Lors de l'installation, nous utilisons un schéma de connexion spécifique pour les détecteurs d'incendie. Cet article discutera exactement de cela. Divers schémas les connexions sont équipées de détecteurs d'incendie. Il convient de rappeler lors de la planification du circuit que la boucle d'alarme est limitée en nombre de détecteurs d'incendie qui y sont connectés. Le nombre de capteurs connectés par boucle se trouve dans la description du dispositif de contrôle. Les détecteurs manuels et de fumée contiennent quatre bornes. 3 et 4 sont fermés dans le schéma. Cette conception permet de contrôler le système d'alarme incendie. Plus précisément, en connectant un détecteur de fumée à l'aide des broches 3 et 4, un signal « Défaut » sera généré sur le dispositif de contrôle si le détecteur est retiré.

Lors de la connexion, il convient de rappeler que les bornes du capteur d'incendie ont des polarités différentes. La broche deux est souvent un plus, et les broches trois et quatre sont un moins ; la première broche est utilisée lors de la connexion d'une LED finale ou de contrôle. Mais souvent, il n’est pas utilisé.

Si vous regardez le schéma de connexion, vous pouvez voir trois résistances, Rok, Rbal. et Radd. Les valeurs des résistances peuvent être lues dans le manuel de l'appareil de commande et sont généralement fournies avec celui-ci. Rbal. selon ses fonctions, il est nécessaire aux mêmes fins que Radditional, il est utilisé dans les détecteurs de fumée et les détecteurs manuels. Le dispositif de contrôle n'est généralement pas inclus dans le kit. Vendu séparément.

En fonctionnement normal, les capteurs thermiques sont généralement court-circuités, c'est pourquoi notre résistance Rbal ne participe pas au circuit jusqu'à ce qu'un déclenchement se produise. Ce n’est qu’après cela que notre résistance s’ajoutera à la chaîne. Ceci est nécessaire pour créer un signal « Alarme » après le déclenchement d'un ou deux capteurs. Lorsque nous utilisons une connexion dans laquelle le signal « Alarme » est généré à partir de deux capteurs, alors lorsqu'un est déclenché, dispositif de contrôle Le signal « Attention » est reçu. Ces connexions sont utilisées à la fois pour les capteurs de fumée et de chaleur.

En connectant des capteurs de fumée et en utilisant Radditional dans le circuit, une « alarme » sera envoyée au dispositif de contrôle seulement après le déclenchement de deux capteurs. Lorsque le premier capteur est déclenché, l'appareil de commande affichera un signal « Attention ».

Si la résistance Radd n'est pas utilisée dans le circuit, le signal « Alarme » sera envoyé au dispositif de contrôle dès le déclenchement du capteur.

Les déclencheurs manuels ne sont connectés que dans un seul mode, c'est-à-dire que lorsqu'un appareil est déclenché, un signal « Alarme » apparaît immédiatement dans le système. Ceci est nécessaire pour une notification immédiate d'un incendie.

INSTITUTION ÉDUCATIVE D'ÉTAT
FORMATION PROFESSIONNELLE SUPÉRIEURE
"UNIVERSITÉ TECHNIQUE D'ÉTAT DE VORONEZH"
(GOUVPO "VSTU")
FACULTÉ DE DÉPARTEMENT DE CORRESPONDANCE DU SOIR
Département Conception et réalisation d'équipements radio

TRAVAIL DE COURS

par discipline Circuits intégrés numériques et microprocesseurs

Sujet Capteur de fumée sur microcontrôleur

Règlement et note explicative

Développé par l'étudiant ______________________________ _______

Superviseur _________________________ Queue turque A B
Signature, date Initiales, nom
Membres de la commission ______________________________ ______
Signature, date Initiales, nom
______________________________ ______
Signature, date Initiales, nom
Inspecteur réglementaire ___________________________ Turc AB
Signature, date Initiales, nom

