سیستم اعلام حریق چند کاناله

سیگار روشن، تکه چوب سوزان، داغ شدن بیش از اندازه دستگاه های الکتریکی و موارد مشابه می توانند سبب وقوع آتش سوزی شوند، به خصوص اگر در محیط مواد و وسایل نایلونی یا اسفنجی وجود داشته باشد. گازهای نامرئی سمی ناشی از سوختن این مواد می تواند در عرض چند دقیقه پیش از آن که شخص متوجه شود، چه اتفاقی افتاده است، وی را از پا درآورد.

سیستم اعلام حریق مرکزی چند کاناله (FAS) معرفی شده در این بخش بهترین نوع برای حفظ سلامتی افرادمی باشد. که علاوه بر سادگی، کارا و بی خطر بودن دارای قیمت ارزانی نیز می باشد. این پروژه براساس قطعات موجود در بازار به طور دقیق طراحی شده است.

شکل 1 نقشه شماتیک سیستم اعلام حریق چند کاناله

ویژگی های مدار

سیستم هشدار دهنده آتش شامل یک واحد مرکزی و شش واحد فرعی و آشکارساز می باشد. شش واحد فرعی تنها دود (نه آتش) را آشکار می سازند. چنانچه هر کدام از این واحدها دود یا بخار را حس کنند، یک سیستم هشدار در واحد اصلی را تحریک خواهد کرد و برای داشتن ضریب اطمینان بالاتر، سیستم های هشدار هر شش نقطه ای که واحدهای دیگر در آنجا نصب شده اند فعال می شود. علاوه بر این یک سیستم هشدار در محلی که دود آشکار شده است، به صدا در خواهد آمد.

شکل 2 اندازه واقعی نقشه مدار چاپی شکل 1

استفاده از سیگنال های مادون قرمز به جای نور معمولی یا ترمیستور (مقاومت حرارتی) و آشکارسازی دود یا بخار به جای آتش و گرما قابلیت اطمینان سیستم را بالا می برد.

محل دقیق آتش نیز در نمایشگر واحد اصلی قابل رویت می باشد. از آنجا که آتش سوزی معمولا قطع برق یا اتصال کوتاه مدارات را سبب می شود یک سیستم تغذیه پشتیبان (اضطراری) نیز برای مدار در نظر گرفته شده است. به وسیله دستگاه، دود خیلی زودتر از آتش آشکار می شود. دستگاه دارای شش حس کننده و هفت هشدار دهنده گوناگون می باشد تا سیستم هشدار دهنده حتما جلب توجه نماید و سریعا محل حریق پیدا شود.

شکل 3 نقشه قطعات فیبر مدار چاپی

شکل 4 مدار منبع تغذیه

بررسی مدار

مدار براساس چهار تراشه معمول CMOS و تعدادی عناصر غیر فعال (مقاومت، خازن و …) کار می کند. حس کننده دود، همچنان که در شکل 5 نشان داده شده است، شامل یک فرستنده و یک گیرنده مادون قرمز می باشد و به گونه ای در جعبه نشان داده نصب می شوند که دود بتواند به راحتی بین آنها حرکت نماید و اشعه مادون قرمز را قطع کند. مادامی که اشعه مادون قرمز بر ترانزیستور آشکارساز (گیرنده) می تابد، مقاومت ترانزیستور کم خواهد بود و در نتیجه خروجی اشمیت تریگر مربوطه یک می گردد. هر ترانزیستور آشکارساز یک اشمیت تریگر دارد.

تا هنگامی که هر شش اشمیت تریگر یک هستند، خروجی NAND 4068 هشت ورودی صفر باقی می ماند. چنانچه تور حتی یکی از دیودهای فرستنده مادون قرمز قطع شود، تحریک مربوطه تغییر وضعیت داده و خروجی IC3 یک می شود. این امر باعث تحریک ترانزیستور T1 و روشن شدن سیستم هشدار دهنده اصلی می شود. همزمان دیود D1 خاموش شده و در نتیجه نوسان ساز 2KHz متشکل از NAND اشمیت تریگر (N1 (4039 فعال خواهد شد (تنها یکی از چهار دریچه این تراشه مورد استفاده قرار گرفته است).

