CAPTEUR D'INCENDIE : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Bonjour à tous!

Le capteur d'incendie est un capteur conçu pour détecter et répondre à la présence d'une flamme ou d'un incendie. Ici, il s'agit d'un capteur d'incendie à diode PIN qui s'active lorsqu'il détecte un incendie. Les alarmes incendie à thermistance présentent un inconvénient; l'alarme ne se déclenche que si le feu chauffe la thermistance à proximité immédiate.

Étape 1: Matériel requis

• CA3140 OP-AMP - 1
• COMPTEUR CD4060 - 1
• TRANSISTOR NPN BC547 - 2
• Photodiode PIN BPW34
• DEL 5 mm - 3
• AVERTISSEUR PIÉZO-1
• BATTERIE 9V-1
• Condensateur à disque céramique 0.22uf-1
• Résistance 1M ohm-3
• Résistance 1k ohm - 2
• Résistance 100 ohms - 3

Étape 2: schéma de circuit

Le schéma de circuit du capteur d'incendie à diode PIN est montré ci-dessus dans l'image. Il est construit autour d'une pile 9V, d'une diode PIN BPW34, d'un ampli-op CA3140(IC1), d'un compteur CD4060(IC2), de transistors BC547, d'un buzzer piézo et de quelques autres composants.

Dans le circuit, la photodiode PIN BPW34 est connectée aux entrées inverseuses et non inverseuses de l'amplificateur opérationnel IC1 en mode polarisé en inverse pour alimenter le photocourant dans l'entrée de l'amplificateur opérationnel. Le CA3140 est un ampli-op BiMOs de 4,5 MHz avec des entrées MOSFET et une sortie bipolaire.

Les transistors MOSFET protégés par grille (PMOS) dans le circuit d'entrée fournissent une impédance d'entrée très élevée, généralement autour de 1,5 T ohms. Le circuit intégré nécessite un courant d'entrée très faible, aussi bas que 10 pA, pour changer l'état de la sortie en haut ou en bas.

Dans le circuit, IC1 est utilisé comme amplificateur de transimpédance pour agir comme un convertisseur courant-tension. IC1 amplifie et convertit le photocourant généré dans la diode PIN en la tension correspondante dans sa sortie. L'entrée non inverseuse est connectée à la terre et à l'anode de la photodiode, tandis que l'entrée inverseuse reçoit le photocourant de la diode PIN.

Étape 3: Fonctionnement du circuit

La résistance de rétroaction de grande valeur R1 définit le gain de l'amplificateur à transimpédance puisqu'il est en configuration inverseuse. La connexion de l'entrée non inverseuse à la terre fournit une charge à faible impédance pour la photodiode, ce qui maintient la tension de la photodiode basse.

La photodiode fonctionne en mode photovoltaïque sans polarisation externe. La rétroaction de l'amplificateur opérationnel maintient le courant de la photodiode égal au courant de rétroaction via R1. La tension de décalage d'entrée due à la photodiode est donc très faible dans ce mode photovoltaïque auto-polarisé. Cela permet un gain important sans aucune tension de décalage de sortie importante. Cette configuration est sélectionnée pour obtenir un gain important dans des conditions de faible luminosité.

Normalement, dans des conditions de lumière ambiante, le photocourant de la diode PIN est très faible; il maintient la sortie de IC1 à un niveau bas. Lorsque la diode PIN détecte la lumière visible ou IR du feu, son photocourant augmente et l'amplificateur de transimpédance IC1 convertit ce courant en la tension de sortie correspondante. La sortie élevée de IC1 active le transistor T1 et la LED1 s'allume. Cela indique que le circuit a détecté un incendie. Lorsque T1 conduit, il remet la broche 12 de IC2 au potentiel de masse et le CD4060 commence à osciller.

IC2 est un compteur binaire avec dix sorties qui passent à l'état haut une par une lorsqu'il oscille en raison de C1 et R6. L'oscillation de IC2 est indiquée par le clignotement de la LED2. Lorsque la sortie Q6 (broche 4) de IC2 passe à l'état haut après 15 secondes, T2 conduit et active le buzzer piézo PZ1 et la LED3 s'allume également. L'alarme se répète après 15 secondes si le feu persiste.

Vous pouvez également activer une alarme CA qui produit un son fort en remplaçant PZ1 par un circuit de relais (non illustré ici). L'alarme AC est activée par les contacts du relais utilisé à cet effet.

Étape 4: Conception schématique et mise en page

Un PCB pour capteur d'incendie basé sur PIN est conçu à l'aide d'EAGLE. Le schéma et la disposition de la carte sont affichés ci-dessus dans l'image.

Étape 5: Envoi des fichiers Gerber au fabricant

Après avoir exporté mes fichiers GERBER depuis EAGLE, je les télécharge sur LIONCIRCUITS pour faire fabriquer ma carte. Je ne commande généralement mes PCB que chez eux. Ils fournissent un prototypage à faible coût seulement dans les 6 jours.

Étape 6: Panneaux fabriqués

J'ai reçu ma carte de LIONCIRCUITS et je partage mes fichiers Gerber avec vous au cas où quelqu'un aurait besoin de la fabrication de la carte.

Étape 7: Assemblage et test

Après avoir assemblé ma carte avec des composants, cela ressemble à ceci.

Tester le circuit est simple. Normalement, lorsqu'il n'y a pas de flamme de feu près de la diode PIN, le buzzer piézo ne sonne pas. Lorsqu'une flamme de feu est détectée par la diode PIN, le buzzer piézo déclenche une alarme. Sa portée de détection est d'environ deux mètres.