PIN-датчик на основе диода

Вот ультрачувствительный датчик пожара, который активирует сигнал тревоги, когда он обнаруживает огонь. У пожарной сигнализации на основе термисторов есть недостаток; Сигнализация включается, только если огонь нагревает термистор в непосредственной близости. В этой схеме чувствительный PIN-диод используется в качестве датчика пожара для обнаружения огня на больших расстояниях.

рис 1: готовая схема

Он обнаруживает видимый свет и инфракрасный (ИК) в диапазоне 430 нм - 1100 нм. Таким образом, видимый свет и ИК-излучение от огня могут легко активировать датчик для запуска тревоги. Он также обнаруживает искры в электросети, и, если они сохраняются, он выдает предупредительный сигнал.

Это идеальное защитное устройство для демонстрационных залов, шкафчиков, рекордов и т. Д. Готовая схема показана на рис. 1. PIN-диод BPW34 (рис.2) используется в схеме как световой и ИК-датчик. BPW34 - это 2-контактный фотодиод с анодом (A) и катодом (K). Анодный конец можно легко идентифицировать с плоской поверхности сверху фотодиода. Небольшая точка припоя, к которой подключен тонкий провод, является анодом, а другая - катодом

.

рис 2: фотодиод BPW34 PIN

Принципиальная схема датчика пожара на основе PIN-диода показана на рис. 3. Он встроен в аккумуляторную батарею 9 В, PIN-диод BPW34 (D1), операционный усилитель CA3140 (IC1), счетчик CD4060 (IC2), транзисторы BC547 (T1 и T2), пьезо-зуммер (PZ1) и несколько других компонентов.

рис. 3: Принципиальная схема пожарного датчика на основе PIN-диода

В схеме BPW34 подключается к инвертирующим и неинвертирующим входам операционного усилителя IC1 в обратном смещении для подачи фототока на вход op-amp. CA3140 представляет собой операционный усилитель BiMOs с тактовой частотой 4,5 МГц с входами MOSFET и биполярным выходом. В схеме IC1 используется в качестве трансимпедансного усилителя для работы в качестве преобразователя ток-напряжение. IC1 усиливает и преобразует фото ток, генерируемый в PIN-диоде, к соответствующему напряжению на его выходе. Неинвертирующий вход подключен к земле и аноду фотодиода, а инвертирующий вход получает фототок из PIN-диода. Резистор с большой величиной обратной связи R1 устанавливает коэффициент усиления для усилителя трансимпеданса, поскольку он находится в инвертирующей конфигурации. Подключение неинвертирующего входа к земле обеспечивает низкую нагрузочную способность для фотодиода, которая удерживает напряжение фотодиода на низком уровне. Фотодиод работает в фотогальваническом режиме без внешнего смещения. Обратная связь операционного усилителя. Таким образом, входное напряжение смещения, обусловленное фотодиодом, очень низкое в этом самонастраиваемом фотоэлектрическом режиме. Позволяет получить большой коэффициент усиления без какого-либо напряжения смещения большого выхода. Конфигурация выбрана для получения большого коэффициента усиления в условиях низкой освещенности. Когда PIN-диод обнаруживает видимый свет или ИК-свет от огня, его ток фото увеличивается, и усилитель трансмиссии IC1 преобразует этот ток в соответствующее выходное напряжение. Высокая выходная мощность от IC1 активирует свет транзистора T1 и LED1. Это указывает на то, что цепь обнаружила пожар. Когда T1 проводит, он производит сброс вывода12 IC2 к потенциалу земли, и CD4060 начинает колебаться.

IC2 - это двоичный счетчик с десятью выходами, которые по очереди повышаются один за другим, когда он колеблется из-за C1 и R6. Колебание IC2 индицируется миганием светодиода LED2. Когда выход Q6 (контакт 4) IC2 становится высоким через 15 секунд, T2 проводит и активирует пьезоизлучатель PZ1, а светодиод LED3 также светится. Тревога снова повторяется через 15 секунд, если огонь сохраняется. Вы также можете включить сигнализацию AC, которая производит громкий звук, заменив PZ1 на схему реле (здесь не показана). Аварийный сигнал переменного тока активируется через контакты реле, используемого для этой цели.

МОХАН КУМАР