Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta đã trở nên khá quen thuộc khi chứng kiến một số vụ tai nạn hỏa hoạn xảy ra trong các ngành sản xuất, tổ chức, công ty, khu phức hợp mua sắm và khu dân cư do nhiều nguyên nhân khác nhau & trở thành tiêu đề của các tờ báo hàng đầu. Những tai nạn hỏa hoạn này thường gây ra tổn thất tài sản hoặc tiền bạc và dẫn đến thương tích nặng hoặc thương vong. Để tránh những tai nạn hỏa hoạn như vậy và giảm thiểu thiệt hại do chúng, việc phát triển một hệ thống bảo vệ / an ninh tốt vẫn là một lựa chọn tốt hơn. Một hệ thống như vậy có thể được phát triển bằng cách thiết kế một nguyên mẫu tốt hơn dưới dạng một vài dự án điện tử mới nhất sử dụng cảm biến nhiệt hoặc đầu báo nhiệt. Những dự án dựa trên cảm biến bao gồm robot chữa cháy để dập lửa, mạch dò nhiệt tự động để tránh xảy ra tai nạn cháy nổ.
Máy dò nhiệt
Đầu báo nhiệt (Thermistor)
Đầu báo nhiệt có thể được định nghĩa là một phần tử hoặc thiết bị phát hiện những thay đổi về nhiệt hoặc lửa. Nếu bất kỳ nhiệt nào (thay đổi nhiệt vượt quá giới hạn của xếp hạng cảm biến nhiệt) được cảm nhận bằng cảm biến nhiệt , cảm biến nhiệt tạo ra một tín hiệu để cảnh báo hoặc kích hoạt hệ thống an ninh hoặc bảo vệ để dập tắt hoặc tránh tai nạn hỏa hoạn. Có nhiều loại cảm biến nhiệt khác nhau, được phân loại dựa trên các tiêu chí khác nhau như khả năng chịu nhiệt, bản chất của khả năng cảm nhận nhiệt, v.v. Hơn nữa, nhiệt cảm biến được phân thành nhiều loại khác nhau bao gồm cảm biến nhiệt analog và cảm biến nhiệt kỹ thuật số.
Mạch phát hiện nhiệt
Đầu báo nhiệt có thể cảm nhận nhiệt (thay đổi nhiệt theo các tính năng của đầu báo nhiệt được sử dụng). Tuy nhiên, một mạch được thiết kế để kích hoạt hệ thống báo động để chỉ báo cháy hoặc thay đổi nhiệt và để cảnh báo hệ thống an ninh hoặc bảo vệ. Mạch phát hiện nhiệt có thể được thiết kế bằng cảm biến nhiệt.
Những máy dò nhiệt chủ yếu được phân loại thành hai loại dựa trên hoạt động của chúng và chúng là 'đầu báo nhiệt tăng tốc độ' và 'đầu báo nhiệt nhiệt độ cố định'.
Máy dò nhiệt tốc độ tăng
Các đầu báo nhiệt này hoạt động không phụ thuộc vào nhiệt độ khởi động, cho sự gia tăng nhanh chóng nhiệt độ phần tử dao động từ 12 ° đến 15 ° F (6,7 ° đến 8,3 ° C) mỗi phút. Nếu ngưỡng của các loại đầu báo nhiệt này là cố định, thì chúng có thể hoạt động ở điều kiện cháy nhiệt độ thấp. Đầu báo nhiệt này bao gồm hai cặp nhiệt điện cảm ứng hoặc nhiệt điện trở. Một cặp nhiệt điện được sử dụng để theo dõi nhiệt truyền qua đối lưu hoặc bức xạ. Cặp nhiệt điện còn lại phản ứng với nhiệt độ môi trường. Đầu báo nhiệt sẽ phản hồi bất cứ khi nào nhiệt độ của cặp nhiệt điện đầu tiên tăng lên so với cặp nhiệt điện khác.
