BPW34 PIN fotodiyot
• LED 5 mm - 3
• PIEZO ZİL-1
• 9V AKÜ-1
• 0.22uf seramik disk kapasitör-1
• 1M ohm direnç - 3
• 1k ohm direnç - 2
• 100-ohm direnç - 3

Adım 2: Devre Şeması

PIN diyot tabanlı yangın sensörünün devre şeması yukarıdaki resimde gösterilmiştir. 9V pil, PIN diyot BPW34, op-amp CA3140(IC1), sayaç CD4060(IC2), transistörler BC547, piezo buzzer ve birkaç diğer bileşen etrafında inşa edilmiştir.

Devrede PIN fotodiyodu BPW34, op-amp girişine fotoakım beslemek için ters yönlü modda op-amp IC1'in evirici ve evirici olmayan girişlerine bağlanır. CA3140, MOSFET girişleri ve bipolar çıkışlı bir 4.5MHz BiMOs op-amp'idir.

Giriş devresindeki kapı korumalı MOSFET (PMOS) transistörleri, tipik olarak yaklaşık 1.5T ohm olan çok yüksek giriş empedansı sağlar. IC, çıkış durumunu yüksek veya düşük olarak değiştirmek için 10pA kadar düşük çok düşük giriş akımı gerektirir.

Devrede, IC1, akım-voltaj dönüştürücü olarak hareket etmek için bir transpedans amplifikatörü olarak kullanılır. IC1, PIN diyotunda üretilen fotoakımı yükseltir ve çıkışındaki karşılık gelen voltaja dönüştürür. Tersine çevirmeyen giriş, fotodiyotun toprağına ve anotuna bağlanırken, ters çeviren giriş PIN diyotundan fotoakım alır.

Adım 3: Devre Çalışması

Büyük değerli geri besleme direnci R1, ters çevirme konfigürasyonunda olduğu için transempedans yükselticisinin kazancını ayarlar. Tersine çevirmeyen girişin toprağa bağlanması, fotodiyot voltajını düşük tutan fotodiyot için düşük empedans yükü sağlar.

Fotodiyot, harici önyargı olmadan fotovoltaik modda çalışır. Op-amp'in geri beslemesi, fotodiyot akımını R1 üzerinden geri besleme akımına eşit tutar. Bu nedenle, fotodiyottan kaynaklanan giriş ofset voltajı, bu kendinden taraflı fotovoltaik modda çok düşüktür. Bu, herhangi bir büyük çıkış ofset voltajı olmadan büyük bir kazanç sağlar. Bu yapılandırma, düşük ışık koşullarında büyük kazanç elde etmek için seçilmiştir.

Normal olarak, ortam ışığı durumunda, PIN diyotundan gelen fotoakım çok düşüktür; IC1'in çıkışını düşük tutar. PIN diyotu yangından gelen görünür ışığı veya IR'yi algıladığında, fotoakımı artar ve transempedans yükselticisi IC1, bu akımı karşılık gelen çıkış voltajına dönüştürür. IC1'den gelen yüksek çıkış, transistör T1'i etkinleştirir ve LED1 yanar. Bu, devrenin yangın algıladığını gösterir. T1 iletime geçtiğinde, IC2'nin reset pin 12'sini toprak potansiyeline alır ve CD4060 salınım yapmaya başlar.

IC2, C1 ve R6 nedeniyle salındığında birer birer yükselen on çıkışlı bir ikili sayaçtır. IC2'nin salınımı, LED2'nin yanıp sönmesiyle gösterilir. 15 saniye sonra IC2'nin Q6 çıkışı (pim 4) yüksek olduğunda, T2 piezo buzzer PZ1'i iletir ve etkinleştirir ve LED3 de yanar. Yangın devam ederse 15 saniye sonra alarm tekrar eder.

PZ1'i bir röle devresi ile değiştirerek (burada gösterilmemiştir) yüksek ses üreten bir AC alarmını da açabilirsiniz. AC alarmı, bu amaçla kullanılan rölenin kontakları üzerinden etkinleştirilir.

Adım 4: Şematik ve Yerleşim Tasarımı

PIN tabanlı yangın sensörü için bir PCB, EAGLE kullanılarak tasarlanmıştır. Şematik ve pano düzeni yukarıdaki resimde gösterilmiştir.

Adım 5: Gerber Dosyalarını Üreticiye Gönderme

GERBER dosyalarımı EAGLE'dan dışa aktardıktan sonra, panomun üretilmesi için onları LIONCIRCUITS'e yüklüyorum. Genellikle PCB'lerimi sadece onlardan sipariş ediyorum. Sadece 6 gün içinde düşük maliyetli prototipleme sağlarlar.

Adım 6: Fabrikasyon Panolar

LIONCIRCUITS'den kartımı teslim aldım ve kartın üretilmesine ihtiyaç duyan olursa diye Gerber dosyalarımı sizlerle paylaşıyorum.

Adım 7: Montaj ve Test Etme

Panomu bileşenlerle birleştirdikten sonra şöyle görünüyor.

Devreyi test etmek basittir. Normalde, PIN diyotunun yakınında alev olmadığında piezo buzzer çalmaz. PIN diyotu tarafından bir yangın alevi algılandığında, piezo sesli uyarı alarm verir. Algılama aralığı yaklaşık iki metredir.