ИК-индикатор насыщенности горения камина

October 13, 2012 by admin Комментировать »

   Камины на натуральном древесном сырье и банные печи на даче всем хороши, но периодически за ними надо следить: подбрасывать дрова, контролировать горение. Заменить человеческий, хозяйский взгляд может не только гувернантка, но и электронное устройство, сигнализирующее об уменьшении пламени в печи (топке). Я опытным путем установил, что инфракрасные сигнализаторы, оказывается, реагируют даже на горящую спичку. ИК-спектр присутствует в пламени. Именно это знание послужило импульсом для разработки устройства. При ярком пламени на расстоянии до 1,5 м от очага огня сигнализатор «молчит». Как только печь или камин тухнет, появляется звуковой сигнал. Собрать такое устройство несложно (см. электрическую схему на рис. 2.6) даже радиолюбителю без особого опыта, а удовольствия и гордости перед домочадцами не избежать.

   Наиболее дорогостоящая деталь – инфракрасный (далее – ИК) детектор (стоит порядка 80 руб.). Но его можно совершенно бесплатно взять из приемника дистанционного управления (ДУ), уста новленного в телевизоре. Такими детекторами начали комплектовать цветные телеприемники еще в конце 80-х гг. прошлого века, подойдет и взятый оттуда детектор (сама плата приемника ДУ не нужна). В современных моделях телевизоров также установлены подобные ИК-детекторы – и они сгодятся для данной конструкции.

   

   Рис. 2.6. Электрическая схема электронного сигнализатора

   Напряжение питания устройства в диапазоне 5-7 В связано с техническими характеристиками ИК-детектора. Напряжение питания можно повысить, к примеру до 12 В, добавив в схему простейший ограничитель-стабилизатор, состоящий из стабилитрона КС556А (или аналогичного, к примеру BZX55C) и включенного последовательно с ним ограничительного резистора сопротивлением 0,82-1 кОм. Анод стабилитрона подключают к общему проводу, а точку соединения стабилитрона (катод) и резистора – к выводу 2 датчика IF1. При этом напряжение питания подают к ограничительному резистору (см. рис. 2.6 внизу). Ток потребления устройства не превышает 25 мА, 20 мА из которых «забирает» звуковой капсюль.

   Оксидный конденсатор С1 сглаживает помехи по питанию. Нормальное состояние чувствительного ИК-детектора – небольшой высокий уровень на выходе (вывод 3 IF1). Если в зоне «ответственности» детектора присутствует ИК-сигнал, на выводе 3 детектора присутствуют отрицательные импульсы. Неполярный конденсатор С2 служит для уменьшения влияния случайных и посторонних помех. Он особенно необходим тогда, когда в том же помещении (к примеру, сигнализатор установлен в гостиной и контролирует работу камина) есть радиоаппаратура, управляемая пультами дистанционного управления (как правило, они используют ИК-спектр для передачи сигнала на расстояние). Если устройство применяется в бане (и там, где подобные помехи маловероятны, С2 целесообразно исключить из схемы). Отрицательные импульсы небольшой амплитуды недостаточны для управления звуковым (и даже световым) сигнализатором или реле. Поэтому, проходя пиковый детектор на элементах Rl, VD1, они поступают на затвор полевого транзистора VT1, выполняющего роль усилителя тока. Транзистор управляет звуковым капсюлем со встроенным генератором звуковой частоты (ЗЧ) – НА1.

   Устройство в налаживании не нуждается. Оксидный конденсатор СЗ в данной схеме является элементом, обеспечивающим задержку выключения звука. Это нужно для того, чтобы сигнализатор не реагировал на мерцание пламени или кратковременное уменьшение горения. Так удалось добиться того, что «тревожная сигнализация» зазвучит только по делу, когда пламя будет затухать, и не потревожит хозяина ложной тревогой. Чем больше емкость конденсатора СЗ, тем большую инерцию включения сигнализации удастся достигнуть. В очень небольших пределах чувствительность устройства можно регулировать, изменяя сопротивление постоянного резистора R1.

