Litar penggera kebakaran ultrasonik sederhana yang dijelaskan di bawah ini mengesan keadaan bahaya kebakaran dengan mengambil variasi gelombang udara di sekitarnya, atau pergolakan udara. Sensitiviti litar yang tinggi memastikan bahawa walaupun sedikit pergolakan udara yang disebabkan oleh perbezaan suhu atau kebakaran cepat dikesan dan alat penggera terpasang dibunyikan.

Gambaran keseluruhan

Sensor kebakaran konvensional menggunakan pelbagai sistem untuk mengenal pasti kebakaran, dan mereka dilengkapi dengan pelbagai kerumitan.

Sistem penggera kebakaran biasa menggunakan a Pengesan suhu untuk merasakan varians suhu tinggi yang luar biasa disebabkan oleh kebakaran.

“Pengawal motor ac 3 fasa ”

Tidak mendasar bahawa hanya bahagian elektronik seperti a termistor atau alat suhu semikonduktor digunakan, tetapi bahan sederhana seperti pautan fusible suhu rendah atau suis suhu bimetal.

Walaupun kesederhanaan jenis penggera seperti itu lebih disukai, kebolehpercayaannya dipersoalkan kerana pengesanan hanya berlaku apabila kebakaran telah matang.

Terdapat sistem penggera kebakaran yang lebih kompleks, seperti pengesan asap yang dilengkapi dengan bahagian semikonduktor yang berbeza yang merasakan adanya zarah asap, gas dan wap yang mudah terbakar.

Selain itu, ada optoelektronik sistem penggera kebakaran yang dicetuskan apabila asap dari sebarang bentuk menyekat pancaran cahaya mereka. Jenis sistem pengesanan kebakaran seperti ini diterbitkan di Hobby Electronics.

Pengesanan Panas Menggunakan Doppler Shift

Kaedah baru menggunakan pengesanan kebakaran bunyi ultrasonik dijelaskan dalam artikel ini. Mempunyai prinsip operasi yang sama dengan yang terkenal Penggera penyusup ultrasonik Doppler Shift , sistem pengesanan kebakaran ini sangat sensitif terhadap pergolakan di udara, selain gerakan objek padat.

Haba dari api elektrik menghasilkan pergolakan besar dan mencetuskan penggera. Selalunya, penggera palsu dimatikan kerana pergolakan. Akibatnya, penggera kebakaran jenis ini sangat sesuai untuk kediaman walaupun orang yang tinggal di dalamnya sering tidak menyukainya.

Bagaimana Diskriminasi Bunyi Berlaku

Satu kelemahan menggunakan penggera pencuri Doppler Shift sebagai penggera kebakaran adalah kawasan pengesanan besar-besaran yang diberikan oleh unit ini. Entah bagaimana, di sini ternyata menjadi kebaikan kerana pengesanan cepat menjadi mungkin walaupun kebakaran bermula di sudut kecil kawasan pengesanan.

Prinsip standard penggera kebakaran konvensional adalah untuk mengesan kebakaran sambil mengabaikan orang yang berebut-rebut di sekitar bilik. Ini sangat penting kerana sistem penggera diatur untuk berjalan sehingga diaktifkan.

Penggera Doppler Shift ultrasonik biasa gagal membezakan antara orang dan pergolakan. Oleh itu, lebih masuk akal untuk sistem penggera kebakaran menggunakan litar yang mengatur kawasan operasi kecil.

Unit penggera dapat ditempatkan di lokasi di dalam ruangan di mana gerakan manusia sangat minimum, namun tetap dapat dengan cepat mengenali pergolakan yang disebabkan oleh kebakaran.

Sistem berfungsi

Penggera ultrasonik asas dilengkapi dengan dua litar bebas yang disambungkan melalui bekalan kuasa yang sama.

Litar elektronik yang lebih sederhana bertindak pemancar yang memancarkan frekuensi bunyi yang seragam ke penerima, yang merupakan litar yang lebih rumit.

Gambarajah blok penggera kebakaran ditunjukkan dalam Rajah 1.

Seperti yang dijelaskan, litar pemancar berfungsi menghasilkan bunyi ultrasonik menggunakan pengayun dan memberi isyarat melalui pembesar suara.