خروجی این دریچه به ورودی شش بافر معکوس کننده تراشه IC2 اعمال می شود و باعث می شود که خروجی آنها نیز با فرکانس 2KHz نوسان نماید و در نتیجه شش بلندگوی پیزوالکتریک به صدا درآیند. LED مربوطه (یکی از LED های 1 تا 6) نیز روشن می گردد تا محل آتش سوزی را نشان دهد. خازن C8 باعث می شود که سیستم هشدار دهنده به سرعت خاموش نشود.

شکل 5 جعبه نصب حس کننده ها

یادآور می شود که چنانچه واحد اصلی دارای یک سوت پیزوالکتریک (Piezo buzzer ) است بهتر است واحدهای فرعی دارای بلندگوهای پیزوالکتریک (بدون نوسان ساز داخلی) که یک پنجم سوت پیزوالکتریک قیمت دارند، باشد. برای استفاده از هشدار دهنده های قوی تر، به جای سوت پیزوالکتریک 35mm یک رله فعال کننده قرار دهید. حس کننده های مادون قرمز از طریق چهار کابل نواری به واحد اصلی وصل می شوند. همه حس کننده ها مطابق شکل 5 نصب می شوند و اتصالات آنها مانند قسمت داخل خط چین شکل 1 می باشد. برای اتصال های خارجی بهتر است از ترمینال ها یا فیش های پیچی استفاده شود.

تغذیه مدار 12V می باشد و با توجه به این که ضروری است که منبع تغذیه دائما در مدار باشد، از باتری پشتیبان نیز باید استفاده گردد. یک نمونه مدار تغذیه به همراه باتری پشتیبان در شکل 4 نشان داده شده است. استفاده از باتری های PP3/flat به جای باتری های ni – cd مناسب نمی باشد.

لیست قطعات پروژه سیستم اعلام حریق چند کاناله

حس کننده ها

محفظه حس کننده ها نیازی به صفحه مدار چاپی ندارد و فرستنده و گیرنده مادون قرمز مطابق شکل 5 مقابل هم نصب می گردند. بلندگوی پیزوالکتریک در قسمت بالای محفظه نصب می شود. شش سوراخ به قطر 3mm در کف محفظه ایجاد شده است تا دود بتواند به راحتی وارد محفظه شود. توجه داشته باشید که دود نزدیک سقف با خروجی ها مثل درب و پنجره ها جمع می شود.

بلندگوهای پیزوالکتریک باید به یک تکه صفحه فلزی کوچک به طور محکم پیچ شوند تا صدای تولید شده به وسیله آنها تقویت شود.

ساخت مدار

مونتاژ مدار بر روی یک صفحه مدار چاپی یک رو بسیار آسان می باشد. بهتر است داخل محفظه حس کننده ها کاملا تاریک (نه پرنور و روشن) باشد. سوراخ های محفظه را می توان بزرگتر نیز انتخاب نمود زیرا نورهای موجود در محیط اثری بر آشکارساز مادون قرمز ندارند.

راه اندازی و تنظیم مدار

راه اندازی و تنظیم حس کننده مهمترین قسمت این پروژه می باشد. سودمندی مدار علاوه بر کیفیت خوب قطعات آن بیشتر به چگونگی و محل نصب حس کننده ها بستگی دارد. بهترین مکان برای قرار گرفتن آنها، نزدیک سقف، پنجره ها یا درب اتاق های بدون پنجره می باشد. در یک اتاق خاص، ابتدا بررسی کنید که در صورت وقوع آتش سوزی، دود آن بیشتر به کدام سمت حرکت می نماید. این کار را می توان به کمک دود سیگار انجام داد.

برای تنظیم دستگاه، مقداری دود سیگار را به محفظه حس کننده ها وارد کنید، سپس پتانسیومترهای VR1 تا VR6 را تنظیم نمایید تا سیستم هشدار به ازای حداقل دود مورد نظر فعال شود. بقیه کنترل ها نیز با توجه به حساسیت مورد نیاز به همین ترتیب تنظیم می شوند. پس از نصب دستگاه و حس کننده در محل مناسب دوباره دستگاه را به کمک دود سیگار آزمایش نمایید.

شکل 6 صفحه جلوی دستگاه