Protégé ___________________ Classé _____________________________
date

2011
Commentaires du gestionnaire

Contenu

Introduction………………….…………………………………… ……………….........4

Introduction

Le besoin de concevoir des contrôleurs basés sur des microprocesseurs et une logique programmable continue de croître rapidement. Aujourd’hui, presque tout l’environnement qui nous entoure est automatisé à l’aide de microcontrôleurs puissants et bon marché. Un microcontrôleur est un système informatique indépendant qui contient un processeur, des circuits auxiliaires et des dispositifs d'entrée/sortie de données situés dans un boîtier commun. Les microcontrôleurs utilisés dans divers appareils remplissent les fonctions d'interprétation des données provenant du clavier de l'utilisateur ou de capteurs qui déterminent les paramètres environnementaux, assurent la communication entre divers appareils du système et transmettent des données à d'autres appareils.
Les microprocesseurs sont intégrés aux équipements de télévision, vidéo et audio. Les microprocesseurs contrôlent les robots culinaires, les machines à laver, les fours à micro-ondes et de nombreux autres appareils électroménagers. Les voitures modernes contiennent des centaines de microcontrôleurs.
Dans ce projet de cours, la tâche est de développer un système de protection incendie pour les locaux, dans lequel le microprocesseur jouera un rôle de coordination : il recevra les signaux des capteurs et déterminera le comportement du système de désenfumage dans son ensemble en fonction des données reçu des capteurs. L'un des avantages de ce système est son excellente évolutivité, qui vous permet d'appliquer un schéma similaire aussi bien pour les petits bureaux que pour un étage d'un immeuble ou l'ensemble du bâtiment en n'effectuant que de petites modifications. L'introduction du système de protection contre la fumée en cours de développement améliorera considérablement la sécurité incendie de manière simple, peu coûteuse et efficace.

1 Énoncé du problème et son interprétation physique

Ce projet de cours nécessite l'élaboration d'un diagramme schématique et d'un texte d'un programme de contrôle d'un système de protection incendie pour un local.
Notre système doit surveiller les sources possibles d’incendie et interroger les détecteurs de fumée. Chaque capteur doit être interrogé sur une ligne individuelle. De la même manière, des commandes individuelles pour allumer et éteindre le système de protection incendie dans la pièce doivent être reçues. Nous indiquerons l'état des capteurs et des éléments du système à l'aide de LED et d'écrans LCD.

Ainsi, pour contrôler chaque pièce nous avons besoin de 4 lignes :
- entrée d'un capteur de fumée ;
- entrée des capteurs de température ;
- ouvrir les vannes d'évacuation des fumées ;
- allumer le système d'extinction d'incendie.

Un zéro logique sur la ligne signifiera l'absence de fumée ou l'état passif du système de protection incendie, et un zéro logique signifiera respectivement la présence de fumée et l'activation du système de protection incendie pour les détecteurs de fumée et les équipements de protection incendie.
S'il y a de la fumée dans la pièce, tous les éléments du système de protection doivent être immédiatement activés.
En plus du traitement direct des données, le processus de surveillance doit être clairement présenté à l'utilisateur. À ces fins, nous utiliserons des LED et des écrans LCD. En cas de fumée, une alarme sonore doit attirer l'attention de l'opérateur. Pour implémenter des effets sonores, nous utiliserons un haut-parleur.
Fonctions de l'appareil :
1 - Mesure de température
2 – Contrôle des vannes de désenfumage
3 - Affichage
4 - Alerte

2 Sélection des moyens techniques et schéma fonctionnel du MPU

Choisissons un microcontrôleur sur la base duquel le système à microprocesseur sera construit. Lors du choix d'un microcontrôleur, il est nécessaire de prendre en compte la capacité en bits du microcontrôleur.
Deux familles de microcontrôleurs ont été envisagées comme base possible pour le développement d'un système de protection contre la fumée : ADuC812 d'Analog Devices et 68Н08 de Motorola. Considérez chacun d’eux.
Le processeur ADuC812 est un clone d'Intel 8051 avec des périphériques intégrés. Listons les principales fonctionnalités de l'ADuC812.
- 32 lignes d'E/S ;
- ADC 12 bits haute précision à 8 canaux avec une vitesse d'échantillonnage allant jusqu'à 200 Kbps ;
- Contrôleur DMA pour un échange à grande vitesse entre ADC et RAM ;
- deux DAC 12 bits avec sortie tension ;
- capteur de température.
- 8 Ko de mémoire flash interne reprogrammable pour la mémoire
programmes;
- 640 octets de mémoire flash interne reprogrammable pour la mémoire
données;
- 256 octets de RAM interne ;
-16 Mo d'espace d'adressage externe pour la mémoire de données ;
- 64 Ko d'espace d'adressage externe pour la mémoire programme.
- fréquence 12 MHz (jusqu'à 16 MHz) ;
- trois timers/compteurs 16 bits ;
- neuf sources d'interruption, deux niveaux de priorité.
- spécification pour travailler avec des niveaux de puissance en 3V et 5V ;
- modes normal, veille et arrêt.
- 32 lignes d'E/S programmables, série UART
- minuterie de surveillance ;
- gestion de l'énergie.
L'ADuC812BS, hébergé dans un boîtier PQFP52, est illustré à la figure 3.1 (avec ses dimensions hors tout).

