PIN диодқа негізделген өрт сенсоры: 4 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Бұл өртті анықтаған кезде дабылды қосатын PIN -диодқа негізделген өрт сенсоры. Термисторға негізделген өрт сигнализациясының кемшілігі бар; дабыл тек термисторды жақын жерде қыздырса ғана қосылады. Бұл тізбекте сезімтал PIN диоды өрттің ұзын диапазоны үшін өрт сенсоры ретінде қолданылады.

Ол 430нм - 1100нм диапазонында көрінетін жарық пен инфрақызыл сәулені (ИҚ) анықтайды. Өрттен көрінетін жарық пен инфрақызыл сенсорды дабылды қосу үшін оңай қосады. Ол сондай -ақ электр сымдарынан ұшқындарды анықтайды, егер олар жалғаса берсе, ол дабыл береді.

1 -қадам: бөлшектер тізімі

Жартылай өткізгіштер:

_ IC1 (CA3140 оп-амп);

_ IC2 (CD4060 есептегіші);

_ T1, T2 (BC547 npn транзисторы);

_ LED1, LED2, LED3, (5мм светодиод);

_ D1 (BPW34 PIN фотодиод)

Резисторлар (барлығы 1/4 ватт, ± 5% көміртегі):

_ R1, R5, R6 (1 мега-ом);

_ R2, R3 (1 кило-ом);

_ R4, R7, R8 (100 Ом)

Конденсаторлар:

_ C1 (0, 22 мкФ керамикалық диск)

Әр түрлі:

_ BATT.1 (9, 0В батарея);

_ PZ1 (пьезо -дыбыстық сигнал)

Сонымен, BPW34 PIN диоды тізбекте жарық және ИҚ сенсоры ретінде қолданылады. BPW34-бұл анод (A) және катод (K) бар 2 істікшелі фотодиод. Анодтың ұшын фотодиодтың үстіңгі жазық бетінен оңай анықтауға болады. Жіңішке сым қосылған шағын дәнекерлеу нүктесі - анод, ал екіншісі - катодтық терминал.

BPW34-бұл кішкентай PIN фотодиод немесе мини күн батареясы, сәулесі сезімтал беті бар, ол 900 нм жарық әсер еткенде тұрақты токтың 350 мВ тұрақты кернеуін шығарады. Ол табиғи күн сәулесіне, сондай -ақ өрттен жарыққа сезімтал. Бұл жарық сенсоры ретінде қолдануға өте ыңғайлы. BPW34 фотодиодын нөлдік және кері бұрмаланған күйлерде қолдануға болады. Жарық түскенде оның кедергісі төмендейді.

2 -қадам: схема

PIN-диодқа негізделген өрт сенсорының схемасы 3-суретте көрсетілген. Ол 9В аккумулятордың, BPW34 (D1) PIN диодының, CA3140 (IC1) оп-амперінің, CD4060 есептегішінің (IC2), BC547 (T1 және T2) транзисторларының айналасында салынған.), пьезо -дыбыстық сигнал (PZ1) және бірнеше басқа компоненттер.

Схемада BPW34 PIN фотодиоды фото токты оп-амп кірісіне беру үшін кері ауытқу режимінде IC1 оп-амперінің инвертті және инверттелмейтін кірістеріне қосылады. CA3140-бұл MOSFET кірістері мен биполярлық шығысы бар 4,5 МГц BiMOs оп-ампі, кіріс тізбегіндегі қақпадан қорғалған MOSFET (PMOS) транзисторлары өте жоғары кіріс кедергісін қамтамасыз етеді, әдетте шамамен 1,5 Т Ом. IC шығыс күйін жоғары немесе төменге өзгерту үшін 10pA -ға дейінгі өте төмен кіріс токын қажет етеді. Тізбекте IC1 ток кернеуі түрлендіргіші ретінде әрекет ету үшін трансимпеданс күшейткіші ретінде қолданылады. IC1 PIN диодында пайда болатын фото токты оның шығысындағы сәйкес кернеуге күшейтеді және түрлендіреді. Инверсияланбаған кіріс жерге және фотодиодтың анодына қосылады, ал инверттік кіріс PIN-диодтан фото ток алады.

3 -қадам: Схеманың жұмысы

Үлкен мәнді кері байланыс резисторы R1 трансимпеданс күшейткішінің пайдасын орнатады, себебі ол конфигурацияда. Жерге инверттелмейтін кірістің қосылуы фотодиод үшін төмен импеданс жүктемесін қамтамасыз етеді, бұл фотодиод кернеуін төмендетеді.

Фотодиод фотоэлектрлік режимде жұмыс істейді, сыртқы ауытқуы жоқ. Оп-амптың кері байланысы фотодиодты R1 арқылы кері токқа тең ұстайды. Бұл фотоэлектрлік режимде фотодиодқа байланысты кіріс ығысу кернеуі өте төмен. Бұл үлкен шығыс офсет кернеусіз үлкен пайдаға мүмкіндік береді. Бұл конфигурация аз жарық жағдайында үлкен пайда алу үшін таңдалады. Әдетте қоршаған орта жарық жағдайында PIN -диодтан фототок өте төмен болады; ол IC1 шығарылымын төмен ұстайды. PIN -диод өрттен көрінетін жарықты немесе ИҚ -ны анықтаған кезде, оның фото тогы ұлғаяды және IC1 трансимпеданс күшейткіші бұл токты тиісті шығыс кернеуіне түрлендіреді. IC1 -ден жоғары шығу T1 транзисторын және LED1 жарқылын қосады. Бұл тізбектің өртті анықтағанын көрсетеді. T1 өткізгенде, IC2 -дің 12 -ші қалпына келтіру түйреуішін жер әлеуетіне қайтарады және CD4060 тербелісті бастайды.

IC2 - бұл он шығысы бар екілік санауыш, ол C1 мен R6 әсерінен тербеліс кезінде бірінен соң бірі жоғары айналады. IC2 тербелісі LED2 жыпылықтауымен көрсетіледі. IC2 Q6 шығысы (түйреуіш 4) 15 секундтан кейін жоғары көтерілгенде, T2 PZ1 пьезо -дыбыстық сигналын шығарады және іске қосады, сонымен қатар LED3 жарқырайды. 15 секундтан кейін дабыл қайтадан қайталанады. Сондай -ақ, PZ1 -ді релелік схемаға ауыстыру арқылы қатты дыбыс шығаратын айнымалы ток сигналын қосуға болады (мұнда көрсетілмеген). Айнымалы ток дабылы осы мақсатта қолданылатын реле контактілері арқылы қосылады.

4 -қадам: Құрылыс және тестілеу

PIN -диодқа негізделген өрт датчигіне арналған бір жақты ПХД 4 -суретте және оның компоненттерінің орналасуы 5 -суретте көрсетілген. ПХД -ны BPW34 PIN диодын артқы жағына оңай қосуға болатындай етіп кішкене қорапқа салыңыз. қорап. PIN -диодты қолайлы жерге орнатыңыз және оған қалыпты жарық/күн сәулесі түспейтіндей етіп жабыңыз.

Схеманы тексеру қарапайым. Әдетте, PIN диодының жанында от жалыны болмаған кезде, пьезо -дыбыстық сигнал шықпайды. PIN диодының көмегімен жалын сезілгенде, пьезо -дыбыстық сигнал дабыл береді. Оны анықтау диапазоны шамамен екі метр. Ол сондай-ақ қысқа тұйықталу салдарынан электр сымындағы ұшқындарды анықтай алады.