Mạch báo cháy là một mạch đơn giản giúp phát hiện đám cháy và kích hoạt Siren Sound hoặc Buzzer. Mạch báo cháy là thiết bị rất quan trọng để phát hiện đám cháy đúng lúc và ngăn ngừa mọi thiệt hại cho người hoặc tài sản.
Mạch báo cháy và cảm biến khói là một phần của hệ thống an ninh giúp phát hiện hoặc ngăn ngừa thiệt hại. Lắp đặt hệ thống báo cháy và cảm biến khói trong các tòa nhà thương mại như văn phòng, rạp chiếu phim, trung tâm mua sắm và các địa điểm công cộng khác là bắt buộc.
Có rất nhiều Mạch báo cháy đắt tiền và tinh vi ở dạng thiết bị độc lập, nhưng chúng tôi đã thiết kế năm Mạch báo cháy rất đơn giản sử dụng các thành phần phổ biến như Thermistor, LM58, Germanium Diode, LM341 và NE555.
Chúng ta sẽ thấy tất cả các mạch này, sơ đồ mạch của chúng, các thành phần cần thiết cho mỗi mạch và hoạt động của mạch riêng lẻ trong các phần sau.
Mạch 1 Mạch báo cháy đơn giản
Đây là một mạch cảnh báo rất đơn giản sử dụng Thermistor, LM58 Hoạt động - Bộ khuếch đại và Bộ rung.
Sơ đồ mạch
Sơ đồ mạch của Dự án báo cháy đơn giản này được hiển thị trong hình dưới đây.
Thành phần cần thiết
- Nhiệt điện trở 1 x 10 K
- Bộ khuếch đại hoạt động 1 x LM58 (Op - Amp)
- 1 x 4,7 KΩ Điện trở (1/4 watt)
- 1 x 10 KΩ Potentiometer
- 1 x Bộ rung nhỏ (Bộ rung 5V)
- Kết nối dây
- Bánh mì nhỏ
- Bộ nguồn 5V
Mô tả thành phần
Nhiệt điện trở 10K
Nhiệt điện trở là điện trở phụ thuộc nhiệt độ, tức là điện trở của nhiệt điện trở thay đổi tùy theo nhiệt độ môi trường. Có hai loại Thermistors: PTC Thermistor và NTC Thermistor. PTC là viết tắt của Hệ số Nhiệt độ Tích cực và NTC là viết tắt của Hệ số Nhiệt độ Âm. Trong PTC Thermistor, điện trở tỷ lệ thuận với nhiệt độ và trong NTC Thermistor, điện trở tỷ lệ nghịch với nhiệt độ.
Trong dự án này, chúng tôi đã sử dụng một Thermistor 10 KΩ với NTC. Ở 25 0 C, điện trở của Nhiệt điện trở 10 KΩ là 10 KΩ. Hình ảnh sau đây cho thấy ThermK 10K được sử dụng trong dự án này.
Bộ khuếch đại hoạt động LM58
LM58 là IC khuếch đại hoạt động kép (Op - Amp). Tất cả các chế độ chức năng của bộ khuếch đại hoạt động thông thường có thể được thực hiện bằng IC LM58. Mặc dù vậy, trong dự án này, chúng tôi sẽ sử dụng Bộ khuếch đại hoạt động LM58 trong Chế độ so sánh trong đó các tín hiệu đầu vào trên các đầu cuối đảo ngược và không đảo ngược được so sánh và đầu ra tương ứng được tạo ra.
Thiết kế mạch
Thiết kế của Mạch báo cháy với Siren Sound rất đơn giản. Đầu tiên, kết nối Máy đo điện thế 10 KΩ với thiết bị đầu cuối đảo ngược của LM58 Op - Amp. Một đầu của POT được kết nối với + 5V, đầu còn lại được kết nối với GND và đầu nối gạt nước được kết nối với Chân 2 của Op - Amp.
Bây giờ chúng ta sẽ tạo một bộ chia tiềm năng bằng cách sử dụng Nhiệt điện trở 10 K và Điện trở 10 KΩ. Đầu ra của bộ chia tiềm năng này, tức là điểm tiếp giáp được kết nối với đầu vào không đảo của Bộ khuếch đại hoạt động LM58.