Figure 3.1 - logé dans un boîtier PQFP52 ADuC812BS

La famille 68HC08/908 de microcontrôleurs 8 bits est développement ultérieur famille 68НС05/705. Notons les principaux avantages de la famille 68NS08/908 par rapport aux microcontrôleurs 68NS05/705.
1) Le processeur CPU08 fonctionne à une fréquence d'horloge plus élevée de 8 MHz, implémente un certain nombre de méthodes d'adressage supplémentaires et dispose d'un ensemble étendu de commandes exécutables. Le résultat est une augmentation des performances jusqu'à 6 fois par rapport aux microcontrôleurs 68HC05.
2) L'utilisation de la mémoire FLASH offre la possibilité de programmer les microcontrôleurs de la sous-famille 68NS908 directement dans le cadre du système implémenté à l'aide d'un ordinateur personnel.
3) Structure modulaire des microcontrôleurs et disponibilité grande bibliothèque modules d'interface et périphériques aux caractéristiques améliorées
La statistique rend assez simple la mise en œuvre de divers modèles dotés de fonctionnalités avancées.
4) Les capacités de débogage du programme ont été considérablement étendues grâce à l'introduction d'un moniteur de débogage spécial et à la mise en œuvre d'un arrêt à un point de contrôle. Cela permet un débogage efficace sans utiliser d'émulateurs de circuits coûteux.
5) Des capacités supplémentaires de surveillance du fonctionnement des microcontrôleurs ont été mises en œuvre, augmentant ainsi la fiabilité des systèmes dans lesquels ils sont utilisés.
Tous les microcontrôleurs de la famille 68НС08/908 contiennent un cœur de processeur CPU08, une mémoire de programme interne - une ROM programmable par masque d'une capacité allant jusqu'à 32 Ko ou une mémoire FLASH d'une capacité allant jusqu'à 60 Ko, une RAM de données d'une capacité de 128 octets. à 2 Ko. Certains modèles disposent également d'une mémoire EEPROM d'une capacité de 512 octets ou 1 Ko. La plupart des microcontrôleurs de la famille fonctionnent avec une tension d'alimentation de 5,0 V, fournissant une fréquence d'horloge maximale F t = 8 MHz. Certains modèles fonctionnent avec une tension d'alimentation réduite de 3,0 V et même de 2,0 V.
Les microcontrôleurs de la famille 68HC08/908 sont divisés en plusieurs séries dont les lettres sont indiquées pour chaque modèle après le nom de famille (par exemple, 68HC08AZ32 - série AZ, modèle 32). Les séries se distinguent principalement par la composition des modules périphériques et les domaines d'application. Tous les modèles contiennent des minuteries 16 bits avec 2, 4 ou 6 entrées/sorties de capture combinées. La plupart des modèles contiennent des ADC 8 ou 10 bits.
Les séries AB, AS, AZ comprennent des microcontrôleurs à usage général qui offrent des capacités d'interface améliorées avec des périphériques externes grâce à la présence de six ports parallèles et de deux ports série (SCI, SPI). Les modèles des séries BD, SR et GP disposent de quatre ports parallèles. Un certain nombre de séries disposent de ports série spécialisés utilisés pour organiser les réseaux de microcontrôleurs. Il s'agit de la série AS, qui assure le transfert des données via le bus multiplex L 850, de la série JB, qui possède une interface avec le bus série USB, de la série AZ, qui contient un contrôleur réseau CAN, de la série BD, qui met en œuvre le 1 Interface 2 C. Les microcontrôleurs de ces séries sont largement utilisés dans l'automatisation industrielle, les équipements de mesure, les systèmes électroniques automobiles et la technologie informatique.
Les microcontrôleurs spécialisés de la série MR contiennent des modules PWM 12 bits avec 6 canaux de sortie. Ils sont destinés à être utilisés dans les systèmes de commande d'entraînement électrique. Les microcontrôleurs RK et RF sont destinés à être utilisés dans l'ingénierie radio.
Les séries JB, JK, JL et KX sont produites dans des boîtiers bon marché avec un petit nombre de broches. Les microcontrôleurs de ces séries disposent de 13 à 23 lignes d'entrée/sortie de données parallèles. Ils sont utilisés dans les équipements ménagers et les produits destinés à un usage de masse, où l'exigence de faible coût est l'un des principaux facteurs.
Les séries QT et QY comprennent des modèles destinés aux projets à petit budget. Ces microcontrôleurs sont peu coûteux et sont disponibles dans des boîtiers compacts avec un petit nombre de broches (8 ou 16). Ils disposent d'un oscillateur intégré qui génère une fréquence d'horloge avec une précision de 5 %. La petite quantité de mémoire FLASH (jusqu'à 4 Ko), la présence d'un ADC et d'une minuterie rendent ces modèles idéaux pour construire des contrôleurs simples pour les systèmes de surveillance et de contrôle distribués.
Les deux familles de microcontrôleurs disposent de programmeurs qui permettent d'utiliser les deux langages haut niveau(en particulier le langage C) et les assembleurs. Les prix des deux familles de microcontrôleurs ne diffèrent pas significativement : quand coût moyen environ 400 roubles, la différence est de 50 à 100 roubles, ce qui n'affecte pratiquement pas le coût final de mise en œuvre d'un système de protection incendie.
En raison de la plus grande disponibilité sur le marché des microcontrôleurs ADuC812 et des programmeurs correspondants, il a été décidé d'utiliser des microcontrôleurs de cette famille, et plus particulièrement de l'ADuC812BS.
Dans ce projet de cours, le microcontrôleur est l'élément de coordination du système. Par conséquent, il doit recevoir des données des capteurs et émettre des commandes aux éléments du système de protection contre la fumée. Étant donné que les deux sont des appareils analogiques et que le microcontrôleur est un appareil numérique, il est nécessaire d'utiliser un CAN et un DAC pour convertir les signaux.
Pour l'ADC, nous utiliserons le convertisseur Hitachi H1562-8 intégré au système à microprocesseur.
Voici les principales caractéristiques de l’ADC :
- Capacité 12 bits ;
- vitesse 0,4 µs ; -DNL ±0,018 % ;
-INL ±0,018 % ;
- tension d'alimentation U cc +5/-15 V ;
- courant d'alimentation 1 CC 15/48 mA ;
- tension de référence Uref +10,24V ;
- courant de sortie I out 3-7 mA ;
- températures de fonctionnement de -60 à ±85°С ;
- boîtier 210V.24-1 (CerDIP 24 broches).
Pour afficher les données texte, nous utiliserons l'écran LCD WH16028-NGK-CP de Winstar Display. Il s'agit d'un afficheur monochrome capable d'afficher simultanément jusqu'à 32 caractères (deux lignes de 16 positions). De plus, le circuit comprend des LED et un haut-parleur.