   ИК-детектор можно заменить на TSOP1736CB1 или аналогичный. Выводы по порядку считают, обратив детектор выпуклой стороной к себе. У прибора TSOP1736CB1 1 и 2 выводы расположены рядом, затем через 2 мм от второго идет уже третий. Переполюсовка включения детектора не допускается.

   Оксидные конденсаторы типа К50-29 или аналогичные. Полевой транзистор можно заменить на BS170, КП5406 BUZ11, IRF510, IRF540 или аналогичные. Все постоянные резисторы типа MF-25. Диод VD1 можно заменить на КД522, Д220, КД503 с любым буквенным индексом или зарубежный аналог 1N4148. Звуковой капсюль НА1 со встроенным генератором ЗЧ любой на напряжение 3-6 В, к примеру TR-1203Y. Капсюль обязательно включать в указанной на схеме полярности. Вместо него или параллельно с ним можно включить даже слаботочное электромагнитное реле с напряжением питания 5 В, к примеру TRU-5VDC-SB-SL. Такое решение может быть полезно на перспективу (см. ниже).

   Включателем SB1 всегда можно выключить сигнализатор по окончании процедуры топки камина.

   Элементов в схеме столь мало, что печатную плату я не разрабатывал, применил стандартную перфорированную «заготовку» с металлизированными отверстиями под выводы, а межэлементные соединения сделал с помощью провода МГТФ-0,6. На рис. 2.7 представлено фото в корпусе готового сигнализатора (внизу устройства -капсюль-сигнализатор НА1).

   

   Рис. 2.7 Готовый сигнализатор в корпусе

   Устройство хорошо реагирует на открытое пламя; на расстоянии до 50 см сигнализатор срабатывает даже на зажженную спичку. Из этого можно сделать простой вывод о том, что на основе предложенного устройства можно в перспективе изготовить сигнализатор пожара. Принцип срабатывания тот же – открытое пламя, причем днем эффективность работы сигнализатора та же, что и ночью, ведь устройство реагирует не на свет, не на тепло, не на мерцание языков пламени, а на инфракрасную составляющую в спектре огня, а она со сменой времени суток не изменяется. Особенно такое решение может стать актуальным вне помещений, на открытых пространствах, в лесах, в поселках, на улице (в этих местах обычный пожарный датчик, реагирующий на задымление, практически бесполезен). Во всех случаях, когда требуется управлять мощной нагрузкой (с током до 6 А в сети 220 В), ее потребуется подключить через реле, к примеру нагрузкой может быть погружной (в колодец) водяной насос. Отличные результаты в процессе эксперимента получены при воздействии на датчик излучением светодиода оптической компьютерной мыши, а также «лазерной» китайской ручки-указки. Последний вариант настолько хорош (из-за концентрации лазерного пучка), что ИК-датчиком, представленным здесь, можно управлять на расстоянии до 1 км.

   А вот, к примеру, на фотовспышку с применением импульсной лампы ИФК-120 (и миниатюрные вспышки, встроенные в современные фотоаппараты) реакции устройства нет.

   Прибор может быть также полезен для контроля работы любых пультов дистанционного управления («ловит» как прямой, так и отраженный от стен помещения «невидимый» человеку луч), для поиска неисправностей и контроля работы компьютерной периферии и сотовых телефонов – имеющих ИК-порт, для «мониторинга» помещения, хранилища, в котором могут быть установлены невидимые человеку средства сигнализации, срабатывающие при пересечении инфракрасного луча (как в фильмах про агента «007»), и во многих других случаях. Благодаря предложенному устройству можно проверять работоспособность полевых транзисторов (включая их вместо VT1), ИК-детекторов (аналогично). При воздействии на устройство МК-лучей от ПДУ сигнализатор издает прерывистые звуки. По простоте сборки устройство не имеет аналогов. На его основе можно собрать и другие электронные устройства, дополнив первоначальное небольшими доработками.

   

Литература: Кашкаров А. П. Электронные устройства для уюта и комфорта.

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