Простата ултразвукова пожароизвестителна схема, обяснена по-долу, открива ситуация на опасност от пожар, като улавя вариациите в околните въздушни вълни или въздушната турбуленция. Високата чувствителност на веригата гарантира, че дори и най-малката въздушна турбуленция, създадена от температурна разлика или пожар, бързо се открива и се задейства свързано алармено устройство.

Общ преглед

Конвенционалните датчици за пожар използват различни системи за идентифициране на огън и се предлагат с всякакви сложности.

Обикновена пожароизвестителна система използва a температурен сензор за да усети необичайно дисперсията при висока температура, причинена от пожар.

“какво прави инвертиращият усилвател ”

Не е фундаментално само електронна част като термистор или се използва полупроводниково температурно устройство, но прост материал като нискотемпературна стопяема връзка или биметален температурен превключвател.

Въпреки че простотата на такива типове аларми е предпочитана, тяхната надеждност е под въпрос, тъй като откриването се случва само когато пожарът вече е узрял.

Съществуват по-сложни пожароизвестителни системи, например детектори за дим, които са оборудвани с отделна полупроводникова част, която усеща съществуването на частици дим, горими газове и пари.

Освен това има оптоелектронни пожароизвестителни системи, които се задействат, когато димът под всякаква форма блокира светлинните им лъчи. Такъв тип система за откриване на пожар е публикувана в Hobby Electronics.

Откриване на топлина с помощта на доплер превключване

Нов метод за откриване на пожар ултразвуков звук е описано в тази статия. Носещи същите принципи на работа като известните Ултразвукови аларми за ултразвуково нарушаване на Доплер , тази система за откриване на пожар е изключително чувствителна към турбуленцията във въздуха, в допълнение към движението на твърдия обект.

Топлината от електрически пожар предизвиква огромна турбуленция и задейства алармата. Често фалшивите аларми се задействат поради турбуленцията. В резултат на това този тип пожарна аларма е идеална за дом, въпреки че хората, които живеят в него, често не биха го оценили.

Как се случва звуковата дискриминация

Един недостатък на използването на аларма за кражба на Doppler Shift като пожарна аларма е масивната зона за откриване, която тази единица доставя. По някакъв начин тук това се оказва благодат, защото бързото откриване става възможно, въпреки че пожар започва в малък ъгъл на зоната за откриване.

Стандартният принцип на конвенционалните пожарни аларми е да се откриват пожари, като се игнорират хора, които се катерят из стаята. Това е от решаващо значение, тъй като алармената система е настроена да работи до активиране.

Типична ултразвукова доплерова смяна аларма не успява да направи разлика между хората и турбуленцията. Следователно има по-смисъл системата за пожароизвестяване да използва схема, която управлява малка област на работа.

Аларменият модул може да бъде поставен на място в стаята, където човешкото движение е минимално, но все пак, да може бързо да идентифицира турбуленцията в резултат на пожар.

Системата работи

Основна ултразвукова аларма е оборудвана с две независими вериги, които са свързани чрез едно и също захранване.

По-простата електронна схема действа на предавател, който излъчва еднакви звукови честоти към приемника, което е по-сложната схема.

Блок-схема на пожарната аларма е показана на фигура 1.

Както е описано, предавателната верига работи, за да произвежда ултразвуков звук с помощта на осцилатор и подава сигнала през високоговорител.

Електрическият сигнал се преобразува в звукови вълни от високоговорителя, но хората не могат да ги чуят, тъй като са разположени над слуховия обхват.

Обикновените усилватели на звука не работят добре на ултразвукови честоти поради пиезоелектричния тип на предавател.

Обикновено се включва модератор на изходно ниво, за да може чувствителността на веригата да бъде настроена на правилното ниво.

Приемник

Микрофон в приемника разпознава звуковите вълни от предавателя и ги преобразува обратно в електрически сигнали.

Още веднъж, а специализиран пиезоелектричен преобразувател се използва на приемащия микрофон, тъй като нормалните са неподходящи за работа при високи, особено ултразвукови честоти.

Изключително маневреното състояние на ултразвуков звук причинява проблеми при откриване между микрофона и високоговорителя, в случай че и двете устройства са инсталирани почти едно до друго.

В практическите ситуации уловените сигнали са отражения от стени или мебели в стаята.

Освен това изходът от микрофона е относително нисък и обикновено около 1 mV RMS. И така, вграден е усилвател за повишаване на сигнала до работно ниво.

Обикновено два ултразвукови етапа на усилване се използват минимум при ултразвукова аларма за кражба. Тъй като обаче обсъжданата пожароизвестителна система изисква по-малка чувствителност, така че един етап на усилване е по-подходящ.

Детектор

Следващият раздел на веригата е детектор за амплитудна модулация. В практическа ситуация откритият сигнал е директна 40kHz изходна вълна от предавателя.

Този сигнал се събира по различни пътища и произволно се фазира. Но и двете амплитуди на сигнала и неговите фазови връзки се запазват без никакви промени. По този начин не се генерира изход от генератора на амплитуда при готови ситуации.

Винаги, когато има движение пред детектора или въздухът е турбулентен, целият сценарий се променя.

Известният Доплерова смяна поема отговорност и произвежда люлеене на честотата на сигналите, които се отразяват от обекта в движение или разстройство във въздуха.

Част от комуникирания сигнал се събира или директно, или чрез неподвижни предмети във въздуха, който е устойчив на турбуленцията.

След това две или повече честоти се канализират в амплитудния демодулатор. На този етап фазовата връзка е извън регулацията, тъй като сигналите имат различни честоти.

Ултразвукови вълнови форми

Когато разглеждате диаграмата на формата на вълната на фигура 2 по-долу, представете си, че горната форма на вълната е стандартният сигнал от 40 kHz, а долната форма на сигнала е честотно променяният сигнал. В началото сигналите са фазови или се увеличават и намаляват хомогенно по мащаб, като същевременно се запазва същата полярност.

Фазовите сигнали се сумират в демодулатора, за да генерират огромен изходен сигнал. След това, по време на последователността на формата на вълната, те навлизат в антифазната зона.

Това означава, че сигналите все още нарастват и намаляват равномерно амплитудата си, но сега имат противоположни полярности.

В резултат на това демодулаторът произвежда слаб изходен сигнал, тъй като двата други сигнала се анулират. Но в крайна сметка сигналите се връщат назад, за да бъдат във фаза и освобождават стабилен изход от демодулатора.

В момента, в който веригата се активира, се измерва променящо се изходно ниво от демодулатора.

Честотата на изходния сигнал е същата като дисперсията между двойните входни сигнали.

Това обикновено се наблюдава при ниска аудио честота или дозвукова честота. Без съмнение сигналът от изхода се улавя без усилие, след като усилвателят с високо усилване го подобрява.

Генератор на аларми

След като сигналът се усили, той се използва за управление на стандартна верига на резето, която след като се активира, алармата продължава да избухва, докато системата бъде нулирана. Заключването се управлява от превключващ транзистор, който свързва управляващото напрежение към веригата за откриване на аларма.

Аларменият генератор е изграден с помощта на осцилатор с контролирано напрежение (VCO), модериран от нискочестотен осцилатор.

Формата на вълната на рампата се произвежда от нискочестотния осцилатор и изходът от VCO постепенно ще се увеличава в честотата до върховия си тон.

След това сигналът ще се върне на минималната височина и отново постепенно ще се увеличи честотата. Този цикличен процес продължава и осигурява ефективен алармен сигнал.

Как работи веригата

Пълният чертеж на схемата на ултразвуковата система за откриване на пожар или приемника е изобразен на фигурата по-долу.

КРЕМ НА ПРИЕМНИК : Пунктираните линии се съединяват с захранващите релси на веригата на предавателя отдолу

КРЪГ НА ПРЕДАВАЧ

Предавателят е изграден с помощта на устройство с таймер 7555, IC1. Този CMOS компонент е типът с ниска мощност на 555 таймера.

За този тип генератор на аларми 7555 е идеален в сравнение с 555, тъй като общата консумация на енергия на веригата се поддържа само около 1 mA или по-малко, което допринася за ефективното използване на батерията.

Освен това, 7555 IC се използва в типичен трептящ метод, при който синхронизиращите части R13, RV1 и C7 са избрани специално за генериране на честота от 40 kHz.

Предварителната настройка се регулира, за да генерира изходната честота, която осигурява идеална ефективност от приемащите и предаващите вериги. Предварителната настройка е идентифицирана като RV2 в схемата на схемата.

Приемник

X1 е сензорът за улавяне на сигнала в схемата на приемника и изходът му е свързан към входа на общ усилвател на емитер, проектиран около Q1.

В този момент се поддържа нисък ток на колектора от около 0,1 A, за да се гарантира, че консумацията на енергия на цялата част е ниска.

Обикновено човек би си помислил, че това води до по-малко печалба от подобен усилвател, но като цяло това е повече от достатъчно за съществуващата операция.