3 Algorithme de fonctionnement du MPU et protocole d'échange d'informations entre le MPU et l'objet de contrôle.

Les signaux des capteurs de fumée arrivent directement aux entrées du port P1.0-P1.2 du microcontrôleur. Pour interagir avec les périphériques, le MAX3064 est inclus dans le circuit : les signaux des sorties D0-D10 sont envoyés à l'écran LCD. Les signaux pour les LED proviennent des sorties D10-D16. Les signaux de commande pour les LED et les LCD proviennent des ports PO et P2 du microcontrôleur. Grâce à P1.5-P1.7, des signaux de commande sont fournis aux systèmes de désenfumage.
Le diagramme de l'algorithme du programme est donné en annexe B.

Conclusion

Le travail a examiné en pratique la conception d'un véritable système à microprocesseur en utilisant une méthode de développement étape par étape : analyse des microcontrôleurs existants, sélection de la base d'éléments pour le système, sélection d'un fabricant, création schéma fonctionnel, fonctionnel et, comme résultat principal, un schéma électrique schématique, sur la base duquel vous pouvez commencer à câbler l'appareil. Pour assurer le plein fonctionnement du produit matériel, un logiciel spécial a été développé à cet effet.
.

Liste des sources utilisées

1 Annuaire. Microcontrôleurs : architecture, programmation, interface. Brodin V.B., Shagurin M.I.M. : EKOM, 1999.
2 Andreev D.V. Programmation des microcontrôleurs MCS-51 : Tutoriel. - Oulianovsk : Université technique d'État d'Oulianovsk, 2000.
3 M. Predko. Guide du microcontrôleur. Volume I. Moscou : Postmarket, 2001.
4 Circuits intégrés : Référence. / B.V. Tarabrin, L.F. Lukin, Yu.N. Smirnov et autres ; Éd. B.V. Tarabrina. – M. : Radio et Communications, 1985.
5 Burkova E.V. Systèmes à microprocesseur. GOU OSU. 2005.