Chúng tôi đã chọn một còi nhỏ, 5V trong dự án này để tạo ra âm thanh báo động hoặc còi báo động. Vì vậy, hãy kết nối trực tiếp đầu ra của LM58 Op - amp với Bộ rung 5V.
Các chân 8 và 4 của IC LM58 tức là V + và GND được kết nối tương ứng với + 5V và GND.
Hoạt động của mạch báo cháy đơn giản
Bây giờ chúng ta sẽ thấy hoạt động của Mạch báo cháy đơn giản. Điều đầu tiên cần biết là thành phần chính trong việc phát hiện đám cháy là Nhiệt điện trở 10 K. Như chúng tôi đã đề cập trong phần mô tả thành phần, Thermistor 10 K được sử dụng ở đây là loại Thermistor loại NTC. Nếu nhiệt độ tăng, điện trở của Thermistor giảm.
Trong trường hợp cháy, nhiệt độ tăng. Sự tăng nhiệt độ này sẽ làm giảm điện trở của Nhiệt điện trở 10 K. Khi điện trở giảm, đầu ra của bộ chia điện áp sẽ tăng. Do đầu ra của bộ chia điện áp được cấp cho đầu vào không đảo ngược của LM58 Op - Amp, giá trị của nó sẽ trở nên nhiều hơn so với đầu vào đảo ngược. Kết quả là, đầu ra của Op - Amp trở nên cao và nó kích hoạt bộ rung.
Mạch 2 Báo cháy đơn giản Mạch sử dụng nhiệt điện trở
Sơ đồ mạch
Các thành phần của mạch báo cháy
- Nhiệt điện trở
- Biến trở (POT)
- Điốt
- Tụ điện
- Điện trở
- Transitor BC547
- Loa
Mạch làm việc
- Mạch điện bao gồm một nhiệt điện trở 10k ohm. Đây là một nhiệt điện trở NTC, làm giảm điện trở của nó khi tăng nhiệt độ.
- Ở nhiệt độ phòng, nó có điện trở 10kohms.
- Một điện trở khác được kết nối với nhiệt điện trở để tạo thành mạch chia điện áp và điều này được kết nối với bóng bán dẫn thông qua một diode.
- Buzzer chỉ bật khi bóng bán dẫn được nối đất. Khi nhiệt độ tăng, âm thanh chuông cũng tăng
Báo cháy mạch 3 với âm thanh Siren
Mạch này cảnh báo chúng tôi khi có một tai nạn hỏa hoạn tại nhà bằng cách phát ra tiếng còi báo động. Bạn có thể đã thấy báo cháy sớm hơn nhưng điều này khá khác biệt vì nó tạo ra âm thanh còi báo động thay vì còi và nó cũng sử dụng các thành phần cơ bản để tạo ra âm thanh còi báo động đó.
Chúng tôi biết rằng có nhiều mạch tích hợp có thể được sử dụng để tạo hiệu ứng còi báo động nhưng chúng tôi ưu tiên sử dụng các thành phần điện tử cơ bản như điện trở, tụ điện và bóng bán dẫn để tạo ra nó để bạn hiểu rõ hoạt động bên trong của nó và nó sẽ rất hữu ích cho bạn vì bạn sẽ có thêm kiến thức bằng cách phân tích nó thay vì chỉ đơn giản là đi đến các mạch tích hợp được thiết kế sẵn.
Sơ đồ mạch
Thành phần cần thiết
- Nhiệt điện trở 1 x 10K
- 2 x Transitor NPN BC547
- 1 x Transitor NPN BC107
- Transitor NPN 1 x 2N2222
- Transitor 1 x 2N2907 PNP
- Điện trở 3 x 4,7KΩ (1/4 watt)
- 1 x 470KΩ Điện trở (1/4 watt)
- 1 x 56KΩ Điện trở (1/4 watt)
- 1 x 47KΩ Điện trở (1/4 watt)
- 1 x 39KΩ Điện trở (1/4 watt)
- 1 x 22KΩ Điện trở (1/4 watt)
- Điện trở 1 x 1KΩ (1/4 watt)
- 1 x 470Ω Điện trở (1/4 watt)
- 1 x 120Ω Điện trở (1/4 watt)
- 1 x 10KΩ Potentiometer
- Tụ điện 1 x 22 (phân cực)
- Tụ gốm 1 x 470nF (0,47F)
- 1 x Buzzer
Đang làm việc
Mạch này sử dụng nhiệt điện trở để cảm nhận nhiệt độ. Khi nó cảm thấy rằng nhiệt độ của môi trường đang tăng lên trên một ngưỡng nhất định, thì nó sẽ đưa ra tín hiệu. Nhiệt độ tại đó mạch phát hiện lửa có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng bố trí chiết áp tại VR1.
