Датчик паров алкоголя можно собрать и самостоятельно.
Электрическая схема устройства контроля и звуковой сигнализации примесей паров алкоголя в воздухе (с применением датчика алкогольных паров) TGS-2620 представлена на рис. 2.19.
Рис. 2.19. Электрическая схема устройства контроля и сигнализации паров алкоголя в воздухе
При обработке выходного сигнала датчика используется микросхема-компаратор DA2, которая сравнивает напряжения на двух своих входах. Напряжение питания для датчика подается на вывод 1. Общий провод подключают к выводу 2. Компаратор DA2 (микросхема К554САЗ) включен по классической схеме сравнения двух входящих сигналов, один из которых должен иметь большую стабильность. Вход компаратора подсоединяют к выводу 3 датчика GS1.
Операционный усилитель DA1 с элементами VD1, R6, С2, R7, R9 обеспечивает задержку 1-1,5 мин, необходимую для устранения ложных срабатываний устройства при подаче питания.
Диод VD1 препятствует току утечки оксидного конденсатора С2. Без этой задержки в течение 1-1,5 мин после подачи питания устройств о может включить звуковой сигнал, не зависимо от наличия паров алкоголя. Выходной сигнал датчика GS1 снимается с контрольной точки А.
В дежурном режиме, когда воздух «чист», в тот момент, когда напряжение (под воздействием паров алкоголя с концентрацией, равной или превышающей установленный предел) в точке А превысит заданную элементами внешней RC- обвески величину напряжения на входе U0, выходной сигнал с компаратора DA1 (его высокий уровень) обеспечит включение звукового капсюля со встроенным генератором НА1 (или иное устройство звуковой/световой сигнализации, подключенное с соблюдением полярности вместо капсюля НА1).
Напряжение U0 может меняться в диапазоне 2,5-3,2 В при температуре окружающего воздуха +40 °С и относительной влажности 65% и , соответственно, в диапазоне 1,9-3,1 В при температуре -10 °С.
Без термокомпенсирующей схемы график отклика мог бы изменяться в диапазоне 600-3400 ррm при заданном значении концентрации газа 1500 ррm (при окружающей температуре +20 °С и влажности 65%). Для термокомпенсации служит термистор R1.
Результаты применения термокомпенсирующего резистора представлены в табл. 2.2.
Таблица 2.2. Влияние компенсирующего терморезистора R1 на замер концентрации газа в соответствии с электрической схемой на рис. 2.19
|
Наиболее значимым моментом является концентрация газа, выражающаяся в миллионной доле (ррm). То есть, например, концентрация газа 20 ррm означает концентрацию паров алкоголя 20×10-6.
О деталях и монтаже
Терморезистор R1 NTC, ММТ или аналогичный. Транзистор VT1 заменяют КТ601, КТ603, КТ940 с любым буквенным индексом. Микросхему DA1 КР140УД12 заменяют КР140УД1208, КР140УД6. Диод VD1 – КД521, КД522 с любым буквенным индексом. Оксидные конденсаторы CI, С2 типа К50-29 или аналогичные. С1 сглаживает пульсации напряжения (важно при питании устройства от сетевого источника питания).
Звуковой излучатель НА1 – любой с встроенным генератором 34 на напряжение 5-12 В.
Особенности практического применения устройств с датчиками паров алкоголя
Для наглядной световой сигнализации (дополнительно к звуковой) параллельно капсюлю НА1 (со встроенным генератором 34) подключают светодиод с последовательно соединенным резистором. Сопротивление резистора составляет 470-750 Ом. Светодиод типа АЛ307БМ или аналогичный с током до 10 мА подключают в соответствии с полярностью – анодом к положительному полюсу источника питания.
Источник питания для устройства — стабилизированный с напряжением 5 В и отклонением ±5%.
Ток потребления не превышает 70 мА (без учета светодиодного индикатора).
Кроме датчика TGS-2620 в данной схеме могут применяться датчики фирмы Murata TGS-880, TGS-2181 или, например, датчик TGS-822 (который требует напряжение питания 12-15 В).
Как один из альтернативных вариантов, можно рассмотреть применение в качестве электронного компаратора популярных и недорогих микропроцессоров, например фирмы
AMTEL, AVR. При соответственном программировании данный тип микропроцессоров способен выполнять автокалибровку и учитывать, например, функцию температурной зависимости.