ANNEXE A
(Informatif)

Schéma fonctionnel du MK ADuC812BS

ANNEXE B
(requis)

Diagramme d'algorithme du programme

ANNEXE B
(requis)

Schéma de l'appareil

ANNEXE D
(requis)

Liste des programmes
#include "ADuC812.h"
#inclure "max.h"
#inclure "kb.h"
#inclure "lcd.h"
#inclure "i2c.h"

int etazN,i,j,curEtaz,Prepat;

int VvodEtaz()
{
char etaz;
int tmp;

LCD_Type("Étazh:");
etaz="0";
pendant que(etaz=="0")
{
if(ScanKBOnce(&etaz))
{
etazN = etaz-48;
LCD_Putch(étazN+48);
etaz="0";
pendant que(etaz=="0")
{
if(ScanKBOnce(&etaz))
{
si(etaz=="A")(break;) sinon
{
tmp=etaz-48;
etazN=(étazN*10)+(étaz-48);
LCD_Putch(tmp+48);
};
};
};
};
};
retourner etazN ;
}

annuler HodLifta()
{
int j,je;
si(curEtaz {
pour (i=curEtaz;i<=etazN;i++)
{
pour (j=0; j<=10000; j++)
{
ÉcrireMax(SV,i);
Retard();
}
}
};
si(curEtaz>etazN)
{
pour (i=curEtaz;i>=etazN;i--)
{
pour (j=0; j<=10000; j++)
{
ÉcrireMax(SV,i);
Retard();
}
}
};
curEtaz=etazN;
}

// 5 secondes pour zakrytie dverei i proverka prepatstviya :
annuler ZakrDveri()
{
int j,je;
char Bc;

BC="0";
pour (i=1;i<=5;i++)
{
pour (j=0; j<=1000; j++)
{
si (ScanKBOnce (&Bc))
{
si(Bc=="B")
{
Prépat=1 ;
allez à id3;
); // B - datchik prepatstviya
};
Retard();
};
LCD_GotoXY(15,1);
LCD_Putch(je+48);
}
identifiant3 : je=1 ;
}

vide principal()
{
char Ac,etaz;
int tmp;

TMOD=0x20 ;
TCON=0x40 ;

InitLCD();
LCD_GotoXY(0,1);
LCD_Type("SvetVyk");
LCD_GotoXY(7,1);
LCD_Type("DveriZakr");

CurEtaz=1; // tekushii etaz
Prépat=0 ; // prepyatsvii net
identifiant : Ac="0" ;
pendant que(Ac=="0")
{
si (ScanKBOnce (&Ac))
{
si(Ac=="A")
{
etazN=VvodEtaz();
LCD_GotoXY(0,0); // propelle "etaz"
Type_LCD(" ");
LCD_GotoXY(0,1);
LCD_Type("SvetVkl");
HodLifta();
identifiant2 : LCD_GotoXY(7,1);
LCD_Type("DveriOtkr");
// zdem 20 sec :
pour(i=0;i<=10000;i++)
{
if(ScanKBOnce(&Ac)) // nazhatie etaza vnutri
{
si(Ac=="A")
{
etazN=VvodEtaz();
LCD_GotoXY(7,1);
LCD_Type("DveriZakr");

si (Prépat==1)
{
LCD_GotoXY(0,1);
LCD_Type("SvetVkl");
Prépat=0 ;
gotoïde2;
};
LCD_GotoXY(0,0);
Type_LCD(" ");
HodLifta();
gotoïde2;
};
};
Retard();
};
LCD_GotoXY(0,1);
LCD_Type("SvetVyk");
LCD_GotoXY(7,1);
LCD_Type("DveriZakr");
ZakrDveri(); // ferme lentement les portes
si (Prépat==1)
{
LCD_GotoXY(0,1);
LCD_Type("SvetVkl");
Prépat=0 ;
gotoïde2;
};
LCD_GotoXY(0,0);
Type_LCD(" ");
LCD_GotoXY(0,0);
// traîneau zdem vyzova :
aller à l'identifiant ;
}
}
}
tandis que(1);
}
etc.............

Détecteur de fumée simple

Les détecteurs de fumée, tant étrangers que nationaux, sont utilisés depuis longtemps dans les bâtiments civils. Récemment, afin de déclencher des alarmes en temps opportun en cas d'incendie, ils ont commencé à être installés dans des bâtiments résidentiels. Mais que faire s'il n'existe pas de tel capteur et qu'il n'est pas possible de l'acheter ?

