Реклама на портале

Датчик дыма на микроконтроллере MSP430F2012. Как устроена и работает пожарная сигнализация Можно ли датчик дыма сделать своими руками


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ГОУВПО «ВГТУ»)
ФАКУЛЬТЕТ ВЕЧЕРНЕГО ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ
Кафедра Конструирования и производства радиоаппаратуры

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине Цифровые интегральные схемы и микропроцессоры

Тема Датчик дыма на микроконтроллере

Расчетно-пояснительная записка

Разработал(а) студент(ка) ______________________________ _______

Руководитель _________________________Турец кий А В
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Члены комиссии ______________________________ ______
Подпись, дата Инициалы, фамилия
______________________________ ______
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Нормоконтролер ________________________Турецк ий А В
Подпись, дата Инициалы, фамилия

Защищена ___________________ Оценка _____________________________
дата

2011
Замечания руководителя

Содержание

    Введение………………….…………………………………… ………………........4
1 Постановка задачи и её физическая интерпретация………….………………..5
2 Выбор технических средств и структурная схема МПУ.……………..…..........7
3 Алгоритм работы МПУ и протокол обмена информацией между МПУ и объектом управления…………………………………………………… ………....12
Заключение…………………………………………………… ……………………13
Список использованных источников………………………………………….... ..14
Приложение А Структурная схема МК ADuC812BS..…………………………..15
Приложение Б Схема алгоритма программы …………………………….….....16
Приложение В Схема устройства…………………………………… ……………17
Приложение Г Листинг программы………………………………..…………….. 18

Введение

Потребность в проектировании контроллеров на основе микропроцессоров и программируемой логики продолжает стремительно увеличиваться. Сегодня происходит автоматизация практически всей окружающей нас среды с помощью дешевых и мощных микроконтроллеров. Микроконтроллер – это самостоятельная компьютерная система, которая содержит процессор, вспомогательные схемы и устройства ввода-вывода данных, размещенные в общем корпусе. Микроконтроллеры, используемые в различных устройствах, выполняют функции интерпретации данных, поступающих с клавиатуры пользователя или от датчиков, определяющих параметры окружающей среды, обеспечивают связь между различными устройствами системы и передают данные другим приборам.
Микропроцессоры встраивают в теле-, видео- и аудиоаппаратуру. Микропроцессоры управляют кухонными комбайнами, стиральными машинами, СВЧ печами и многими другими бытовыми приборами. Современные автомобили содержат сотни микроконтроллеров.
В данном курсовом проекте поставлена задача разработки системы противопожарной защиты помещения, в которой микропроцессор будет выполнят координирующую роль: он будет получать сигналы с датчиков и определять поведение противодымной системы в целом в зависимости от данных, пришедших с датчиков. Одним из плюсов данной системы является отличная масштабируемость, которая позволяет применять подобную схему как для небольших офисов, так и для этажа здания или всего здания в целом путем внесения лишь небольших изменений. Внедрение разрабатываемой противодымной защиты позволит существенно повысить пожарную безопасность простым, дешевым и эффективным способом.

1 Постановка задачи и её физическая интерпретация

В данном курсовом проекте требуется разработать принципиальную схему и текст программы управления системы противопожарной защиты помещения.
Наша система должна контролировать возможные источники возникновения пожара, опрашивать датчики дыма. Каждый датчик должен опрашиваться по индивидуальной линии. Точно так же идивидуально должны поступать и команды на включение и отключение системы противопожарной защиты в помещении. Индикацию состояния датчиков и элементов системы мы будем осуществлять посредством светодиодов и LCD.

Таким образом, для контроля каждого помещения нам потребуется 4 линии:
- вход с датчика дыма;
- вход с датчиков температуры;
- включение клапанов дымоудаления;
- включение системы пожаротушения.

