При топці каміна або банної печі на дачі деревною сировиною процес горіння час від часу треба контролювати: підкидати дрова, збільшувати тягу тощо. Замінити «господарське око» та нагадувати про це може запропоноване електронне пристрої, що сигналізує про зменшення полум’я в печі (топці).
Я трохи поекспериментував і виявив, що інфрачервоні сигналізатори, виявляється, реагують навіть на палаючу сірник з дуже незначним інфрачервоним (ІЧ) випромінюванням. Саме це знання стало поштовхом для розробки пристрою контролю горіння. При яскравому полум’ї на відстані до 1,5 м від вогнища сигналізатор «мовчить». Як тільки вогонь у печі чи каміні почне згасати — лунає сигнал. А ось, наприклад, на фотовспышку з імпульсною лампою ІФК-120 (і мініатюрні вспышки, вбудовані в сучасні фотоапарати) пристрій не реагує.
Зібрати такий пристрій нескладно навіть радіоаматору без особливого досвіду — і отримати задоволення від роботи, заслужену гордість від створення корисного приладу власними руками та подяку від домочадців.
Найдорожча деталь пристрою — інфрачервоний детектор (ІЧ) — коштує близько 80 руб. Але й його можна взяти зі старого приймача дистанційного керування (ДК), встановленого в телевізорі. Такими детекторами почали комплектувати кольорові телеприймачі ще наприкінці 80-х років минулого століття, підійде й детектор звідти. У сучасних моделях телевізорів також стоять подібні ІЧ-детектори — вони теж згодяться для цієї конструкції.
Напруга живлення пристрою — у діапазоні 5—7 В, це пов’язано з технічними характеристиками ІЧ-датчика. Напругу живлення можна підвищити, наприклад до 12 В, додавши в схему найпростіший обмежувач-стабілізатор зі стабілітрона КС156А (або аналога, наприклад BZX55C) та включеного послідовно з ним обмежувального резистора опором 0,82—1 кОм. Анод стабілітрона підключають до загального проводу, а точку з’єднання стабілітрона (катод) і резистора — до виводу 2 датчика IF1. При цьому напругу живлення подають на обмежувальний резистор. Струм споживання пристроєм не перевищує 25 мА, з них 20 мА «забирає» звукова капсула.
Принцип роботи
Оксидний конденсатор С1 згладжує завади по живленню. Нормальний стан чутливого ІЧ-детектора — невеликий високий рівень на виході (вивід 3 IF1). Якщо в зоні «відповідальності» детектора є ІЧ-сигнал, на виводі 3 детектора з’являються від’ємні імпульси. Полярний конденсатор С2 потрібен для зменшення впливу випадкових та сторонніх завад. Він особливо потрібен, коли в тому ж приміщенні є радіоапаратура з пультами дистанційного керування (як правило, вони використовують ІЧ-спектр для передачі сигналу на відстань; наприклад, сигналізатор стоїть у вітальні і контролює роботу каміна). Якщо пристрій використовують у лазні (і там, де подібні завади малоймовірні), С2 доцільно виключити зі схеми. Від’ємні імпульси малої амплітуди недостатні для керування звуковим (і навіть світловим) сигналізатором чи реле. Тому, пройшовши піковий детектор на елементах R1, VD1, вони надходять на затвор польового транзистора VT1, що виконує роль підсилювача струму. Транзистор керує звуковою капсулою з вбудованим генератором звукової частоти (ЗЧ) — НА1.
Після закінчення топки каміна сигналізатор можна вимкнути вимикачем SB1.
Пристрій у налаштуванні не потребує. Оксидний конденсатор С3 у цій схемі є елементом, що забезпечує затримку вимкнення звуку. Це потрібно для того, щоб сигналізатор не реагував на мерехтіння полум’я чи короткочасне зменшення горіння. Так вдалося досягти того, що «тривожна сигналізація» зазвучить лише тоді, коли полум’я справді згасатиме. Чим більша ємність конденсатора С3, тим більшу інерцію вмикання сигналізації вдасться отримати. У дуже невеликих межах чутливість пристрою можна регулювати, змінюючи опір постійного резистора R1.
Про деталі
ІЧ-детектор PRM6936 можна замінити на TSOP1736CB1 або аналог. Виводи рахують по порядку, повернувши детектор опуклою стороною до себе. У приладу TSOP1736CB1 виводи 1 і 2 розташовані поруч, далі через 2 мм від другого йде третій. Неправильне підключення детектора не допускається.
Оксидні конденсатори — типу К50-29 або аналогічні. Польовий транзистор BST70 можна замінити на BS170 або подібний. Обидва резистори — типу MF-25. Діод VD1 можна замінити на КД522, Д220, КД503 з будь-яким літерним індексом або зарубіжний аналог 1N4148. Звукова капсула НА1 з вбудованим генератором ЗЧ — будь-яка на напругу 3—6 В, наприклад TR-1203Y. Капсулу обов’язково вмикати у вказаній на схемі полярності. Замість неї або паралельно з нею можна вмикати навіть слабострумне електромагнітне реле з напругою живлення 5 В, наприклад TRU-5VDC-SB-SL. Таке рішення може стати в нагоді на перспективу (див. текст нижче).
Елементів у схемі так мало, що друковану плату я не розробляв — використав стандартну перфоровану «заготівку» з металізованими отворами під виводи, а міжелементні з’єднання зробив проводом МГТФ-0,6. На фото — готовий сигналізатор у корпусі (справа — капсула-сигналізатор НА1).
Особливості та перспективи застосування
Пристрій добре реагує на відкрите полум’я; на відстані до 0,5 м сигналізатор спрацьовує навіть на запалену сірник. Звідси простий висновок: на основі запропонованого пристрою можна зробити пожежний сигналізатор. Принцип спрацювання той самий — на відкрите полум’я, причому вдень ефективність роботи сигналізатора така ж, як і вночі: адже пристрій реагує не на світло, не на тепло, не на мерехтіння язиків полум’я, а на інфрачервону складову в спектрі вогню, яка не залежить від часу доби. Особливо корисним такий сигналізатор може бути поза приміщеннями — на відкритих просторах, у лісах, у селищах, на вулиці. Там звичайний пожежний датчик, що реагує на задимлення, практично марний. Якщо потрібно керувати потужним навантаженням (струм до 6 А в мережі 220 В), навантаження слід підключати через реле — наприклад, погружним водяним насосом.
Прилад може бути корисним також для контролю роботи будь-яких пультів дистанційного керування («ловить» і прямий, і відбитий від стін приміщення невидимий для людини ІЧ-промінь); для пошуку несправностей та контролю роботи комп’ютерної периферії та мобільних телефонів з ІЧ-портом; для «моніторингу» приміщення чи сховища, де можуть бути встановлені невидимі для людини засоби сигналізації, що спрацьовують при перетині інфрачервоного променя (як у фільмах про агента 007), та в багатьох інших випадках. Пристрій простий у збиранні.
«Моделист-конструктор» № 2’2011, А. КАШКАРОВ