Un détecteur de fumée fait maison peut être assemblé selon le schéma présenté sur la figure. L'élément sensible est ici un optocoupleur à canal ouvert formé de deux diodes émettrices IR VD1 et VD2. Le premier d'entre eux fonctionne conformément à sa destination et le second reçoit son rayonnement. Le signal IR de la diode VD1 est modulé par des impulsions d'une fréquence de 0,5... 1 kHz, provenant du générateur sur les éléments DD1 1 et DD1.2 via un amplificateur sur le transistor VT2.

Avec une bonne communication optique entre les diodes VD1 et VD2, une tension impulsionnelle se forme aux bornes de ces dernières, qui amplifie le transistor VT3, puis détecte le transistor VT4 dont la tension au collecteur a dans ce cas un niveau logique élevé.

Si, en raison de la présence de fumée dans l'air, la connexion optique entre les diodes VD1 et VD2 est interrompue, l'amplitude de la tension à la grille du transistor VT3 et la tension constante au collecteur du transistor Schmit diminueront. déclencheur sur les éléments DD1.3 et DD1.4, à la sortie d'un des éléments auquel le circuit de base du transistor VT1 est connecté, surveille le niveau de tension au collecteur du transistor VT4

De ce fait, en l'absence de fumée, le transistor VT1 est fermé et les microcircuits DD2 DD3 sont déconnectés de la source d'alimentation. Avec l'apparition de fumée, ce transistor s'ouvre, les microcircuits indiqués sont alimentés et le générateur de signaux sonores qui y est assemblé commence à fonctionner. Un émetteur sonore électromagnétique HA1 est connecté à la sortie du générateur via un amplificateur à base de transistor VT5.

Le transistor KPZ0ZA peut être remplacé par un KPZ0ZE et le KT3107A peut être remplacé par un de la série KT361. Tout transistor des séries KT817A, KT603A, KT503A de cet appareil peut être remplacé par un autre de la même liste ou un transistor de la série KT815, KT817.

La conception du capteur peut être arbitraire, mais les diodes VD1. Les VD2 doivent être placés côte à côte, leurs fenêtres optiques se faisant face et garantissant un libre accès depuis l'espace entourant le capteur.

La mise en place de l'appareil revient à régler le curseur de la résistance d'ajustement R7 sur une position dans laquelle la présence de fumée (par exemple une cigarette) entre les diodes VD1 et VD2 conduit à un signal audio, et après sa suppression, le signal s'arrête. Pour obtenir un bon résultat, vous pouvez sélectionner la position relative des diodes VD1 et VD2. Il est recommandé de répéter la vérification et le réglage du capteur plusieurs fois.

Les dégâts causés par un incendie peuvent être encore plus importants que ceux causés par des voleurs, et une alarme opportune permettra de sauver au moins quelque chose.

Riz. 3.21. Circuit électrique du capteur de fumée

Dans les installations industrielles, les capteurs thermiques sont principalement utilisés pour l'alarme incendie (ils sont les moins chers). La particularité de leur appareil est qu'ils déclenchent une alarme lorsque les locaux protégés ont déjà brûlé.

Selon les pompiers, les détecteurs de fumée sont considérés comme les plus fiables, mais tout le monde ne peut pas se les permettre.

L'une des options pour fabriquer un capteur de fumée est illustrée à la Fig. 3.21. Le circuit se compose d'un générateur (sur les éléments du microcircuit DD1.1, DD1.2, C1, R1, R2), d'un shaper d'impulsions courtes (sur DD1.3 et C2, R3), d'un amplificateur

Riz. 3.22. Type de conception du capteur

(VT1) et émetteur (HL1) d'impulsions IR, ainsi qu'un comparateur (DD2) et un commutateur à transistor (VT2). Lorsque des impulsions IR sont reçues par la photodiode HL2, le comparateur se déclenche et sa sortie décharge le condensateur C4. Dès que le passage des impulsions est perturbé, le condensateur se chargera à travers la résistance R9 en 1 seconde à la tension d'alimentation et l'élément D1.4 commencera à fonctionner. Il transmet les impulsions du générateur au commutateur de courant VT2. L'utilisation de la LED HL3 n'est pas nécessaire, mais si elle est présente, il est pratique de contrôler le moment où le capteur se déclenche.

