熱感知器回路とアプリケーションの動作原理

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私たちの日常生活では、さまざまな理由で製造業、組織、企業、ショッピングセンター、住宅地で発生するいくつかの火災事故を目の当たりにし、主要な新聞の見出しになっています。これらの火災事故は通常、財産または金銭の損失を引き起こし、重傷または死傷者につながります。このような火災事故を回避し、火災による損失を最小限に抑えるために、優れたセキュリティ/保護システムの開発は依然として優れた選択肢です。そのようなシステムは、いくつかの形でより良いプロトタイプを設計することによって開発することができます 最新のエレクトロニクスプロジェクト 熱センサーまたは熱検出器を使用します。これら センサーベースのプロジェクト 消火用の消防ロボット、火災事故の発生を防ぐための自動熱感知器回路などがあります。

熱感知器

熱感知器(サーミスタ)

熱感知器(サーミスタ)



熱感知器は、熱または火の変化を検出する要素またはデバイスとして定義できます。熱(熱センサー定格の制限を超える熱の変化)が感知された場合 熱センサー 、熱センサーは、火災事故を消火または回避するためにセキュリティまたは保護システムに警告またはアクティブ化するための信号を生成します。熱センサーにはさまざまな種類があり、耐熱能力の量、熱感知能力の性質など、さまざまな基準に基づいて分類されます。さらに、熱 センサーはさまざまなタイプに分類されます アナログ熱センサーとデジタル熱センサーが含まれます。


熱感知器回路

熱感知器は熱を感知することができます(使用される熱感知器の機能に応じた熱の変化)。ただし、火災または熱の変化を示す警報システムをアクティブにし、セキュリティまたは保護システムに警告するための回路を設計する必要があります。熱感知器回路は、熱センサーを使用して設計できます。



これら 熱感知器 主に動作により2種類に分類され、「上昇率熱感知器」と「固定温度熱感知器」です。

上昇率熱感知器

これらの熱検出器は、開始温度に関係なく動作し、1分あたり12°から15°F(6.7°から8.3°C)の範囲の要素温度の急激な上昇に対応します。これらのタイプの熱感知器の閾値が固定されている場合、これらは低温火災条件で動作することができます。この熱感知器は、2つの感熱熱電対またはサーミスタで構成されています。 1つの熱電対は、対流または放射によって伝達される熱を監視するために使用されます。もう一方の熱電対は周囲温度に反応します。熱感知器は、最初の熱電対の温度が他の熱電対に比べて上昇するたびに応答します。

上昇率熱感知器

上昇率熱感知器

上昇率熱検出器は、意図的に発生する火災の低いエネルギー解放率には反応しません。組み合わせ検出器は、ゆっくりと発生する火災を検出するために使用できる固定温度要素を追加します。この要素は、固定温度要素が設計しきい値に達するたびに最終的に応答します。


固定温度熱感知器

固定温度熱感知器

固定温度熱感知器

これは最も頻繁に使用される熱感知器です。温度または熱が変化するたびに、感熱性共晶合金の共晶点が固体から液体に変化するため、固定温度検出器が動作します。一般に、電気的に接続された固定温度ポイントの場合、華氏136.4度または摂氏58度です。

熱感知器回路の動作原理

熱センサーとして使用できる簡単な熱感知器回路を図に示します。この熱感知器の回路図では、分圧回路はサーミスタと100オームの抵抗の直列接続で形成されています。 If(負の温度係数) N.T.C型サーミスタ を使用すると、加熱後にサーミスタの抵抗が減少します。したがって、より多くの電流がサーミスタによって形成された分圧回路を流れ、 100オームの抵抗 。したがって、サーミスタと抵抗の接合部により多くの電圧が現れます。

熱感知器回路

熱感知器回路

110オームのサーミスタを考えてみましょう。加熱すると抵抗値は90オームになります。次に、普及した概念である分圧回路、つまり分圧器に従って、1つの抵抗器の両端の電圧と、その抵抗器の値と抵抗の合計に直列の組み合わせの両端の電圧を掛けた比率が等しくなります。この熱感知器回路システムの入出力関係は、この特定の概念の分圧器の概念によって与えられる入力電圧に対する出力電圧の比率の形をとります。