Кондензаторът C2 комбинира подобрения изход от Q1 към обичайния AM демодулатор, като използва D1, D2, R3 и C3.

По-късно последващият нискочестотен сигнал се усилва с помощта на втори общ усилвател на излъчвател, разположен на Q2.

Друг таймер IC1 се използва като резе. Противно на нормалната практика, таймерът IC1 се използва в моностабилния подход, който осигурява положителен изходен импулс, ако щифт 2 е намален с 33% от захранващото напрежение.

Обикновено широчината на изходния импулс ще се регулира от двойка синхронизиращ резистор и кондензатор, но тази схема е без тези компоненти.

Вместо това щифтове 6 и 7 на IC1 са свързани към релсата за минусово захранване. Когато се активира, изходът на IC1 се включва и продължава да бъде в това състояние, позволявайки блокиращото действие.

От колектора на транзистор Q2, пин 2 на IC1 е свързан и регулиран на равна половина от захранващото напрежение.

По този начин, в състояние на готовност, IC1 не се активира. В момента, в който блокът е стартиран, напрежението на колектора при Q2 колебае.

Освен това, по време на отрицателните полупериоди, то става по-ниско от праговото напрежение на спусъка. Използвайки превключвател SW1 и вход за нулиране на IC1 до 0V захранващо напрежение, цялата верига може да бъде нулирана.

Компонентът, който се използва за насочване на захранването към алармената верига, когато се активира IC1, е транзистор Q3. От съображения за безопасност R8 действа като резистор, ограничаващ тока.

Алармен сигнал

IC2 е последният чип, който е CMOS 4046BE фазово заключен контур. При този дизайн обаче само VCO частта е от решаващо значение. Фазовият компаратор е подходящо използван, но само като инвертор към алармената верига.

Инверсията на изхода на VCO води до двуфазен изход, който позволява на керамичния резонатор LS1 да получава напрежение от пик до пик е два пъти по-голямо от захранващото напрежение.

В резултат се издава пищящ алармен сигнал. Ако е необходимо, изходът от щифт 4 на IC2 може да бъде подобрен и използван за захранване на стандартен високоговорител. Кондензаторът C6 и резисторът R12 функционират като синхронизиращи части за VCO. Електронните компоненти осигуряват стабилна изходна честота около 2kHz, което е зоната, в която керамичният резонатор достига пикова ефективност.

Модулационният сигнал се генерира от типичен еднопосочен релаксационен осцилатор от транзистор Q4. Това осигурява дивергентна форма на вълната на рампата при 4 kHz.

Как да настроите

Започнете с RV1 в средата и RV2, определен за максимална мощност, която е напълно завъртяна в посока, обратна на часовниковата стрелка.

С помощта на мултицет (ако е наличен), настройте RV2 на минималното му постояннотоково напрежение и го присъединете през R3, тъй като отрицателната сонда е прикрепена към отрицателната захранваща линия.

Включете захранването на устройството и поставете преобразувателите с лице към стена или към всяка гладка повърхност на разстояние около 10 или 20 см.

Когато RV1 се задейства, ще има отчитане или движение на мултиметъра и след това RV1 се настройва, за да достигне максимално възможното отчитане.

Силно се препоръчва да се фиксира проводник през SW1, когато регулирането е направено, тъй като генераторът на аларма е заглушен и изходът му не може да повлияе на измерванията.

В случай, че мултицет е недостъпен, RV1 може да бъде настроен, като се използва методът проба и грешка, за да се открие стойност, която работи за цялата част.

Въпреки че RV2 е добре защитен, аларменият блок все още е чувствителен. Мястото за монтаж трябва да бъде добре планирано за уреда. Добро място би било малко над работната маса на оператора, където има най-голям риск от пожар поради електрическите инструменти и запояващите материали.

Друго предимство на поставянето на устройството по-високо е, защото горещият въздух ще се повиши и улеснява задействането на алармата без рискове от фалшиви сигнали, създадени от хора, които тичат из стаята.

С няколко изпитания може да се постигне подходяща позиция без последици от човешки фактори и стабилна чувствителност за генератора на пожарна аларма.

За да се тества ефективността на позицията на устройството, работещ поялник се поставя под и пред компонента.

Когато се образува достатъчно турбулентен въздух, той трябва да активира алармата. При включване веригата не може да бъде захранена, но това може да бъде незабавно отказано, като SW1 се рестартира.

Ултразвуковата верига за пожароизвестяване не е проектирана с превключвател за закъснение, но присъствието ви зад уреда трябва да се гарантира при работа на SW1. Няма риск, ако извадите ръката си след включване на превключвателя.