Khi nhiệt độ tăng trên giá trị cài đặt, bố trí chiết áp tạo ra điện áp cao. Điện áp này sau đó được trao cho bóng bán dẫn BC547 ở chế độ phát chung. Nó là một bóng bán dẫn đa năng NPN. Khi cơ sở được cung cấp một đầu vào cao, nó sẽ được bật. Khi bóng bán dẫn được bật, điện áp collector của nó bị giảm xuống mức thấp khi điện áp collector đến cực phát giảm. Điện áp đầu ra collector của bóng bán dẫn đầu tiên được cung cấp cho cơ sở như là một đầu vào cho bóng bán dẫn BC 547 NPN thứ hai. Transitor này cũng ở chế độ phát chung và vì đầu vào thấp khi đạt đến ngưỡng nhiệt độ, đầu ra tại bộ thu sẽ tăng cao. Ở trạng thái này, nó sẽ bật bóng bán dẫn tiếp theo, tức là BC107. Transitor này bây giờ sẽ hoạt động như một công tắc cho mạch còi báo động.
Khi bóng bán dẫn BC107 bật, nó cho phép dòng điện truyền từ nguồn điện xuống đất thông qua bộ thu do đó hoạt động như một công tắc điều khiển điện tử. Khi dòng điện đi qua, mạch còi báo động được lắp ráp khi tải cho mạch được BẬT. Sau đó, bạn có thể nghe thấy tiếng còi báo động qua còi. Các tụ điện được sử dụng trong mạch là thành phần chính trong việc tạo ra hiệu ứng còi báo động. Nguyên tắc liên quan đến việc tạo ra hiệu ứng còi báo động là tạo ra một bộ dao động với một đường bao tăng và giảm theo định kỳ để tạo ra hiệu ứng đó.
Mạch báo cháy 4 mạch sử dụng LM741
Đây là một dự án nhỏ về báo cháy. Khi xảy ra tai nạn hỏa hoạn tại nhà hoặc văn phòng, nó sẽ phát hiện đám cháy và đưa ra báo động.
Sơ đồ khối của mạch báo cháy sử dụng LM741
Nhiệt điện trở là thành phần chính giúp phát hiện đám cháy bằng cách thay đổi nhiệt độ phòng đột ngột do nhiệt do lửa tạo ra. Nhiệt điện trở sẽ phát hiện nhiệt và cung cấp thông tin cho LM741 OP-AMP. Op-amp sẽ tạo ra NE555 để tạo xung được cấp cho bộ rung để tạo tiếng vang.
LM741 : LM741 là một bộ khuếch đại hoạt động sẽ hoạt động theo sự khác biệt trong điện áp đầu vào. LM741 có các tính năng như lái xe hiện tại cao, tăng điện áp, khuếch đại nhiễu và cũng cung cấp trở kháng đầu ra thấp. LM741 cũng có thể sử dụng như một bảo vệ ngắn mạch.
Sơ đồ mạch báo cháy bằng LM741
Mạch làm việc
- Nguyên lý mạch tương tự như mạch đầu tiên, tức là Thermistor được sử dụng để cảm nhận sự tăng nhiệt độ. Nhưng nó chỉ tăng sau một nhiệt độ cố định.
- Ở đây op amp đóng vai trò là bộ so sánh không đảo, tức là Vout chỉ dương nếu Vin (điện áp ở chân 2) <VRef (điện áp ở chân 3).
- Khi không có bất kỳ đám cháy nào, điện áp ở chân 2 của bộ so sánh lớn hơn điện áp ở chân 3.
- Khi không có khả năng chống cháy của nhiệt điện trở là 10k. Vì vậy, 10K và 4,7k hình thành mạch chia điện áp.