最後に、出力電圧が NPNトランジスタ 抵抗を介して回路に示されています。 A ツェナーダイオード エミッタ電圧を4.7ボルトに維持するために使用されます。これは比較的使用できます。ベース電圧がエミッタ電圧よりも大きい場合、トランジスタは導通を開始します。これは、トランジスタのベース電圧が4.7Vを超え、ブザーが接続されて音を出すための熱感知器回路が完成しているためです。

SCRとLEDを使用した熱感知器回路

熱感知器回路はサーミスタを使用して設計されていますが、トランジスタとブザーの代わりに、ここではSCRとLEDが使用されています。 SCRはLEDと直列に接続されています。ここでは、LEDが警告要素として使用されています。回路に接続されている赤色LEDは、サーミスタによって感知された熱の大幅な変化を示すように切り替えられます。

SCRとLEDを使用した熱感知器回路

SCRとLEDを使用した熱感知器回路

一般に、サーミスタは室温で非常に高い抵抗(定格値100KΩにほぼ等しい)を提供します。この非常に高い抵抗のため、実際には電流は流れません。したがって、トリガーパルスはSCRゲート端子に与えられません。しかし、サーミスタがかなりの量の熱を感知すると、サーミスタの抵抗は大幅に低下します。したがって、十分な量の電流が回路を流れ、SCRのゲート端子がトリガーされます。そのため、SCRと直列に接続されたLEDは、熱の変化を示すアラートとして点灯します。

同様に、実際に実装することができます エレクトロニクスプロジェクト さまざまな熱感知器回路を開発する。ここでは、主にトランジスタを使用してブザーアラームを作動させる熱感知器回路について説明しました。トランジスタの代わりにSCRを使用できます。このようにして、警告要素と起動要素の組み合わせを変更して、さまざまなタイプの熱検出器回路を実際に実装することができます。この熱感知器回路は、出力要素のブザーまたはLEDを他の負荷で変更することによって変更できます。たとえば、特定の制限のある特定の熱検出器回路を使用して、熱の変化を検出することでファン、クーラー、またはエアコンをオンにすることができます。

熱感知器回路の実用化

RFを使用して制御される消防ロボット 送信機とRF受信機は、熱感知器の実用的なアプリケーションである電子プロジェクトの簡単な例です。この回路は、ロボット車両と接続されているレシーバーブロックのマイクロコントローラーに接続された熱検出器(サーミスタ)で構成されています。通常の室温では、ロボットの熱検出器はマイクロコントローラーに信号を送信しないため、ポンプはオフのままです。

Edgefxkits.comによる熱感知器回路レシーバーのブロック図の実用化

Edgefxkits.comによる熱感知器回路レシーバーのブロック図の実用化

熱感知器がかなりの変化を検出すると、マイクロコントローラーに信号を送信します。さらに、マイクロコントローラーはリレーを介してポンプに信号を送信し、ポンプをアクティブにして消火します(存在する場合)。したがって、熱感知器をリアルタイムで使用することができます 組み込みシステムベースのプロジェクト 消防ロボット車両と 産業用温度コントローラープロジェクト

Edgefxkits.comによる熱感知器回路伝送器のブロック図の実用化

Edgefxkits.comによる熱感知器回路伝送器のブロック図の実用化

このロボット車両は、以下から構成されるRF技術を使用して制御できます。 RF送信機とRF受信機 。コントローラはRF送信機を使用して、ロボット車両にコマンドを送信し、特定の方向(左または右または前方または後方)に移動したり、ロボット車両を始動または停止したりできます。ロボット車両に接続されたRF受信機がこれらのコマンドを受信します。これらのコマンドはマイクロコントローラーに送られるため、マイクロコントローラーはモータードライバーICを介してモーターの方向を制御します。

この記事から、熱感知器回路とその動作原理について、非常に簡潔でありながら非常に有用で実用的な情報が得られたことを願っています。熱感知器の他の実用的なアプリケーションを知っている場合は、下のコメントセクションに投稿して技術的な知識を共有し、他の読者の知識を向上させ、他の読者に意見や疑問を共有するように促してください。 最終年度のエンジニアリングプロジェクトは機能します 。