Розробка схеми електричної принципової детектора диму
В даній роботі розроблений детектор диму, який працює в ІЧ області спектру. Загальна схема пристрою складається з чотирьох основних блоків:оптоелектронного датчика диму, тригера Шмітта та двох генераторів.
Схема детектора диму реалізована на таких елементах: світлодіоді VD1, фотодіоді VD2, та двох резисторах R1 та R2. Світлодіод VD1 і фотодіод VD2 працюють в інфрачервоній області спектра. Випромінювання від світлодіода проходить через зазор між трубками і освітлює фотодіод VD2. Фотодіод відкривається, і на його катоді виникає позитивна напруга. Струм, що тече через фотодіод буде максимальним у тому випадку, коли між світлодіодом і фотодіодом прозоре середовище. Якщо з яких-небудь причин прозорість повітря погіршується (поява диму, пил), то зменшується освітленість фотодіода VD2. Струм через фотодіод зменшується, і напруга на його катоді теж зменшується.
Наступним узагальненим блоком є тригер Шмідта. Цей блок складається з п’яти резисторів: R3, R4, R5, R6, R7, операційного підсилювача DA1, та світлодіода VD3. Коли фотодіод відкривається, на його катоді виникає позитивна напруга, яка поступає на інвертуючий вхід операційного підсилювача DA1. На другий вхід підсилювача з виводу змінного резистора R4 поступає опорна напруга. Цим резистором встановлюють чутливість. За відсутності в повітрі диму або пилу напруга на катоді фотодіода перевищує напругу, що знімається з змінного резистора R4, тому на виході операційного підсилювача DA1 напруга близька до нуля. При цьому світлодіод VD1 не світиться. Якщо з яких-небудь причин прозорість повітря погіршується (поява диму, пил), то зменшується освітленість фотодіода. Струм через фотодіод зменшується, і напруга на його катоді теж зменшується і стає менше напруги на R4. Напруга на виході операційного підсилювача DA1 стає близькою до напруги живлення. Світлодіод VD1
починає світитись, цим самим сигналізуючи про появу диму чи пилу в приміщенні.
Наступним структурним блоком загальної схеми пристою є генератори.
Генератор 1 реалізований на наступних елементах: резисторах R10, R11, конденсаторі C2, та двох логічних елементах І-НІ DD1.1, DD1.2. Генератор 2 складається з резисторів R12, R13, логічничних елементів DD1.3, DD1.4, та конденсатора С3.
Коли напруга на виході операційного підсилювача DA1 стає близькою до натруги живлення, тоді логічний елемент генератора 1 DD1.1 розблокується. На злементах DD1.1, DD1.2 зібраний низькочастотний генератор. На виході елемента DD1.2 з’являються імпульси з частотою 4Гц (рис. 7),
Рисунок 7-Діаграма напруги на виході генератора
які періодично дозволяють роботу другого генератора звукової частоти, зібраного на елементах DD1.3, DD1.4, що генерує сигнал на частоті 1000 Гц.
Конструктивно датчик виконаний у вигляді двох непрозорих трубок діаметром 4мм і довжиною 75мм. По краям трубок вставлені світлодіод VD1 і фотодіод VD2. Інші краї трубок повернуті одна до одної. При такій компоновці на фотодіод не впливають інші промені.