- Điện áp tại pin2 được tính bằng công thức. V = (100 * 12) / (100 + 4.7) = 11.4
- Điện áp ở chân 3 = 50 * 12/100 = 6v (Chân biến thiên của nồi nằm ở mức 50% tổng điện trở.)
- Khi có bất kỳ nhiệt độ nhiệt điện trở tăng và điện trở của nó giảm. Vì vậy, điện áp ở pin2 bắt đầu giảm. Do đó, Vout chuyển sang dương tức là bằng Vcc.
- Ở đây điện áp tham chiếu được chọn là 6v. Báo động chỉ bắt đầu nếu điện áp đầu vào nhỏ hơn 6v. Để tăng điện áp tham chiếu giảm điện trở của nồi.
Mạch 5 Báo cháy Mạch sử dụng Diode Germanium
Đây là một mạch báo cháy đơn giản sử dụng Germanium Diode và bộ đếm thời gian 555. Trong mạch này, Germanium Diode đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát hiện đám cháy. Mạch này rất dễ dàng để xây dựng, hiệu quả chi phí và thực hiện.
Sơ đồ khối của mạch báo cháy sử dụng Diode Germanium
Dưới đây là mạch báo cháy đơn giản có giá dưới 100 rupee. Thành phần quan trọng trong mạch là DR25 (diode Germanium) có điện trở sẽ giảm khi tăng nhiệt độ. Sự dẫn điện của diode Germanium sẽ bắt đầu ở 70 độ. Vì vậy, chúng tôi có thể sử dụng diode Germanium như một cảm biến nhiệt. Khi nhiệt độ hơn 70 độ, diode Germanium sẽ tiến hành và kích hoạt bộ định thời NE555 thông qua một bóng bán dẫn. NE555 được cấu hình trong Multivibrator astable và làm cho tiếng chuông báo động khi diode Germanium tiến hành. Để chúng ta có thể nhận được cảnh báo và hành động theo báo động.
Sơ đồ mạch báo cháy sử dụng Diode Germanium
Mạch làm việc
- Các diode Germanium DR25 là cảm biến nhiệt sẽ dẫn khi nhiệt độ tăng tại một số điểm nhất định. DR25 được thực hiện ngược lại trong mạch. Nó sẽ chỉ tiến hành khi nhiệt độ phòng cao hơn 70 độ.
- DR25 được kết nối với bóng bán dẫn theo xu hướng ngược, có điện trở ngược cao (hơn 10K ohm) và không làm cho bóng bán dẫn tắt mà được kết nối với chân thiết lập lại của bộ định thời 555. Pin thiết lập lại của 555timer sẽ ở mức mặt đất khi tắt bóng bán dẫn. Ở đây, bộ định thời 555 được cấu hình là Multivibrator astable.
- Khi xảy ra nhiệt độ phòng hơn 70 độ, điện trở của diode DR25 giảm xuống 1k ohm, điều này sẽ làm cho bóng bán dẫn tắt và làm cho pin thiết lập lại lên cao. Điều này sẽ tạo ra đầu ra ở pin3 và tạo ra âm thanh thông qua báo động.
- Chúng ta có thể sử dụng 3 điốt trở lên trong thiên vị ngược được kết nối song song và đặt trong phòng khác nhau. Nếu có tai nạn hỏa hoạn, nó sẽ có ý nghĩa và làm cho báo động.
chú thích
- Nếu có sẵn diode diode DR25, bạn vẫn có thể sử dụng các bóng bán dẫn Germanium AC128, AC188 hoặc 2N360. Sử dụng các mối nối cơ sở và cực phát thay cho cực âm và cực dương.
- Diode phải được kết nối với mạch theo chiều ngược lại.
Các ứng dụng
- Mạch báo cháy rất hữu ích trong nhà, văn phòng, trường học, phòng thí nghiệm, vv để phát hiện và ngăn chặn mọi thảm họa do hỏa hoạn.
- Hệ thống báo cháy có thể hoạt động như một thiết bị độc lập hoặc là một phần của hệ thống an ninh gia đình phức tạp với các tính năng bảo mật khác như phát hiện khói, cảnh báo đột nhập, phát hiện chuyển động, v.v.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét