Для полноценной работы любой системы охранной сигнализации, кроме основной её функции – оповещения о несанкционированном проникновении на охраняемый объект, охранная сигнализация так же должна иметь в своём составе и пожарную сигнализацию. Пожарная сигнализация необходима для своевременного оповещения о пожаре на охраняемом объекте, что позволяет защитить объект от пожара на ранней стадии его развития.
В системе пожарной сигнализации применяются универсальные адресные датчики пожара. То есть у каждого датчика пожара имеется собственный индивидуальный адрес, что позволяет точно определить место, где произошло возгорание. Датчики предназначены в основном для размещения в жилых и производственных помещениях. Информация о срабатывании датчика передаётся на концентратор, служащий для сбора данных от датчиков и передачи DTMF сигнала тревоги на мобильный телефон владельца помещения или на пост охраны. Информация от датчиков передаётся на концентратор по радиоканалу на частоте 433.92 МГц. Применение радиоканала позволяет избавиться от сложных монтажных работ, связанных с прокладкой кабелей, а также позволяет размещать датчики в любом удобном месте помещения.
Схема универсального датчика пожара изображена на Рисунке 1. В составе датчика применяются три сенсора, а именно: сенсор дыма, сенсор угарного газа и сенсор температуры. При превышении допустимой температуры, или допустимого уровня угарного газа, или при появлении дыма на объекте происходит срабатывание сигнализации.
 |
|
| Рисунок 1. | Схема универсального датчика пожара. |
Сенсор угарного газа
Для фиксации уровня концентрации угарного газа применяется электрохимический сенсор швейцарской компании Меmbrapor CO/SF-2E (В1) с токовым выходом. Чувствительность сенсора 100 ±20 нА/ppm. Для усиления и преобразования в напряжение выходного тока датчика применяется токовое зеркало DA4 (ALD1107) с 3-кратным усиления тока. После усиления чувствительность датчика составит 300 нА/ppm. Номинал резистора R10 выбирается (по закону Ома) так, чтобы падение напряжения на нём было 10 мВ при концентрации угарного газа 1 ppm. Известно, что допустимый уровень оксида углерода в закрытых помещениях должен составлять не более 30 ppm. Превышение этого уровня может свидетельствовать о начале пожара, по крайней мере, тления. Для надёжности фиксации начала пожара порог срабатывания сенсора выбран на уровне 100 ppm, что соответствует уровню напряжения 1 В. Это значение и является пороговым напряжением для компаратора DA6 (TLV3201), которое устанавливается резистивным делителем R8, R9. При желании порог можно изменить. При превышении этого порога происходит срабатывание сенсора – на выходе компаратора появляется высокий логический уровень. Для всех электрохимических сенсоров, чтобы предотвратить их выход из строя, в отсутствии питания рабочий и счётный электроды должны быть закорочены. Роль нормально замкнутого контакта выполняет транзистор VT1 (КП103Е1) в отсутствии напряжения на его затворе.
Сенсор температуры
О возникновении пожара может свидетельствовать и повышение температуры в помещении. В датчике пожара применяется температурный сенсор LM35 (B2). Чувствительность этого датчика составляет 10 мВ/°С. Обычно температура в жилом или производственном помещении в нормальных условиях не превышает 30 °С. Для надёжности фиксации начала пожара уровень срабатывания сенсора выбран равным 40 °С, что соответствует напряжению 400 мВ на выходе сенсора (согласно чувствительности сенсора). Этот уровень напряжения и является пороговым для компаратора DA7 (TLV3201). Порог устанавливается резистивным делителем R12, R13. При превышении этого порога происходит срабатывание компаратора – на выходе появляется высокий логический уровень. Опять же, при желании порог срабатывания можно изменить.
Сенсор дыма
В сенсоре дыма применяется полупроводниковый датчик газа MQ-2 (B3). Можно также использовать аналогичные датчики MQ-6 или MQ-135. Полупроводниковые датчики отличаются высокой чувствительностью, малым временем отклика, большим сроком эксплуатации, стабильностью характеристик, низкой стоимостью и простой схемой включения. В основе сенсора используется детектор, изготовленный из сплава оксида олова и алюминия, который в процессе работы сенсора существенно нагревается. В результате химической реакции, происходящей при попадании молекул углеводородных газов на чувствительный элемент, изменяется сопротивление сенсора и соответственно выходное напряжение сенсора. На основе этого сенсора в Интернете приводится множество схем датчиков дыма. Напряжение на выходе сенсора (выводы 4, 6) изменяется пропорционально концентрации дыма, примерно от 100 мВ до 4000 мВ. Чем выше концентрация дыма, тем выше выходное напряжение. Логический сигнал высокого уровня, свидетельствующий о наличии дыма, формируется компаратором DA8 (TLV3201). Порог срабатывания компаратора в зависимости от «количества дыма» выбирают посредством регулировки подстроечного резистора R15, держа датчик рядом с дымом, который вы хотите обнаружить. Как было сказано выше, для корректной работы сенсора требуется нагрев внутреннего детектора в течение пары десятков секунд. Во время нагрева датчик потребляет значительный ток – порядка 150 мА. Поэтому, чтобы уменьшить потребление, датчик работает в импульсном режиме: примерно 40 секунд работает – на датчик подаётся питание, – затем на 40 секунд питание отключается, и так «по кругу». Через ключ на транзисторной сборке DA5 (AOP609) подаётся или не подаётся питание на сенсор дыма. Управление ключом осуществляется низкочастотным генератором DA3 (LTC6991). Период следования импульсов на выходе генератора примерно 80 секунд со скважностью 50%. Период следования импульсов определяется номиналами резисторов R4–R6 и рассчитывается по формулам, приведенным в техническом описании этой микросхемы.
Сигналы с выходов всех трех сенсоров собираются схемой 3ИЛИ (DD1.1, DD1.2), так сказать, местным концентратором, то есть при срабатывании хотя бы одного из сенсоров на выходе схемы 3ИЛИ появляется высокий логический уровень, указывающий на возникновение пожара. По фронту этого уровня дифференцирующей цепочкой C3, R16 и инвертором DD1.3 формируется короткий импульс отрицательной полярности для запуска кодера DD2 (MC145026). Выходной сигнал кодера, включающий адрес датчика пожара (адрес устанавливается перемычками J1–J9) поступает на вход передатчика DA9 и передаётся на основной концентратор пожарной сигнализации. Соответственно, в концентраторе используется столько микросхем декодеров MC145026, сколько пожарных датчиков. Микросхема DA9 (RT2-433) – готовый к применению микромодуль радиопередатчика с амплитудной модуляцией, резонатором на ПАВ и встроенной антенной. Питание пожарного датчика производится от двух пальчиковых батареек GB1. Повышающий DC/DC преобразователь DA2 (BL8531) повышает напряжение батареи до 5 В, обеспечивая питанием пожарный датчик. Детектор напряжения DA1 (BL8506-21C) отслеживает разряд батареи до 2.1 В. Светодиод HL1 – индикатор разряда батареи, HL2 – индикатор подачи питания на пожарный датчик.
Так как высокой точности установки порогов срабатывания компараторов и частоты генератора не требуется, все применяемые резисторы в датчике пожарной сигнализации обычные с допуском по номиналу ±5%, за исключением резисторов R4, R5, которые должны иметь допуск не более 1%.
Подстроечный резистор R15 многооборотный. Оксидные конденсаторы танталовые, остальные керамические. Регулировка сводится к установке чувствительности сенсора дыма подстроечным резистором R15, для чего сенсор располагается вблизи источника дыма (сигарета, тлеющая ветошь и тому подобное).
Материалы по теме
- Datasheet Advanced Linear Devices ALD1107
- Datasheet Alpha & Omega AOP609
- Datasheet Belling BL8506
- Datasheet Belling BL8531
- Datasheet Texas Instruments CD4025B
- Datasheet Меmbrapor CO/SF-2E
- Datasheet National Semiconductor LM35
- Datasheet Analog Devices LTC6991
- Datasheet Freescale MC145026
- Datasheet Winsen MQ-2
- Datasheet Telecontrolli RT2-XXX
- Datasheet Texas Instruments TLV3201
Купить BL8506 на РадиоЛоцман.Цены