Máy dò nhiệt tốc độ tăng
Đầu báo nhiệt tốc độ tăng không đáp ứng với tốc độ giải phóng năng lượng thấp của các đám cháy cố tình phát triển. Đầu báo kết hợp bổ sung một phần tử nhiệt độ cố định có thể được sử dụng để phát hiện đám cháy đang phát triển chậm. Phần tử này cuối cùng sẽ đáp ứng bất cứ khi nào phần tử nhiệt độ cố định đạt đến ngưỡng thiết kế.
Đầu báo nhiệt nhiệt độ cố định
Đầu báo nhiệt nhiệt độ cố định
Đây là đầu báo nhiệt được sử dụng thường xuyên nhất. Bất cứ khi nào nhiệt độ hoặc nhiệt thay đổi, thì điểm eutectic của hợp kim eutectic nhạy cảm với nhiệt sẽ chuyển từ thể rắn sang thể lỏng và do đó các đầu báo nhiệt độ cố định hoạt động. Nói chung, đối với điểm nhiệt độ cố định được kết nối bằng điện là 136,4 độ F hoặc 58 độ C.
Nguyên lý hoạt động của mạch phát hiện nhiệt
Một mạch phát hiện nhiệt đơn giản được thể hiện trong hình có thể được sử dụng như một cảm biến nhiệt. Trong sơ đồ mạch máy dò nhiệt này, một mạch phân chia điện thế được hình thành với một kết nối nối tiếp của nhiệt điện trở và điện trở 100 Ohms. Nếu (Hệ số nhiệt độ âm) Điện trở nhiệt loại N.T.C được sử dụng, sau đó điện trở của nhiệt điện trở giảm sau khi đốt nóng. Do đó, nhiều dòng điện hơn chạy qua mạch phân chia tiềm năng được tạo thành bởi nhiệt điện trở và 100 Ohms kháng . Do đó, nhiều điện áp hơn xuất hiện ở đường giao nhau của nhiệt điện trở và điện trở.
Mạch phát hiện nhiệt
Chúng ta hãy coi nhiệt điện trở có 110 Ohms, và sau khi làm nóng giá trị điện trở của nó trở thành 90 Ohms. Sau đó, theo mạch phân chia điện thế, là một khái niệm phổ biến cụ thể là bộ chia điện áp: điện áp trên một điện trở và tỷ số giữa giá trị của điện trở đó và tổng điện trở nhân với điện áp trên kết hợp nối tiếp bằng nhau. Mối quan hệ đầu vào - đầu ra đối với hệ thống mạch đầu báo nhiệt này có dạng tỷ số giữa điện áp đầu ra và điện áp đầu vào được đưa ra bởi khái niệm bộ chia điện áp trong khái niệm cụ thể này.
Cuối cùng, điện áp đầu ra được áp dụng cho Bóng bán dẫn NPN được biểu diễn trong mạch qua một điện trở. A diode zener được sử dụng để duy trì điện áp phát ở 4,7 volt, có thể được sử dụng tương đối. Nếu điện áp cơ bản lớn hơn điện áp phát, thì bóng bán dẫn bắt đầu dẫn điện. Điều này là do bóng bán dẫn có Điện áp cơ bản hơn 4,7V và một bộ rung được kết nối để hoàn thành mạch phát hiện nhiệt được sử dụng để tạo ra âm thanh.
Mạch phát hiện nhiệt sử dụng SCR và LED
Mạch phát hiện nhiệt được thiết kế bằng cách sử dụng một nhiệt điện trở, nhưng thay vì sử dụng bóng bán dẫn và còi, ở đây SCR và LED được sử dụng. SCR được mắc nối tiếp với đèn LED. Ở đây đèn LED được sử dụng như một yếu tố cảnh báo. Đèn LED ĐỎ được kết nối trong mạch được chuyển sang để chỉ ra sự thay đổi đáng kể về nhiệt mà điện trở nhiệt cảm nhận được.
Mạch phát hiện nhiệt sử dụng SCR và LED
Nói chung, nhiệt điện trở có điện trở rất cao (xấp xỉ giá trị định mức của nó là 100KΩ) ở nhiệt độ phòng. Do điện trở rất cao này, thực tế không có dòng điện nào chạy qua. Do đó, không có xung kích hoạt nào được cấp cho thiết bị đầu cuối cổng SCR. Nhưng, nếu nhiệt điện trở cảm nhận được một lượng nhiệt đáng kể, thì điện trở của nhiệt điện trở giảm đáng kể. Do đó, một lượng dòng điện vừa đủ chạy qua mạch và cực cổng của SCR được kích hoạt. Do đó, đèn LED mắc nối tiếp với SCR được BẬT như một cảnh báo cho biết sự thay đổi nhiệt.