La conception du capteur (Fig. 3.22) comporte une zone de travail, lorsque de la fumée y pénètre, le passage des impulsions IR est affaibli, et si plusieurs impulsions ne passent pas d'affilée, le capteur se déclenche (ce qui garantit l'immunité au bruit du circuit). Dans ce cas, des impulsions de courant apparaissent dans la ligne de connexion, qui sont mises en évidence par le circuit de commande illustré à la Fig. 3.23.

Riz. 3.23. Circuit de contrôle

Vous pouvez connecter plusieurs détecteurs de fumée à une seule boucle de sécurité (en parallèle). Lors de la configuration du circuit de commande avec la résistance R14, nous installons les transistors de manière à ce que VT3 et VT4 soient dans un état verrouillé (la LED HL4 ne s'allume pas).

Un capteur de fumée en mode SÉCURITÉ consomme un courant ne dépassant pas 3 mA et est testé lorsqu'il fonctionne dans la plage de température de -40 à +50 °C.

La sortie du circuit de commande (collecteur VT4) peut être connectée directement au système de sécurité à la place du capteur.

Lors de l'utilisation de plusieurs capteurs installés simultanément à des endroits différents, le circuit peut être complété par un indicateur du numéro du capteur de fumée activé. Pour ce faire, il faut que les fréquences des générateurs (en fonction de C1 et R2) diffèrent les unes des autres, et à l'aide d'un indicateur de fréquence numérique, par exemple proposé par M. Nazarov ("Radio", N 3, 1984, pp. 29-30), il sera facile de déterminer le lieu de l'incendie. Dans le même temps, il n'est pas nécessaire d'exécuter des boucles de sécurité séparément pour chaque capteur, ce qui simplifiera considérablement le câblage et réduira leur consommation.

Les transistors VT1 et VT2 peuvent être remplacés par KT814. Les diodes IR conviendront à de nombreux autres types, mais cela peut nécessiter de sélectionner la valeur de la résistance R6.

Les condensateurs utilisés sont C1, C2, C4, C5 de type K10-17a, SZ - K53-18-16V, C6 - K50-6-16V. La résistance R14 est de type SP5-2, les autres sont de type C2-23.

Il est conseillé d'installer un détecteur de fumée dans les pièces où sont stockés des objets inflammables, et de le placer dans des endroits où passe le flux d'air, par exemple à proximité d'une ouverture de ventilation - dans ce cas, un incendie sera détecté plus tôt.

Le circuit peut trouver d'autres applications, par exemple comme capteur sans contact pour les alarmes de sécurité ou les dispositifs d'automatisation.

Liste des radioéléments

Un détecteur de fumée est l'un des dispositifs les plus courants dans les systèmes d'alarme incendie et d'extinction d'incendie. L'appareil réagit aux produits de combustion, à leur capacité à modifier l'environnement optique, au rayonnement infrarouge d'un objet et à d'autres signes permettant de détecter un incendie. Du fait que la fumée, même en petites quantités, modifie considérablement la transparence optique de l'atmosphère et monte immédiatement vers le haut, elle est assez facile à détecter. Cela permet de déterminer à un stade précoce la source d'un incendie, ce qui explique la multiplication de ces détecteurs. Mais pour les utiliser efficacement, il faut savoir comment cela fonctionne, comment cela fonctionne, et en tenir compte lors du choix de l'emplacement d'installation.

Conception du capteur de fumée

Le détecteur de fumée ponctuel se compose de deux parties. Le premier ressemble à un cylindre plat avec un plot à quatre broches (appelé prise), il est monté au plafond ou au mur. La deuxième partie active ressemble à un cône tronqué à deux étages. À sa base se trouve une unité électronique et au sommet se trouve une chambre à fumée. Les pièces s'ouvrent facilement car le capteur doit être retiré périodiquement. Ceci est fait afin de le nettoyer de la poussière et d'effectuer un entretien de routine ou un remplacement rapide. Le détecteur de fumée se connecte simplement en tournant la prise. Pour contrôler la présence d'un détecteur dans la prise, il y a deux contacts qui se ferment après l'installation de l'appareil. Parfois, il est nécessaire d’éteindre le détecteur de fumée, comme dans le cas de travaux poussiéreux dans une pièce. Pour ce faire, il se dévisse simplement de la prise.

