Датчик возгорания

November 26, 2010 by admin Комментировать »

В радиолюбительской практике популярны простые и надежные устройства — датчики, реагирующие на изменение каких-либо параметров на входе. Одним из таких устройств является приведенная на рис. 3.51 схема, реагирующая на повышение температуры окружающей среды. Датчиком изменения температуры здесь служит терморезистор R7 (ММТ-4). Момент переключения компаратора, собранного на транзисторе VT1, фиксируется светодиодом VD1, который также выполняет роль индикатора при настройке схемы. Эта схема используется автором как датчик возгорания на даче, в отдельном помещении деревянной бани, в котором установлен электрический нагреватель (ТЭН). При повышении температуры воздуха выше установленного регулировочным переменным резистором R6 предела устройство включает звуковую сигнализацию. Она на схеме не показана, предполагается, что радиолюбитель самостоятельно соберет этот узел.

Контакты реле К1 также можно использовать и для коммутации другой маломощной нагрузки.

Терморезистор на выносных проводах (длиной не более 3 м) помещается непосредственно под потолком деревенской бани (сауны), а сама схема с узлом коммутации — в предбаннике.

Отличительные особенности схемы — простота, недорогие, распространенные детали и высокая надежность работы.

Рис. 3.51.

При температуре среды +18…20°С активное сопротивление термодатчика около 100 кОм. Терморезистор R7 вместе с переменным резистором R6 и резистором R2 образуют делитель напряжения. Напряжение смещения подается на базу транзистора VT1, который используется как компаратор (пороговый выключатель). Пороговое напряжение переключения компаратора равно сумме напряжения смещения светодиода VD1 и напряжения перехода база—эмиттер транзистора VT1. Относительно положительного полюса источника питания порог переключения компаратора равен 2 В. Пока разница потенциалов на выводах терморезистора не станет ниже 10 В, транзистор VT1 будет закрыт. Следовательно, ток в цепи эмиттер-коллектор VT1 отсутствует, светодиод VD1 не горит, напряжение на выводах резистора R1 близко к «0», транзисторы VT2, VT3 закрыты, реле К1 обесточено, нагрузка отключена. Резистор R3 ограничивает ток базы транзистора VT1 и с указанным сопротивлением почти не влияет на порог срабатывания компаратора. Регулировка переменным резистором R6 (чувствительность компаратора) позволяет повысить напряжение на базе VT1 так, чтобы транзистор был все еще закрыт, но находился на грани включения (светодиод очень слабо светится).

При повышении температуры вокруг терморезистора (более 50°С) сопротивление R7 лавинообразно уменьшается. Напряжение на базе транзистора VT1 относительно «минуса» питания падает, и он открывается. Ток через открытый переход коллектор—эмиттер транзистора VT1 и светодиод VD1 обуславливает падение напряжения на резисторе R1.

Через ограничивающий резистор R4 и детектор на диоде VD2 конденсатор С1 быстро заряжается. Диод VD2 также выполняет и другую функцию: он препятствует быстрому разряду конденсатора С1 через резистор R4 при возврате транзистора VT1 в закрытое состояние. Это приводит к задержке выключения сигнала тревоги, делая схему несколько инерционной в режиме выключения, но в итоге такое схемное решение идет только на пользу. Задержка возникает благодаря очень малому току потребления ключа на транзисторах VT2, VT3, включенных по схеме с общим коллектором. Поэтому резистор R5 может иметь очень большое сопротивление, а оксидный конденсатор С1 подходит любой марки на рабочее напряжение не менее 12 В. Начиная с момента заряда конденсатора С1 напряжение с диода VD2 подается на оконечные транзисторы, которые открываются и включают реле. Диод VD3 препятствует обратному току через реле К1 и предотвращает дребезг контактов. Пока светодиод VD1 горит, заряд конденсатора С1 поддерживается открытым транзистором VT1, находящимся в режиме насыщения. И наоборот — когда индикатор VD1 гаснет, конденсатор С1 разряжается, удерживая еще некоторое время составной транзистор в открытом состоянии. Когда напряжение на обкладках конденсатора С1 близко к «О» (режим разряда), тока базы транзистора VT2 оказывается недостаточно для удержания составного транзистора в открытом состоянии и реле отключается.

Схема не содержит дефицитных деталей. Транзистор VT1 необходимо применить с коэффициентом усиления h2l3 более 60. Транзисторы VT2 можно заменить на любые маломощные кремниевые приборы типа КТ315, КТ312, КТ503 с любым буквенным индексом. В качестве реле К1 применяется маломощное реле, уверенно срабатывающее при напряжении 7…10 В. Это могут быть приборы РЭС15, РЭС10 (паспорт РС4.524.302), РЭС48А (паспорт РС45.902.16). Переменный резистор R6 — многооборотный типа СП5-2БВ, СП5-3 или аналогичный. Остальные резисторы типа МЛТ-0,25. Устройство стабильно работает при напряжении питания 9…14 В, полученным от стабилизированного трансформаторного источника. Ток, потребляемый от источника питания, составляет 5 и 30 мА при нормальной и повышенной температуре соответственно. Он обусловлен в основном током потребления реле К1.

Элементов схемы так мало, что автор не разрабатывал печатную плату, а смонтировал устройство на монтажной плате.

Настройка пожарного датчика сводится к точной регулировке чувствительности компаратора переменным резистором R6 таким образом, чтобы светодиодный индикатор VD2 не светился при самой высокой естественной температуре окружающей среды вашей климатической зоны. Настройку следует производить с обычным термометром в руках.

Сначала отрегулируйте сопротивление R7 так, чтобы загорелся светодиод, при этом реле включится (вы услышите щелчок). Затем вращайте движок R7 в обратную сторону до выключения реле и погасания светодиода. Реле должно оставаться во включенном состоянии еще 2…3 минуты после того, как погаснет светодиодный индикатор. При необходимости можно сократить или увеличить время задержки выключения, соответственно, уменьшив или увеличив емкость конденсатора С1. Отметив порог переключения компаратора, нагрейте датчик R7 до температуры 80…90°С (приблизив к открытому пламени зажигалки — металлический корпус терморезистора позволяет проводить такие опыты). Светодиод должен вновь загореться, а реле включиться. Далее с помощью проверенного термометра добиваются более точной регулировки порога срабатывания схемы, нагревая помещение бани-сауны штатным ТЭНом и следя за температурой.

Терморезистор ММТ-4 помещается в алюминиевую трубочку внутренним диаметром 5 мм и длиной 50 мм. К стенкам трубочки терморезистор приклеивают несколькими каплями клея типа «Супер-момент-гель», предварительно изолировав выводы пластиковыми трубочками с термоусадкой. Соединительные провода от термодатчика удобно монтировать внутри гибкого алюминиевого витого шланга от душа (пропустив провода внутрь). Экранировать проводку не обязательно. Собранный таким образом термодатчик монтируют к потолку помещения бани-сауны, куда естественным образом уходит все тепло. Место закрепления термодатчика желательно выбрать над нагревательным ТЭНом.

При невозможности найти терморезистор ММТ-4 нужного сопротивления, можно воспользоваться менее точным способом, применив в качестве R7 термодатчик закипания воды в радиаторе отечественного легкового автомобиля (например, в автомобиле ВАЗ 21061). Такие датчики управляют принудительным включением вентилятора радиатора.

Данный датчик пожара можно использовать и в жилом помещении.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты