Автономний димовий пожежний сповіщувач

Реферат: UA 81664 U UA 81664 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі пожежної сигналізації і може бути використана як автономний димовий пожежний сповіщувач для виявлення збільшення оптичної щільності повітря по інтенсивності розсіювання світлового інфрачервоного випромінювання. Відомий автономний димовий пожежний сповіщувач (Извещатель пожарный дымовой оптический точечный автономный СП-ЗТ. Паспорт ААЗЧ.425232.001-02ПС. http://www.adt.com.ua), що виконаний на основі типової схеми застосування контролера МС145010 (Photoelectric Smoke Detector with I/O. For Battery-Powered Applications. MCI45010. Motorola. Semiconductor technical data). Такий автономний димовий пожежний сповіщувач має батарею живлення, контролер, оптичний індикатор, камеру димового сенсора з випромінюючим інфрачервоним діодом та фотодіодом, тестову кнопку та п'єзоелектричний випромінювач, плюсовий та мінусовий виводи батареї живлення з'єднані відповідно з першим та другим виводами живлення контролера та першого конденсатора, фотодіод камери димового сенсора підключений до першого та другого входів контролера, анод випромінюючого інфрачервоного діода камери димового сенсора через другий конденсатор з'єднаний з мінусовим виводом батареї, третій вихід контролера через оптичний індикатор з'єднаний з плюсовим виводом батареї, який через тестову кнопку підключений до третього входу контролера, четвертий вихід якого підключений до п'єзоелектричного випромінювача. До п'ятого виходу контролера підключений перетворювач напруга струм, виходи якого з'єднані з анодом та катодом випромінюючого інфрачервоного діода. Недоліком відомого сповіщувача є низька завадостійкість. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як прототип, є фотоелектричний димовий сповіщувач (CMOS Low Voltage Photoelectric Smoke Detector ASIC RE46C190 DS22271A page 3) такий, що має батарею живлення, контролер, оптичний індикатор, камеру димового сенсора з випромінюючим інфрачервоним діодом та фотодіодом, тестову кнопку та п'єзоелектричний випромінювач, плюсовий та мінусовий виводи батареї живлення з'єднані відповідно з першим та другим виводами живлення контролера та першого конденсатора, фотодіод камери димового сенсора підключений до першого та другого входів контролера, перший та другий виходи контролера з'єднані відповідно з анодом та катодом випромінюючого інфрачервоного діода камери димового сенсора, анод якого через другий конденсатор з'єднаний з мінусовим виводом батареї та першим виводом третього конденсатора, другий вивід якого підключений до третього входу контролера, першого вивода оптичного індикатора та катода першого діода, анод якого з'єднаний з третім виходом контролера та через дросель з плюсовим виводом батареї, який через тестову кнопку підключений до четвертого входу контролера, другий вивід оптичного індикатора підключений до четвертого виходу контролера, п'ятий вихід якого підключений до п'єзоелектричного випромінювача. Прототип виконаний із застосуванням контролера RE46C190 фірми Microchip. Недоліком прототипу також є низька завадостійкість. В основу корисної моделі поставлено задачу забезпечення необхідного рівня завадостійкості. Зазначена задача вирішується тим, що автономний димовий пожежний сповіщувач, що містить батарею живлення, контролер, оптичний індикатор, камеру димового сенсора з випромінюючим інфрачервоним діодом та фотодіодом, тестову кнопку та п'єзоелектричний випромінювач, плюсовий та мінусовий виводи батареї живлення з'єднані відповідно з першим та другим виводами живлення контролера та першого конденсатора, фотодіод камери димового сенсора підключений до першого та другого входів контролера, перший та другий виходи контролера з'єднані відповідно з анодом та катодом випромінюючого інфрачервоного діода камери димового сенсора, анод якого через другий конденсатор з'єднаний з мінусовим виводом батареї та першим виводом третього конденсатора, другий вивід якого підключений до третього входу контролера, першого вивода оптичного індикатора та катода діода, анод якого з'єднаний з третім виходом контролера та через дросель з плюсовим виводом батареї, який через тестову кнопку підключений до четвертого входу контролера, другий вивід оптичного індикатора підключений до четвертого виходу контролера, п'ятий вихід якого підключений до п'єзоелектричного випромінювача, додатково містить паралельно з'єднані четвертий конденсатор та резистор, які своїми виводами підключені між четвертим входом контролера та мінусовим виводом батареї живлення. На кресленні представлена блок-схема автономного димового пожежного сповіщувача. Автономний димовий пожежний сповіщувач (фіг.) містить батарею 1 живлення, контролер 2, перший конденсатор 3, камеру 4 димового сенсора, фотодіод 5, 6 випромінюючий інфрачервоний діод, другий конденсатор 7 та дросель 8, діод 9, третій конденсатор 10, 1 UA 81664 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 оптичний індикатор 11, п'єзоелектричний випромінювач 12, тестову кнопку 13, четвертий конденсатор 14 та резистор 15. Контролер 2 містить в собі генератор 2/1 імпульсів, блок 2/2 логіки, фотоелектричний підсилювач 2/3, перетворювач 2/4 напруга-струм, два транзисторних ключі 2/5 та 2/6, а також драйвер 2/7 звукової частоти. Плюсовий та мінусовий виводи батареї 1 живлення з'єднані відповідно з першим та другим виводами живлення контролера 2 та першого конденсатора 3. Фотодіод 5 камери 4 димового сенсора підключений до першого та другого входів контролера 2, перший та другий виходи контролера 2 з'єднані відповідно з анодом та катодом випромінюючого інфрачервоного діода 6 камери 4 димового сенсора. Анод випромінюючого інфрачервоного діода 6 через другий конденсатор 7 з'єднаний з мінусовим виводом батареї 1 живлення та першим виводом третього конденсатора 10, другий вивід якого підключений до третього входу контролера, першого вивода оптичного індикатора 11 та катода діода 9, анод якого з'єднаний з третім виходом контролера 2 та через дросель 8 - з плюсовим виводом батареї 1. Другий вивід оптичного індикатора 11 підключений до четвертого виходу контролера 2, п'ятий вихід якого підключений до п'єзоелектричного випромінювача 12. Тестова кнопка 13 підключена між плюсовим виводом батареї 1 живлення та четвертим входом контроллера, до якого підключені перші виводи четвертого конденсатора 14, та резистора 15, другі виводи яких з'єднані з мінусовим виводом батареї 1 живлення. Вихід генератор 2/1 імпульсів з'єднаний з першим входом блока 2/2 логіки контролера 2. До другого входу блока 2/2 логіки підключений вихід фотоелектричного підсилювача 2/3, входи якого є першим та другим входами контролера 2. Перший вихід блока 2/2 логіки з'єднаний з входом перетворювача 2/4 напруга-струм, виходи якого є першим та другим виходами контролера 2. Другий вихід блока 2/2 логіки підключений через перший транзисторний ключ 2/5 до третього виходу контролера 2. Третій вихід блока 2/2 логіки підключений через другий транзисторний ключ 2/6 до четвертого виходу контролера 2. Четвертий вихід блока 2/2 логіки підключений через драйвер 2/7 звукової частоти до пятого виходу контролера 2. Автономний димовий пожежний сповіщувач працює таким чином. Розташовують сповіщувачі в приміщеннях у місцях найбільш вірогідного виникнення пожежі та скупчення диму. При підключенні батареї 1 живлення на контролер 2 через його виводи Vdd і Vss подається напруга живлення. Починає працювати генератор 2/1 імпульсів, із якого імпульси надходять на перший вхід блока 2/2 логіки. На другому виході блока 2/2 логіки починають з'являтися імпульси, що через перший транзисторний ключ 2/5 надходять на дросель 8. ЕРС самоіндукції, що створюється на цьому дроселі 8 через перший діод 9, заряджає третій конденсатор 10. Таким чином на третій вхід контролера 2 та на оптичний індикатор 11 подається напруга Vbst, яка в 2,5-3 рази перевищує напругу батареї 1 живлення Vdd. На першому виході блока 2/2 логіки один раз на кілька секунд з'являються імпульси тривалістю кілька десятків мікросекунд, що надходять через перетворювач 2/4 напруга-струм на виводи