Једноставни ултразвучни склоп аларма за пожар који је објашњен у наставку открива ситуацију опасности од пожара узимајући у обзир промене у околним ваздушним таласима или турбуленцију ваздуха. Висока осетљивост струјног кола осигурава да се и најмања турбуленција ваздуха настала услед температурне разлике или пожара брзо препозна и огласи се прикључени алармни уређај.

Преглед

Уобичајени сензори пожара користе разноврсне системе за идентификацију пожара и долазе са свим врстама сложености.

Обични систем за дојаву пожара користи а сензор температуре да осети необично одступање од високе температуре изазвано пожаром.

“шта је пид регулатор температуре ”

Није фундаментално да само електронски део попут термистор или се користи полупроводнички температурни уређај, али једноставан материјал попут нискотемпературне топљиве везе или биметалног прекидача температуре.

Иако је једноставност таквих врста аларма пожељна, њихова поузданост је упитна, јер се откривање дешава само када је пожар већ сазрео.

Постоје сложенији системи за дојаву пожара, на пример, детектори дима који су опремљени посебним полупроводничким делом који осећа постојање честица дима, запаљивог гаса и паре.

Осим тога, постоје оптоелектронски противпожарни системи који се активирају када дим било ког облика блокира њихове светлосне зраке. Такав тип система за откривање пожара објављен је на Хобби Елецтроницс.

Откривање топлоте помоћу доплерског померања

Нова метода откривања пожара коришћењем ултразвучни звук је описано у овом чланку. Носећи исте оперативне принципе као и познати Допплер Схифт ултразвучни аларми уљеза , овај систем за детекцију пожара изузетно је осетљив на турбуленције у ваздуху, поред кретања чврстог предмета.

Топлина од електричне ватре ствара огромне турбуленције и активира аларм. Лажни аларми се често укључују због турбуленције. Као резултат, ова врста противпожарног аларма савршена је за дом иако га људи који у њему често не цене.

Како се дешава дискриминација звука

Један недостатак употребе протупровалног аларма Допплер Схифт као противпожарног аларма је масивно подручје откривања које пружа ова јединица. Овде се некако показало као благодат јер брзо откривање постаје могуће иако ватра започиње у малом кутку подручја откривања.

Стандардни принцип конвенционалних аларма за пожар је откривање пожара уз занемаривање људи који се шврљају по соби. Ово је пресудно јер је алармни систем постављен да ради док се не активира.

Типични ултразвучни доплерски аларм не мења разлику између људи и турбуленције. Због тога има више смисла да пожарни алармни систем користи коло које управља малим подручјем рада.

Алармна јединица може се поставити на место у соби где је људско кретање минимално, али ипак, моћи ћете брзо да идентификује турбуленцију која је последица пожара.

Систем ради

Основни ултразвучни аларм опремљен је са два независна кола која су повезана преко истог извора напајања.

Једноставније електронско коло делује на предајник који емитује уједначене фреквенције звука у пријемник, што је сложеније коло.

Блок дијаграм пожарног аларма приказан је на слици 1.

Као што је описано, склоп предајника ради на стварању ултразвучног звука помоћу осцилатора и напаја сигнал преко звучника.

Звучник електрични сигнал претвара у звучне таласе, али људи их не могу чути јер су постављени изнад опсега слуха.

Уобичајена појачала звука не раде добро на ултразвучним фреквенцијама због пиезоелектричног типа преносног претварача.

Обично је укључен модератор излазног нивоа, тако да се осетљивост кола може прилагодити правом нивоу.

Пријемник

Микрофон на пријемнику детектује звучне таласе са предајника и претвара их назад у електричне сигнале.

Још једном, а специјализовани пиезоелектрични претварач користи се на пријемном микрофону јер су нормални неприкладни за рад на високим, посебно ултразвучним фреквенцијама.

Изузетно маневрисано стање ултразвучног звука узрокује проблеме са откривањем између микрофона и звучника у случају да су оба уређаја инсталирана готово један поред другог.

У практичним ситуацијама, забележени сигнали су одраз зидова или намештаја у соби.

Штавише, излаз из микрофона је релативно низак и обично је око 1 мВ РМС. Дакле, појачало је уграђено да појача сигнал на радни ниво.

Обично се у ултразвучном противпровалном аларму користе најмање две фазе појачања са великим појачањем. Међутим, с обзиром на то да разматрани систем за дојаву пожара захтева мању осетљивост, па је један ступањ појачања погоднији.