Логический ноль на линии будет означать отсутствие задымления или пассивное состояние системы противопожарной защиты, а логическая единица - присутствие дыма и включение системы противопожарной защиты для датчиков дыма и средств противопожарной защиты соответственно.
При наличии задымления в помещении сразу же должны включаться все элементы системы защиты.
Помимо непосредственной обработки данных, процесс мониторинга необходимо наглядно представить пользователю. Для этих целей мы будем использовать светодиоды и LCD. В случае возникновения задымления внимание оператора должна привлечь звуковая сигнализация. Для реализации звуковых эффектов мы будем использовать динамик.
Функции устройства:
1 - Измерение температуры
2 – Управление клапанами дымоудаления
3 - Отображение на дисплее
4 - Оповещение

2 Выбор технических средств и структурная схема МПУ

Выберем микроконтроллер, на базе которого будет строиться микропроцессорная система. При выборе микроконтроллера необходимо учитывать разрядность микроконтроллера.
В качестве возможной базы для разработки системы противодымной защиты рассматривалось два семейства микроконтроллеров: ADuC812 от Analog Devices и 68НС08 от Motorola. Рассмотри каждый из них.
Процессор ADuC812 является клоном Intel 8051 со встроенной периферией. Перечислим основные особенности ADuC812.
- 32 линии ввода/вывода;
- 8-миканальный высокоточный 12-разрядный АЦП со скоростью выборки до 200 Кбит/с;
- контроллер ПДП для высокоскоросного обмена между АЦП и ОЗУ;
- два 12-разрядных ЦАП с выходом по напряжению;
- температурный датчик.
- 8 Кбайт внутренней перепрограммируемой flash-памяти под память
программ;
- 640 байт внутренней перепрограммируемой flash-памяти под память
данных;
- 256 байт внутренней ОЗУ;
-16 Мбайт внешнего адресного пространства под память данных;
- 64 Кбайт внешнего адресного пространства под память программ.
- частота 12 МГц (до 16 МГц);
- три 16-разрятных таймера/ счетчика;
- девять источников прерываний, два уровня приоритетов.
- спецификация для работы с уровнем питания в ЗВ и 5В;
- нормальный, спящий, и выключенный режимы.
- 32 программируемые линии ввода/ вывода, последовательный UART
- сторожевой таймер;
- управление электропитанием.
ADuC812BS, выполненный в корпусе PQFP52, показан на рисунке 3.1 (с указанием габаритных размеров).

Рисунок 3.1 - выполненный в корпусе PQFP52 ADuC812BS

Семейство 8-разрядных микроконтроллеров 68НС08/908 является дальнейшим развитием семейства 68НС05/705. Отметим основные преимущества семейства 68НС08/908 по сравнению с микроконтроллерами 68НС05/705.
1) Процессор CPU08 работает на более высокой тактовой частоте 8 МГц, реализует ряд дополнительных способов адресации и имеет расширенный набор выполняемых команд. В результате достигается повышение производительности до 6 раз по сравнению с микроконтроллерами 68НС05.
2) Применение FLASH-памяти обеспечивает возможность программирования микроконтроллеров подсемейства 68НС908 непосредственно в составе реализуемой системы с помощью персонального компьютера.
3) Модульная структура микроконтроллеров и наличие большой библиотеки интерфейсных и периферийных модулей с улучшенными характе-
ристиками позволяет достаточно просто реализовать различные модели с расширенными функциональными возможностями.
4) Существенно расширены возможности отладки программ благодаря введению специального монитора отладки и реализации останова в контрольной точке. Таким образом, обеспечивается возможность эффективной отладки без применения дорогостоящих схемных эмуляторов.
5) Реализованы дополнительные возможности контроля функционирования микроконтроллеров, повышающие надежность работы систем, в которых они применяются.
Все микроконтроллеры семейства 68НС08/908 содержат процессорное ядро CPU08, внутреннюю память программ - масочно-программируемое ПЗУ емкостью до 32 Кбайт или FLASH-память емкостью до 60 Кбайт, ОЗУ данных емкостью от 128 байт до 2 Кбайт. В ряде моделей имеется также память EEPROM емкостью 512 байт или 1 Кбайт. Большинство микроконтроллеров семейства работают при напряжении питания 5.0 В, обеспечивая максимальную тактовую частоту F t = 8 МГц. Некоторые модели работают при пониженном напряжении питания 3.0В и даже 2.0В.
Микроконтроллеры семейства 68НС08/908 делятся на ряд серий, буквенные обозначения которых указываются для каждой модели после имени семейства (например, 68HC08AZ32 - серия AZ, модель 32). Серии отличаются, в основном, составом периферийных модулей и областями применения. Все модели содержат 16-разрядные таймеры, имеющие 2, 4 или 6 комбинированных входов захвата/выходов совпадения. Большинство моделей содержит 8- или 10-разрядные АЦП.
В состав серий АВ, AS, AZ входят микроконтроллеры общего назначения, которые обеспечивают расширенные возможности интерфейса с внешними устройствами благодаря наличию шести параллельных и двух последовательных портов (SCI, SPI). Модели серий BD, SR и GP имеют четыре параллельных порта. Ряд серий имеет специализированные последовательные порты, используемые для организации микроконтроллерных сетей. Это серия AS, обеспечивающая передачу данных по мультиплексной шине Л 850, серия JB, имеющая интерфейс с последовательной шиной USB, серия AZ, содержащая контроллер сети CAN, серия BD, реализующая интерфейс 1 2 С. Микроконтроллеры этих серий широко используются в промышленной автоматике, измерительной аппаратуре, системах автомобильной электроники, вычислительной технике.
Специализированные микроконтроллеры серии MR содержат 12-разрядные модули ШИМ с 6 выходными каналами. Они ориентированы на применение в системах управления электроприводом. Микроконтроллеры RK и RF ориентированы на использование в радиотехнике.
Серии JB, JK, JL, КХ выпускаются в дешевых корпусах с малым числом выводов. Микроконтроллеры этих серий имеют от 13 до 23 линий параллельного ввода-вывода данных. Они используются в бытовой аппаратуре и изделиях массового применения, где требование низкой стоимости является одним из первостепенных факторов.
В сериях QT, QY представлены модели, ориентированные на применение в малобюджетных проектах. Эти микроконтроллеры отличаются низкой стоимостью и выпускаются в компактных корпусах с малым числом выводов (8 или 16). Они имеют встроенный осциллятор, обеспечивающий формирование тактовой частоты с точностью 5%. Небольшой объем FLASH-памяти (до 4 Кбайт), наличие АЦП и таймера делают эти модели идеальными для построения несложных контроллеров распределенных систем мониторинга и управления.
Оба семейства микроконтроллеров имеют программаторы, позволяющие использовать, как языки высокого уровня (в частности, язык С), так и ассемблеры. Цены на оба семейства микроконтроллев существенно не отличаются: при средней стоимости около 400 рублей разница состоявляет 50-100 рублей, что практически не влияет на итоговую стоимость внедрения системы противопожарной защиты.
В силу большей доступности на рынке микроконтроллеров ADuC812 и программаторов для них, было решино использовать микроконтроллеры этого семейства, а конкретно - ADuC812BS.
В данном курсовом проекте микроконтроллер является координирующим элементом системы. Следовательно, ему необходимо получать данные с датчиков и отдавать команды на элементы системы противодымной защиты. Так как и те, и другие являются устройствами аналоговыми, а микроконтроллер - устройством цифровым, то необходимо использовать АЦП и ЦАП для преобразования сигналов.
Для АЦП мы будем использовать встроенный в микропроцессорную систему преобразователь Н1562-8 фирмы Hitachi.
Приведём основные характристики АЦП:
- разрядность 12 бит;
- быстродействие 0.4 мкс; -DNL ±0,018%;
-INL ±0,018%;
- напряжение питания U cc +5/-15 В;
- ток питания 1 СС 15/48 мА;
- опорное напряжение Uref +10,24В;
- выходной ток I out 3-7 мА;
- рабочие температуры от-60 до ±85°С;
- корпус 210В.24-1 (24-pin CerDIP).
Для отображения текстовых данных воспользуемся LCD WH16028-NGK-CP фирмы Winstar Display. Это монохромный дисплей с возможностью одновременного отображения до 32 символов (две строки по 16 позиций). Помимо этого в состав схемы входят светодиоды и динамик.

3 Алгоритм работы МПУ и протокол обмена информацией между МПУ и объектом управления.