Un détecteur d'incendie optique utilise l'effet de diffusion de l'émetteur. Il est installé de manière à ce que sa lumière ne tombe pas sur le photodétecteur. S'il y a de la fumée dans le capteur, la transparence de l'air change et la lumière se reflète sur la photodiode, provoquant le déclenchement du capteur. La chambre de fumée a une forme complexe. Il permet une libre circulation de l'air, minimise la pénétration de poussière et protège contre les interférences électromagnétiques. De plus, grâce aux plaques incurvées noires situées autour du périmètre de la caméra, elle empêche les sources de lumière externes et le rayonnement de la LED d'entrer en raison des multiples réflexions sur la photodiode. Presque tout le rayonnement tombant sur les plaques est absorbé par celles-ci.

Le schéma de connexion des détecteurs de fumée d'alarme incendie est traditionnel, utilisant un câble à quatre fils. Deux fils alimentent, le troisième envoie une alarme si de la fumée est détectée et le quatrième surveille la présence d'un détecteur dans la prise.

Comment fonctionne le capteur de fumée

Selon le principe de fonctionnement, les détecteurs de fumée d'incendie sont divisés en deux types : optiques et à ionisation. Les premiers sont :

• indiquer;
• linéaire;
• aspiration.

Les seconds appareils sont divisés en deux groupes : les radio-isotopes et les inductions électriques, utilisés dans des locaux particulièrement critiques.

Les détecteurs de fumée ponctuels utilisent la propriété de la fumée grise pour diffuser le rayonnement infrarouge. L'émetteur et le récepteur sont situés dans le même boîtier. La fumée pénétrant dans l'appareil provoque une modification du support optique, ce qui entraîne la réflexion du rayonnement LED sur la photodiode. Si la puissance du rayonnement frappant le photodétecteur est supérieure à une certaine valeur seuil, l'appareil fonctionnera.

Les détecteurs de fumée linéaires se composent de deux parties : un émetteur et un récepteur. Ils sont installés sous le plafond sur des murs opposés en visibilité directe. Le principe de fonctionnement du capteur de fumée est le suivant. L'émetteur (LED) est constamment allumé. Le récepteur (photodiode) surveille en permanence la puissance du signal reçu. Lorsque le rayonnement dépasse une certaine limite, le capteur se déclenche. Le schéma de connexion des détecteurs de fumée d'incendie de ce type diffère des détecteurs classiques à boîtier unique en ce qu'il existe un câble d'alimentation supplémentaire vers l'émetteur.

Le principe de fonctionnement d'un capteur de fumée par aspiration est d'extraire avec force l'air de l'atmosphère d'une pièce protégée et de surveiller ensuite son état à l'aide de capteurs de fumée laser ultra-sensibles. Utilisé dans les zones de production « propres », les salles de serveurs, les salles d’opération et autres endroits où une détection précoce des incendies est particulièrement requise. Cela a un coût élevé.

Le capteur de radio-isotopes irradie l’atmosphère de la chambre et l’ionise. Une tension est appliquée aux électrodes insérées dans la région d'ionisation et un courant d'ionisation se produit. Lorsque le smog pénètre, les ions de l’air commencent à adhérer aux particules de fumée plus grosses et moins mobiles. Cela entraîne une diminution du courant d'ionisation, ce qui signale la présence d'un incendie. Le capteur est efficace pour détecter la fumée noire qui absorbe le rayonnement infrarouge. En raison du rayonnement radioactif, il n'est pas utilisé dans les bâtiments résidentiels.

Le capteur électro-inductif est doté d'une pompe électrique qui aspire l'air dans un tube à gaz, où il est chargé sous l'influence d'une décharge corona. En allant plus loin et en entrant dans la chambre avec l'électrode de mesure, il induit un potentiel proportionnel au volume de particules chargées. L'unité électronique traite l'amplitude, le taux de son augmentation et émet une alarme si les valeurs seuils sont dépassées. Utilisé sur la station spatiale internationale Mir.

Est-il possible de fabriquer un détecteur de fumée de ses propres mains ?

Le moyen le plus simple de fabriquer un détecteur de fumée optique linéaire. Le circuit se compose de deux LED, d'un phototransistor, d'un amplificateur opérationnel, d'une résistance variable et d'un émetteur piézocéramique. L'ensemble de la conception est réalisé sur une seule planche. La lumière de la première LED ouvre le phototransistor et la tension de l'émetteur va à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel. Un potentiel est fourni à l'autre entrée de l'amplificateur via une résistance variable, qui régule la sensibilité de l'appareil. Si l'équilibre entre les entrées de l'amplificateur est perturbé en raison de la présence de fumée, un signal apparaît en sortie, allumant un deuxième indicateur LED et une sirène piézo. L'appareil peut même être connecté comme détecteur de fumée à une alarme incendie.

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