Детектор

Следећи одељак кола је детектор амплитудне модулације. У практичној ситуацији, детектовани сигнал је директни излазни талас од 40кХз из предајника.

Овај сигнал се прикупља различитим путевима и произвољно фазира. Али, и амплитуде сигнала и његове фазне везе су сачуване без икаквих промена. Дакле, не генерише се излаз из генератора амплитуде у спремним ситуацијама.

Кад год се креће испред детектора или је ваздух турбулентан, цео сценарио се мења.

Славни Допплер Схифт преузима пуњење и производи љуљање фреквенције на сигналима који се рефлектују од објекта у покрету или поремећаја у ваздуху.

Део саопштеног сигнала сакупља се директно или помоћу непомичних предмета кроз ваздух отпоран на турбуленцију.

После тога, две или више фреквенција се каналишу у амплитудски демодулатор. У овој фази фазни однос је ван регулације, јер сигнали имају различите фреквенције.

Ултразвучни таласни облици

Када гледате дијаграм таласног облика на слици 2 доле, замислите да је горњи таласни облик стандардни сигнал од 40 кХз, а доњи таласни сигнал променљив у фреквенцији. У почетку су сигнали у фази или се хомогено повећавају и смањују, задржавајући исти поларитет.

Сигнали у фази су сумирани унутар демодулатора да би генерисали огроман излазни сигнал. После тога, током секвенце таласних облика, улазе у зону антифазе.

То значи да сигнали и даље равномерно повећавају и смањују амплитуду, али сада имају супротне поларитете.

Као резултат, демодулатор производи слаб излазни сигнал док се два друга сигнала међусобно поништавају. Али на крају, сигнали се враћају уназад да би били у фази и ослобађају чврст излаз из демодулатора.

У тренутку када се круг активира, мери се променљиви ниво излаза из демодулатора.

Фреквенција излазног сигнала је иста као и варијанса између двоструких улазних сигнала.

То се обично види на ниско-звучној или подзвучној фреквенцији. Без сумње, сигнал са излаза се без напора хвата након што га појачало са великим појачавањем појача.

Аларм Генератор

Једном када се сигнал појача, користи се за управљање стандардним кругом засуна који се једном активира, аларм наставља да гори све док се систем не ресетује. Операцијом закључавања управља комутациони транзистор који повезује управљачки напон са кругом за откривање аларма.

Генератор аларма је направљен помоћу осцилатора под надзором напона (ВЦО) који модерира нискофреквентни осцилатор.

Осцилатор ниске фреквенције производи таласни облик рампе и излаз из ВЦО-а ће постепено повећавати фреквенцију све до свог вршног тона.

Тада ће се сигнал вратити на минималну висину тона и поново прогресивно повећавати фреквенцију. Овај циклични процес се наставља и пружа ефикасан сигнал аларма.

Како круг функционише

Комплетни цртеж кола ултразвучног система за детекцију пожара или пријемника приказан је на доњој слици.

КРОГ ПРИЈЕМНИКА : Тачкаста линија се спаја са доводним шинама доњег круга предајника

КРУГ ПРЕНОСНИКА

Предајник је направљен помоћу 7555 тајмер уређаја, ИЦ1. Ова ЦМОС компонента је тип 555 тајмера мале снаге.

За овај тип генератора аларма, 7555 је идеалан у поређењу са 555, јер се укупна потрошња енергије кола одржава на само око 1мА или мање, што доприноси ефикасном коришћењу батерије.

Штавише, 7555 ИЦ се користи у типичном осцилирајућем методу при чему су временски делови Р13, РВ1 и Ц7 одабрани посебно да генеришу фреквенцију од 40 кХз.

Унапред подешена поставка је регулисана тако да генерише излазну фреквенцију која пружа идеалну ефикасност из пријемних и предајних кола. Унапред подешена поставка је идентификована као РВ2 у шеми кола.

Пријемник

Кс1 је сензор за хватање сигнала у кругу пријемника, а његов излаз је повезан на улаз заједничког појачавача емитора који је дизајниран око К1.

На овом месту одржава се ниска струја колектора од око 0,1 А како би се осигурала ниска потрошња енергије целог дела.

Типично би се помислило да ово узрокује мање користи од појачала ове врсте, али у целини је више него довољно за постојећу операцију.

