ხანძრის სენსორი: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

Გამარჯობა ყველას!

ხანძრის სენსორი არის სენსორი, რომელიც შექმნილია ალი ან ცეცხლის არსებობის გამოვლენისა და რეაგირებისთვის. აქ არის PIN დიოდზე დაფუძნებული ხანძრის სენსორი, რომელიც ააქტიურებს ცეცხლის გამოვლენისას. თერმისტორზე დაფუძნებული ხანძრის სიგნალიზაციას აქვს ნაკლი; სიგნალიზაცია ჩართულია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ცეცხლი ათბობს თერმისტორს ახლომდებარე სიახლოვეს.

ნაბიჯი 1: საჭიროა აპარატურა

• CA3140 OP -AMP - 1
• CD4060 COUNTER - 1
• BC547 NPN TRANSISTOR - 2
• BPW34 PIN ფოტოდიოდი
• LED 5 მმ - 3
• პიეზო ბუცერი -1
• 9V ბატარეა -1
• 0.22uf კერამიკული დისკის კონდენსატორი -1
• 1 მ ohm რეზისტორი- 3
• 1k ohm რეზისტორი - 2
• რეზისტორი 100 ohm - 3

ნაბიჯი 2: სქემის დიაგრამა

PIN დიოდზე დაფუძნებული ცეცხლის სენსორის წრიული დიაგრამა ნაჩვენებია ზემოთ სურათზე. ის აგებულია 9 ვ ბატარეის, PIN დიოდის BPW34, op-amp CA3140 (IC1), მრიცხველის CD4060 (IC2), ტრანზისტორების BC547, პიეზო ზუზერის და რამდენიმე სხვა კომპონენტის გარშემო.

მიკროსქემში, PIN ფოტოდიოდი BPW34 უკავშირდება op-amp IC1- ის შემობრუნებასა და არაინვერტირებას, საპირისპირო მიკერძოებულ რეჟიმში, რათა უზრუნველყოს ფოტო მიმდინარეობა op-amp- ის შესასვლელში. CA3140 არის 4.5MHz BiMOs op-amp, MOSFET შეყვანისა და ბიპოლარული გამომავალით.

კარიბჭით დაცული MOSFET (PMOS) ტრანზისტორები შეყვანის წრეში უზრუნველყოფენ შეყვანის ძალიან მაღალ წინაღობას, როგორც წესი, დაახლოებით 1.5T ohms. IC მოითხოვს ძალიან დაბალ შეყვანის დენს, 10pA– მდე, რომ შეცვალოს გამომავალი სტატუსი მაღალი ან დაბალი.

მიკროსქემში, IC1 გამოიყენება როგორც ტრანსიპედენტური გამაძლიერებელი, რათა იმოქმედოს როგორც ძაბვისა და ძაბვის გადამყვანი. IC1 აძლიერებს და გარდაქმნის PIN დიოდში წარმოქმნილ ფოტო მიმდინარეობას მისი ძაბვის შესაბამის ძაბვაზე. არაინვერტირებადი შეყვანა უკავშირდება ფოტოდიოდის მიწას და ანოდს, ხოლო ინვერსიული შეყვანა იღებს ფოტოდინარას PIN დიოდიდან.

ნაბიჯი 3: წრიული ოპერაცია

დიდი ღირებულების უკუკავშირის რეზისტორი R1 ადგენს ტრანსმისიულობის გამაძლიერებლის მომატებას, ვინაიდან ის ინვერსიულ კონფიგურაციაშია. არაინვერსიული შეყვანის მიწასთან შეერთება უზრუნველყოფს დაბალ წინაღობას დატვირთვას ფოტოდიოდისთვის, რაც ინარჩუნებს ფოტოდიოდის ძაბვას დაბალ დონეზე.