Isyarat elektrik diubah menjadi gelombang bunyi oleh pembesar suara, tetapi manusia tidak dapat mendengarnya kerana mereka berada di atas jarak pendengaran.

Penguat bunyi biasa tidak berfungsi dengan baik pada frekuensi ultrasonik kerana jenis transduser pemancar Piezoelektrik.

Biasanya, moderator tahap output disertakan sehingga kepekaan litar dapat disesuaikan dengan tahap yang tepat.

Penerima

Mikrofon pada penerima mengesan gelombang bunyi dari pemancar dan menukarnya menjadi isyarat elektrik.

Sekali lagi, a transduser Piezoelektrik khas digunakan pada mikrofon penerima kerana yang normal tidak sesuai untuk beroperasi pada tahap tinggi, terutama frekuensi ultrasonik.

Keadaan manuver ultrasonik yang sangat bermanuver menyebabkan masalah pengesanan antara mikrofon dan pembesar suara sekiranya kedua-dua peranti dipasang hampir bersebelahan.

Dalam situasi praktikal, isyarat yang diambil adalah pantulan dari dinding atau perabot di dalam bilik.

Lebih-lebih lagi, output dari mikrofon agak rendah dan biasanya sekitar 1 mV RMS. Jadi, penguat digabungkan untuk meningkatkan isyarat ke tahap kerja.

Biasanya, dua tahap penguatan tinggi digunakan minimum dalam penggera pencuri ultrasonik. Walau bagaimanapun, kerana sistem penggera kebakaran yang dibincangkan memerlukan kepekaan yang lebih rendah, maka satu tahap penguatan lebih sesuai.

Pengesan

Bahagian litar seterusnya adalah pengesan modulasi amplitud. Dalam keadaan praktikal, isyarat yang dikesan adalah gelombang output 40kHz langsung dari pemancar.

Isyarat ini dikumpulkan menggunakan pelbagai jalan dan secara bertahap. Tetapi, kedua-dua amplitud isyarat dan hubungan fasa dipelihara tanpa sebarang perubahan. Oleh itu, tidak ada output yang dihasilkan dari penjana amplitud dalam keadaan siap.

Setiap kali ada gerakan di hadapan pengesan atau udara bergelora, keseluruhan senario berubah.

Yang terkenal Doppler Shift mengambil alih daya dan menghasilkan ayunan frekuensi pada isyarat yang dipantulkan dari objek yang sedang bergerak atau gangguan di udara.

Sebahagian daripada isyarat yang dikomunikasikan dikumpulkan sama ada secara langsung atau menggunakan barang yang tidak bergerak melalui udara yang tahan terhadap pergolakan.

Selepas itu, dua atau lebih frekuensi disalurkan ke demodulator amplitud. Pada tahap ini, hubungan fasa di luar peraturan kerana isyaratnya mempunyai frekuensi yang berbeza-beza.

Bentuk Gelombang Ultrasonik

Apabila melihat rajah bentuk gelombang dalam Rajah 2 di bawah, bayangkan bahawa bentuk gelombang atas adalah isyarat 40 kHz standard dan bentuk gelombang bawah adalah isyarat yang diubah frekuensi. Pada mulanya, isyarat berada dalam fasa atau mereka meningkat dan menurun secara homogen dalam skala sambil mengekalkan kekutuban yang sama.

Isyarat dalam fasa dijumlahkan di dalam demodulator untuk menghasilkan isyarat output yang besar. Selepas itu, semasa urutan bentuk gelombang, mereka memasuki zon anti-fasa.

Ini bermaksud isyarat masih meningkat dan menurunkan amplitud mereka secara seragam tetapi kini mempunyai polariti yang berlawanan.

Akibatnya, demodulator menghasilkan isyarat output yang lemah kerana dua isyarat lain saling membatalkan. Tetapi pada akhirnya, isyarat melompat kembali ke dalam fasa dan mengeluarkan output yang kuat dari demodulator.

Semasa litar diaktifkan, tahap output yang berubah dari demodulator diukur.

Kekerapan isyarat output adalah sama dengan varians antara isyarat input berganda.

Ini biasanya dilihat pada frekuensi audio rendah atau frekuensi subsonik. Tanpa keraguan, isyarat dari output ditangkap dengan mudah setelah penguat keuntungan tinggi meningkatkannya.

Penjana Penggera

Setelah isyarat diperkuat, ia digunakan untuk mengendalikan litar kait standard yang setelah diaktifkan, penggera terus menyala hingga sistem diset semula. Operasi penguncian diatur oleh transistor pensuisan yang menghubungkan voltan kawalan ke litar pengesanan penggera.

Penjana penggera dibina menggunakan Voltage Controlled Oscillator (VCO) yang dimoderatori oleh pengayun frekuensi rendah.

Bentuk gelombang tanjakan dihasilkan oleh pengayun frekuensi rendah dan output dari VCO secara beransur-ansur akan meningkat dalam frekuensi hingga puncaknya.

Kemudian, isyarat akan kembali ke nada minimum dan secara beransur-ansur meningkatkan frekuensi lagi. Proses kitaran ini berterusan dan memberikan isyarat penggera yang cekap.

Bagaimana Litar Berfungsi

Lukisan litar lengkap sistem pengesanan kebakaran ultrasonik atau penerima, digambarkan dalam gambar di bawah.

LITAR PENERIMA : Garisan putus-putus bergabung dengan rel bekalan litar pengangkut di bawah

LITAR PENGANGKUTAN

Pemancar dibina menggunakan peranti pemasa 7555, IC1. Komponen CMOS ini adalah jenis kuasa rendah pemasa 555.

Untuk penjana penggera jenis ini, 7555 sangat ideal berbanding dengan 555 kerana penggunaan kuasa litar dikekalkan hanya sekitar 1mA atau kurang, yang menyumbang kepada penggunaan tenaga bateri yang cekap.

Lebih-lebih lagi, IC 7555 digunakan dalam metode berayun khas di mana bahagian masa R13, RV1 dan C7 dipilih khas untuk menghasilkan frekuensi 40 kHz.

Pratetap diatur untuk menghasilkan frekuensi output yang memberikan kecekapan ideal dari rangkaian penerimaan dan penghantaran. Pratetap dikenal pasti sebagai RV2 dalam skema litar.

Penerima

X1 adalah sensor penangkap isyarat di litar penerima, dan outputnya disambungkan ke input penguat pemancar biasa yang dirancang di sekitar Q1.

Pada ketika ini, arus pemungut rendah sekitar 0.1 A dikekalkan untuk memastikan penggunaan kuasa keseluruhan bahagian rendah.

Biasanya, seseorang akan menganggap ini menyebabkan lebih sedikit keuntungan dari penguat seperti ini, tetapi secara keseluruhan, ini lebih daripada cukup untuk operasi yang ada.

Kapasitor C2 menggabungkan output yang dipertingkatkan dari Q1 ke demodulator AM biasa dengan menggunakan D1, D2, R3 dan C3.

Kemudian, isyarat frekuensi rendah akibatnya ditingkatkan menggunakan penguat pemancar biasa kedua yang terletak di Q2.

Pemasa IC1 lain digunakan sebagai kait. Berbeza dengan amalan biasa, pemasa IC1 digunakan dalam pendekatan monostable yang memberikan denyut output positif jika pin 2 dikurangkan sebanyak 33% dari voltan bekalan.

Biasanya, lebar denyut keluaran akan diatur oleh sepasang perintang dan kapasitor masa, tetapi litar ini tanpa komponen tersebut.

Sebaliknya, pin 6 dan 7 dari IC1 dihubungkan ke rel bekalan tolak. Apabila diaktifkan, output IC1 dihidupkan dan terus berada dalam keadaan itu, memungkinkan tindakan mengunci.

Dari pengumpul transistor Q2, pin 2 dari IC1 disambungkan dan diatur hingga sama dengan separuh voltan bekalan.

Oleh itu, dalam keadaan bersedia, IC1 tidak diaktifkan. Sebaik sahaja unit dimulakan, voltan pengumpul pada Q2 berayun.