Кондензатор Ц2 комбинује побољшани излаз из К1 у уобичајени АМ демодулатор применом Д1, Д2, Р3 и Ц3.

Касније се последични нискофреквентни сигнал шири помоћу другог појачавача заједничког емитора смештеног на К2.

Као реза користи се још један ИЦ1 тајмер. Супротно уобичајеној пракси, тајмер ИЦ1 се користи у моностабилном приступу који даје позитиван излазни импулс ако је пин 2 смањен за 33% од напона напајања.

Обично би се ширина излазног импулса регулисала паром временског отпорника и кондензатора, али овај круг нема те компоненте.

Уместо тога, пинови 6 и 7 на ИЦ1 повезани су са минус шином за напајање. Када се активира, излаз ИЦ1 се укључује и наставља бити у том стању, омогућавајући акцију закључавања.

Из колектора транзистора К2, пин 2 ИЦ1 је повезан и регулисан на једнаку половину напона напајања.

Дакле, у стању приправности, ИЦ1 није активиран. У тренутку када се јединица покрене, напон колектора на К2 осцилира.

Штавише, током негативних полуциклуса он постаје нижи од напора прага окидача. Коришћењем прекидача СВ1 и улаза за ресетовање ИЦ1 на напон напајања 0В, комплетан круг се може ресетовати.

Компонента која се користи за усмеравање напајања у круг аларма када је ИЦ1 активиран је транзистор К3. Из сигурносних разлога, Р8 делује као отпорник који ограничава струју.

Алармни сигнал

ИЦ2 је последњи чип, који је ЦМОС 4046БЕ фазно закључана петља. Међутим, у овом дизајну пресудан је само ВЦО део. Компаратор фаза се на одговарајући начин користи, али само као претварач круга аларма.

Инверзија излаза ВЦО резултира двофазним излазом који омогућава керамичком резонатору ЛС1 да прими напон од врха до врха два пута већи од напона напајања.

Као резултат, производи се вриштајући алармни сигнал. Ако је потребно, излаз са пина 4 на ИЦ2 може се побољшати и користити за напајање стандардног звучника. Кондензатор Ц6 и отпорник Р12 функционишу као временски делови ВЦО. Електронске компоненте пружају стабилну излазну фреквенцију око 2 кХз, што је зона у којој керамички резонатор постиже врхунску ефикасност.

Модулациони сигнал се производи типичним унијункционим релаксационим осцилатором од транзистора К4. Ово даје дивергентни таласни облик рампе на 4 кХз.

Како поставити

Почните са РВ1 на половини пута и РВ2 одређеним за максимални излаз који је потпуно окренут у смеру кретања казаљке на сату.

Помоћу мултиметра (ако је доступан) подесите РВ2 на најнижи једносмерни напон и спојите га преко Р3 док је негативна сонда прикључена на негативни вод напајања.

Укључите напајање јединице и поставите претвараче окренуте према зиду или било којој глаткој површини са око 10 или 20 цм удаљености.

Када се РВ1 активира, на мултиметру ће се очитавати или кретати, а затим се РВ1 подешава да постигне максимално могуће очитавање.

Препоручује се причвршћивање проводника преко СВ1 када се регулација врши, јер је генератор аларма утишан, а његов излаз не може утицати на мерења.

У случају да мултиметар није доступан, РВ1 се може подесити применом приступа покушаја и грешака како би се открила вредност која делује за цео део.

Иако је РВ2 добро заштићен, алармна јединица је и даље осетљива. Место монтирања мора бити добро испланирано за јединицу. Добро место би било мало изнад радног стола руковаоца, где је највећи ризик од пожара присутан због електричних алата и материјала за лемљење.

Још једна предност постављања јединице је већа јер ће се врући ваздух подићи и олакшати активирање аларма без ризика од лажних сигнала које стварају људи који трче по соби.

Са неколико испитивања може се постићи погодан положај без последица људских фактора и стабилна осетљивост за генератор ватродојаве.

Да би се испитала ефикасност положаја јединице, радно лемило се поставља испод и испред компоненте.

Када се створи одговарајући турбулентни ваздух, он треба да активира аларм. При укључивању, круг мора бити под напоном, али то се може одмах поништити стављањем СВ1 на ресетовање.

Кола ултразвучног аларма за пожар нису дизајнирана са прекидачем за одлагање, али ваше присуство иза јединице мора бити осигурано када се ради СВ1. Нема ризика ако уклоните руку након укључивања прекидача.