ფოტოდიოდი მუშაობს ფოტოელექტრული რეჟიმში გარე მიკერძოების გარეშე. Op-amp- ის გამოხმაურება ინარჩუნებს ფოტოდიოდის დენს ტოლფასია უკუკავშირის დენის R1- ით. ასე რომ, ფოტოდიოდის გამო შეყვანის ოფსეტური ძაბვა ძალიან დაბალია ამ მიკერძოებულ ფოტოელექტრულ რეჟიმში. ეს იძლევა დიდ მოგებას დიდი გამავალი ძაბვის გარეშე. ეს კონფიგურაცია შერჩეულია დაბალი შუქის პირობებში დიდი მოგების მისაღებად.

ჩვეულებრივ, ატმოსფერული განათების პირობებში, PIN დიოდიდან ფოტო მიმდინარეობა ძალიან დაბალია; ის ინარჩუნებს IC1– ის გამომუშავებას დაბალ დონეზე. როდესაც PIN დიოდი ამოიცნობს ხილულ სინათლეს ან IR- ს ცეცხლიდან, მისი ფოკორდირენტი იზრდება და transimpedance გამაძლიერებელი IC1 გარდაქმნის ამ დენს შესაბამის გამომავალ ძაბვაზე. IC1– დან მაღალი გამომუშავება ააქტიურებს ტრანზისტორ T1– ს და LED1 ანათებს. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ წრემ აღმოაჩინა ხანძარი. როდესაც T1 გადის, მას სჭირდება IC2- ის პინ 12 გადატვირთვა მიწის პოტენციალზე და CD4060 იწყებს რხევას.

IC2 არის ორობითი მრიცხველი, რომელსაც აქვს ათი გამოსავალი, რომელიც მაღლა იწევს სათითაოდ, როდესაც ის იცვლება C1 და R6 გამო. IC2– ის რხევა მითითებულია LED2– ის მოციმციმე. როდესაც IC2– ის გამომავალი Q6 (პინ 4) მაღალი ხდება 15 წამის შემდეგ, T2 ატარებს და ააქტიურებს პიეზო ზუმერს PZ1 და LED3 ასევე ანათებს. სიგნალი კვლავ მეორდება 15 წამის შემდეგ, თუ ხანძარი შენარჩუნებულია.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ ჩართოთ AC სიგნალიზაცია, რომელიც აწარმოებს ხმამაღალ ხმას, PZ1 სარელეო სქემით შეცვლით (აქ ნაჩვენები არ არის). AC სიგნალი გააქტიურებულია ამ მიზნით გამოყენებული რელეს კონტაქტების საშუალებით.

ნაბიჯი 4: სქემატური და განლაგების დიზაინი

PCB PIN– ზე დაფუძნებული ცეცხლის სენსორისთვის შექმნილია EAGLE– ის გამოყენებით. სქემატური და დაფის განლაგება ნაჩვენებია ზემოთ სურათზე.

ნაბიჯი 5: გაგზავნეთ გერბერის ფაილები მწარმოებლისთვის

ჩემი GERBER ფაილების EAGLE– დან ექსპორტის შემდეგ, მე მათ ვტვირთავ LIONCIRCUITS– ზე, რათა ჩემი დაფა დამზადდეს. მე ჩვეულებრივ ვკვეთავ ჩემს PCB– ებს მხოლოდ მათგან. ისინი უზრუნველყოფენ დაბალფასიან პროტოტიპს მხოლოდ 6 დღის განმავლობაში.

ნაბიჯი 6: დამზადებული დაფები

მე მივიღე ჩემი დაფა LIONCIRCUITS– დან და მე გაგიზიარებთ ჩემს გერბერის ფაილებს, თუ ვინმეს დასჭირდება დაფის დამზადება.

ნაბიჯი 7: შეკრება და ტესტირება

ჩემი დაფის კომპონენტებით აწყობის შემდეგ ასე გამოიყურება.

მიკროსქემის ტესტირება მარტივია. ჩვეულებრივ, როდესაც PIN დიოდთან არ არის ცეცხლის ალი, პიეზო ზუზუნი არ ისმის. როდესაც ცეცხლის ალი იგრძნობა PIN დიოდის საშუალებით, პიეზო ზუზუნი განგაშია. მისი აღმოჩენის დიაპაზონი დაახლოებით ორი მეტრია.