Lebih-lebih lagi, semasa separuh kitaran negatif, ia menjadi lebih rendah daripada voltan ambang pencetus. Dengan menggunakan suis operasi SW1 dan input semula voltan bekalan IC1 hingga 0V, litar lengkap dapat diset semula.

Komponen yang digunakan untuk menyalurkan daya ke litar penggera ketika IC1 diaktifkan adalah transistor Q3. Atas sebab keselamatan, R8 bertindak sebagai perintang penghad semasa.

Isyarat penggera

IC2 adalah cip terakhir, yang merupakan gelung terkunci fasa CMOS 4046BE. Walau bagaimanapun, dalam reka bentuk ini, hanya bahagian VCO yang penting. Pembanding fasa digunakan dengan tepat tetapi hanya sebagai penyongsang ke litar penggera.

Pembalikan output VCO menghasilkan output dua fasa yang membolehkan resonator seramik LS1 menerima voltan puncak ke puncak adalah dua kali ganda dari voltan bekalan.

Hasilnya, isyarat penggera yang menjerit dihasilkan. Sekiranya diperlukan, output dari pin 4 dari IC2 dapat ditingkatkan dan digunakan untuk memberi tenaga pada pembesar suara standard. Kapasitor C6 dan perintang R12 berfungsi sebagai bahagian masa untuk VCO. Komponen elektronik memberikan frekuensi output yang stabil sekitar 2kHz yang merupakan zon di mana resonator seramik mencapai kecekapan puncak.

Isyarat modulasi dihasilkan oleh pengayun relaksasi unjungsi khas dari transistor Q4. Ini memberikan bentuk gelombang tanjakan yang berbeza pada 4 kHz.

Cara Menyiapkan

Mulailah dengan RV1 di titik tengah dan RV2 ditentukan untuk output maksimum yang dipusingkan sepenuhnya ke arah lawan jam.

Dengan menggunakan multimeter (jika ada), tetapkan RV2 ke voltan DC minimumnya dan gabungkan di seberang R3 kerana probe negatif dilampirkan ke saluran bekalan negatif.

Hidupkan kuasa unit dan letakkan transduser menghadap ke dinding atau permukaan licin dengan jarak sekitar 10 atau 20 cm.

Apabila RV1 digerakkan, akan ada bacaan atau pergerakan pada multimeter, dan kemudian RV1 disesuaikan untuk mencapai pembacaan semaksimum mungkin.

Sangat disarankan untuk memasang konduktor melintasi SW1 ketika peraturan dilakukan kerana penjana penggera dibungkam, dan outputnya tidak dapat mempengaruhi pengukuran.

Sekiranya multimeter tidak tersedia, RV1 dapat disetel dengan menggunakan pendekatan percubaan dan kesalahan untuk mencari nilai yang berfungsi untuk keseluruhan bahagian.

Walaupun RV2 dilindungi dengan baik, unit penggera masih sensitif. Lokasi pemasangan mesti dirancang dengan baik untuk unit. Tempat yang baik adalah sedikit di atas meja kerja pengendali di mana risiko kebakaran tertinggi berlaku kerana alat elektrik dan bahan pematerian.

Kelebihan lain untuk meletakkan unit lebih tinggi adalah kerana udara panas akan naik dan menjadikannya lebih mudah untuk mencetuskan penggera tanpa risiko adanya isyarat palsu yang dibuat oleh orang yang berkeliaran di dalam bilik.

Dengan beberapa percubaan, kedudukan yang sesuai tanpa akibat faktor manusia dan kepekaan yang stabil dapat dicapai untuk penjana penggera kebakaran.

Untuk menguji keberkesanan kedudukan unit, besi pemateri kerja diletakkan di bawah dan di hadapan komponen.

Apabila udara bergelora yang mencukupi dihasilkan, ia harus mengaktifkan penggera. Semasa menghidupkan, litar tidak dapat dihidupkan tetapi ini dapat segera ditolak dengan meletakkan semula SW1.

Litar penggera kebakaran ultrasonik tidak dirancang dengan suis on-delay tetapi kehadiran anda di belakang unit mesti dipastikan semasa mengendalikan SW1. Tidak ada risiko jika anda melepaskan tangan anda setelah menggunakan suis.