Непосредственно на входы порта Р1.0-Р1.2 микроконтроллера приходят сигналы с датчиков дыма. Для взаимодействия с периферией в схему включена МАХ3064: сигналы с выходов D0-D10 поступают на LCD. Сигналы для свето диодов поступают с выходов D10-D16. Управляющие сигналы для светодиодов и LCD приходят из портов РО и Р2 микроконтроллера. Через Р1.5-Р1.7 подаются управляющие сигналы системам дымоудаления.
Схема алгоритма программы приведена в приложении Б.

Заключение

В работе было на практике разобрано проектирование реальной микропроцессорной системы с использованием поэтапного метода разработки: анализ существующих микроконтроллеров, выбор элементной базы для системы, выбор производителя, создание структурной схемы, функциональной и как основной результат – принципиальная электрическая схема, на основе которой можно приступать к распайке устройства. Для обеспечения полного функционирования аппаратного продукта разработано специальное программное обеспечение к нему.
.

Список использованных источников

1 Справочник. Микроконтроллеры: архитектура, программирование, интерфейс. Бродин В.Б., Шагурин М.И.М.:ЭКОМ, 1999.
2 Андреев Д.В. Программирование микроконтроллеров MCS-51: Учебное пособие. - Ульяновск: УлГТУ, 2000.
3 М. Предко. Руководство по микроконтроллерам. Том I. Москва: Постмаркет, 2001.
4 Интегральные микросхемы: Справ. / Б. В. Тарабрин, Л. Ф. Лукин, Ю. Н. Смирнов и др.; Под ред. Б. В. Тарабрина. – М.: Радио и связь, 1985.
5 Бурькова Е.В. Микропроцессорные системы. ГОУ ОГУ. 2005.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(Справочное)

Структурная схема МК ADuC812BS

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)

Схема алгоритма программы

ПРИЛОЖЕНИЕ В
(обязательное)

Схема устройства

ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(обязательное)

Листинг программы
#include "ADuC812.h"
#include "max.h"
#include "kb.h"
#include "lcd.h"
#include "i2c.h"

int etazN,i,j,curEtaz,Prepat;

int VvodEtaz()
{
char etaz;
int tmp;

LCD_Type("Etazh:");
etaz="0";
while(etaz=="0")
{
if(ScanKBOnce(&etaz))
{
etazN=etaz-48;
LCD_Putch(etazN+48);
etaz="0";
while(etaz=="0")
{
if(ScanKBOnce(&etaz))
{
if(etaz=="A"){break;} else
{
tmp=etaz-48;
etazN=(etazN*10)+(etaz-48);
LCD_Putch(tmp+48);
};
};
};
};
};
return etazN;
}

void HodLifta()
{
int j,i;
if(curEtaz {
for (i=curEtaz;i<=etazN;i++)
{
for (j=0; j<=10000; j++)
{
WriteMax(SV,i);
Delay();
}
}
};
if(curEtaz>etazN)
{
for (i=curEtaz;i>=etazN;i--)
{
for (j=0; j<=10000; j++)
{
WriteMax(SV,i);
Delay();
}
}
};
curEtaz=etazN;
}

// 5 sec na zakrytie dverei i proverka prepatstviya:
void ZakrDveri()
{
int j,i;
char Bc;

Bc="0";
for (i=1;i<=5;i++)
{
for (j=0; j<=1000; j++)
{
if(ScanKBOnce(&Bc))
{
if(Bc=="B")
{
Prepat=1;
goto id3;
}; // B - datchik prepatstviya
};
Delay();
};
LCD_GotoXY(15,1);
LCD_Putch(i+48);
}
id3: i=1;
}

void main()
{
char Ac,etaz;
int tmp;

TMOD=0x20;
TCON=0x40;

InitLCD();
LCD_GotoXY(0,1);
LCD_Type("SvetVyk");
LCD_GotoXY(7,1);
LCD_Type("DveriZakr");