випромінюючого інфрачервоного діода 6. Протягом цього імпульсу через випромінюючий інфрачервоний діод 6 проходить струм, амплітудне значення якого значно перевищує середнє значення струму, що споживає перетворювач 2/4 напруга-струм від батареї 1 живлення. Розсіяне у камері 4 димового сенсору інфрачервоне світло випромінюючого діода 6 надходить на фотодіод 5 і фото - ЕРС через перший та другий входи контролера 2 надходить на входи фотоелектричного підсилювача 2/3. Після підсилення сигнал надходить на другий вхід блока 2/2 логіки. Якщо цей сигнал досягне встановленого значення, то на другому вході блока 2/2 логіки будуть з'являтися імпульси, синхронні з імпульсами, що з'являються на першому виході цього блока 2/2 логіки. Якщо значення оптичної щільності повітря знаходиться в нормальному стані, то на виході фотоелектричного підсилювача 2/3 буде малий сигнал і тому один раз за 40 с на третьому виході блока 2/2 логіки буде формуватися короткочасний сигнал, що через другий транзисторний ключ 2/6 та четвертий вихід контролера 2 зробить активним оптичний індикатор 11. При досягненні задимленості встановленого рівня, тобто при підвищенні оптичної щільності повітря в місці розташування сповіщувача, збільшується інтенсивність розсіяного випромінювання, тому кожні 10 с будуть надходити імпульси на другий вхід блока 2/2 логіки. В цьому випадку спочатку на третьому виході блока 2/2 логіки починають формуватися імпульси з частотою біля 1 Гц, що надходять на оптичний індикатор 11, а після кількох підтверджень того, що імпульси з виходу фотоелектричного підсилювача 2/3 надходять синхронно з імпульсами на першому виході контролера 2, блок логіки 2/2 починає формувати на своєму четвертому виході імпульси, які надходять через драйвер 2/7 звукової частоти на п'єзоелектричний випромінювач 12, який буде перетворювати електричні коливання у акустичні. Таким чином при виявлені 2 UA 81664 U 5 пожежі самим сповіщувачем буде відтворюватись переривчастий сигнал звукової частоти п'єзоелектричним випромінювачем 12. Для перевірки працездатності автономного сповіщувача застосовується тестова кнопка. При натисканні на неї високий потенційний рівень логічного сигналу подається на четвертий вхід контролера, контролер 2 по цьому сигналу виробляє звукові та світові сигнали, що відтворюються п'єзоелектричним випромінювачем 12 та оптичним індикатором 11. Четвертий конденсатор 14 та резистор 15 забезпечують додержання на четвертому вході контролера 2 низького потенційного рівня навіть в умовах завад, що з'являються на провіднику, що з'єднує четвертий вхід контролера 2 з тестовою кнопкою 13. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 Автономний димовий пожежний сповіщувач, що містить батарею живлення, контролер, оптичний індикатор, камеру димового сенсора з випромінюючим інфрачервоним діодом та фотодіодом, тестову кнопку та п'єзоелектричний випромінювач, плюсовий та мінусовий виводи батареї живлення з'єднані відповідно з першим та другим виводами живлення контролера та першого конденсатора, фотодіод камери димового сенсора підключений до першого та другого входів контролера, перший та другий виходи контролера з'єднані відповідно з анодом та катодом випромінюючого інфрачервоного діода камери димового сенсора, анод якого через другий конденсатор з'єднаний з мінусовим виводом батареї та першим виводом третього конденсатора, другий вивід якого підключений до третього входу контролера, першого вивода оптичного індикатора та катода діода, анод якого з'єднаний з третім виходом контролера та через дросель з плюсовим виводом батареї, який через тестову кнопку підключений до четвертого входу контролера, другий вивід оптичного індикатора підключений до четвертого виходу контролера, п'ятий вихід якого підключений до п'єзоелектричного випромінювача, який відрізняється тим, що додатково містить паралельно з'єднані четвертий конденсатор та резистор, які своїми виводами підключені між четвертим входом контролера та мінусовим виводом батареї живлення. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3