Tương tự, chúng ta có thể triển khai trên thực tế dự án điện tử để phát triển các mạch dò nhiệt khác nhau. Ở đây, chủ yếu chúng ta đã thảo luận về mạch phát hiện nhiệt với cảnh báo còi được kích hoạt bằng bóng bán dẫn, chúng ta có thể sử dụng SCR thay vì bóng bán dẫn. Bằng cách này, sự kết hợp của các phần tử cảnh báo và phần tử kích hoạt có thể được thay đổi để thực hiện trên thực tế các loại mạch đầu báo nhiệt khác nhau. Mạch phát hiện nhiệt này có thể được sửa đổi bằng cách thay đổi bộ rung hoặc đèn LED của phần tử đầu ra với một số tải khác. Ví dụ, chúng ta có thể sử dụng một mạch phát hiện nhiệt cụ thể với các giới hạn nhất định sẽ bật quạt hoặc bộ làm mát hoặc máy điều hòa không khí bằng cách phát hiện sự thay đổi nhiệt.
Ứng dụng thực tế của mạch phát hiện nhiệt
Robot chữa cháy được điều khiển bằng RF máy phát và máy thu RF là một dự án điện tử ví dụ đơn giản, là một ứng dụng thực tế của máy dò nhiệt. Mạch điện bao gồm một đầu báo nhiệt (nhiệt điện trở) được kết nối với bộ vi điều khiển của khối thu được giao tiếp với xe robot. Trong điều kiện nhiệt độ phòng bình thường, máy dò nhiệt của rô bốt sẽ không đưa ra bất kỳ tín hiệu nào cho bộ vi điều khiển và do đó máy bơm vẫn tắt.
Ứng dụng thực tế của sơ đồ khối bộ thu mạch đầu báo nhiệt của Edgefxkits.com
Nếu một khi đầu báo nhiệt phát hiện ra bất kỳ thay đổi đáng kể nào, thì nó sẽ gửi tín hiệu đến bộ vi điều khiển. Hơn nữa, bộ vi điều khiển sẽ gửi tín hiệu đến máy bơm thông qua một rơ le để kích hoạt nó và dập tắt đám cháy (nếu có). Do đó, một đầu báo nhiệt có thể được sử dụng trong thời gian thực dự án dựa trên hệ thống nhúng xe robot chữa cháy và dự án bộ điều khiển nhiệt độ công nghiệp .
Ứng dụng thực tế của Sơ đồ khối bộ truyền mạch phát hiện nhiệt của Edgefxkits.com
Phương tiện robot này có thể được điều khiển bằng công nghệ RF bao gồm một Máy phát RF và máy thu RF . Bộ điều khiển có thể sử dụng bộ phát RF để gửi lệnh đến phương tiện robot di chuyển theo hướng cụ thể: trái hoặc phải hoặc tiến hoặc lùi và cũng để khởi động hoặc dừng phương tiện robot. Máy thu RF được kết nối với phương tiện robot sẽ nhận các lệnh này. Các lệnh này được đưa đến vi điều khiển và do đó vi điều khiển sẽ điều khiển hướng của động cơ tương ứng thông qua IC điều khiển động cơ.
Chúng tôi hy vọng rằng từ bài viết này, bạn có thể có những thông tin rất ngắn gọn nhưng khá hữu ích và thiết thực về các mạch đầu báo nhiệt và nguyên lý hoạt động của chúng. Nếu bạn biết về bất kỳ ứng dụng thực tế nào khác của đầu báo nhiệt, hãy chia sẻ kiến thức kỹ thuật của bạn bằng cách đăng trong phần nhận xét bên dưới để nâng cao kiến thức của những độc giả khác và cũng để khuyến khích những người khác chia sẻ quan điểm và nghi ngờ của họ về công trình dự án kỹ thuật năm cuối .