CurEtaz=1; // tekushii etaz
Prepat=0; // prepyatsvii net
id: Ac="0";
while(Ac=="0")
{
if(ScanKBOnce(&Ac))
{
if(Ac=="A")
{
etazN=VvodEtaz();
LCD_GotoXY(0,0); // "etaz" propal
LCD_Type(" ");
LCD_GotoXY(0,1);
LCD_Type("SvetVkl");
HodLifta();
id2: LCD_GotoXY(7,1);
LCD_Type("DveriOtkr");
// zdem 20 sec:
for(i=0;i<=10000;i++)
{
if(ScanKBOnce(&Ac)) // nazhatie etaza vnutri
{
if(Ac=="A")
{
etazN=VvodEtaz();
LCD_GotoXY(7,1);
LCD_Type("DveriZakr");

if (Prepat==1)
{
LCD_GotoXY(0,1);
LCD_Type("SvetVkl");
Prepat=0;
goto id2;
};
LCD_GotoXY(0,0);
LCD_Type(" ");
HodLifta();
goto id2;
};
};
Delay();
};
LCD_GotoXY(0,1);
LCD_Type("SvetVyk");
LCD_GotoXY(7,1);
LCD_Type("DveriZakr");
ZakrDveri(); // medlenno zakryvaem dveri
if (Prepat==1)
{
LCD_GotoXY(0,1);
LCD_Type("SvetVkl");
Prepat=0;
goto id2;
};
LCD_GotoXY(0,0);
LCD_Type(" ");
LCD_GotoXY(0,0);
// zdem sled vyzova:
goto id;
}
}
}
while(1);
}
и т.д.................

Датчики пожарной сигнализации обнаруживают возгорание и передают на панель управления. Схема подключения датчиков зависит от количества и степени реагирования сенсоров, находящихся в конструкции. Исходя из этого, принято классифицировать датчики по трём принципам.

Типы извещателей:

  1. Точечные - имеют один сенсор и чувствительны в компактных зонах.
  2. Многоточечные - имеют несколько сенсоров (два, три).
  3. Линейные - реагируют на изменения вдоль линии и делятся на два вида:
    • одиночные (два блока на одной стене и отражатель на противоположной);
    • двухкомпонентные (два блока, находящихся на противоположных стенах).

Наиболее эффективными считаются тепловые и дымовые детекторы.

Дымовые датчики

Дымовые извещатели наиболее популярны и обладают высокой степенью обнаружения возгорания. Принцип работы основан на определении количества дыма в воздухе.

Типы детекторов:

Тепловые датчики

Тепловые извещатели реагируют на изменения температуры окружающей среды. Наиболее эффективным является в помещениях, где хранятся горюче-смазочные материалы.

Типы тепловых извещателей:

  1. Пороговые тепловые датчики имеют установленную норму температуры и реагируют при её превышении. Разделяют:
    • Электромеханический тепловой датчик - это устройство одноразового использования, в котором находится специальная пластина. При повышении температурных норм она плавится и разрывает электрическую цепь. Процесс включает сигнализацию. Пороговая температура в сенсорах такого типа составляет 75С.
    • Полупроводниковые пороговые датчики - это устройство, в котором используется полупроводники, покрытые специальным веществом. При повышении установленной температуры, сигнал на панель передаёт электронная схема. Устройства реагируют на изменения быстрее и не разрушаются, как электромеханические. Сенсоры срабатывают от температуры установленной пользователем.
  2. Дифференциальные тепловые датчики - чувствительны к скорости повышения температуры. Принцип работы извещателей основан на изменении тока наружной от внутренней цепи (разницы температур). Корпус разработан с применением двух термоэлементов, образующих электрические цепи (внутри и снаружи). Ток от цепей поступает на дифференциальный усилитель, который регистрирует температурное соотношение внешней и внутренней цепи. Сигнализация срабатывает, если разница между температурами внутренней и наружной цепями начинает расти.

Установка дымовых и тепловых датчиков

Монтаж извещателей проводят инженеры, согласно составленным расчётам и планам. Схема подключения датчиков проводится по двум принципам.

Схема подключения:

  • квадратная;
  • треугольная.

Наиболее распространённым и упрощённым типом подключения является квадратная схема.
Необходимо также соблюдать расстояние между датчиками и стенами. Расчёты приведены в таблицах.


Плоскость для монтажа датчиков должна иметь покрытие, обеспечивающее защиту от повреждений.

При монтаже мы применяем определённую схему подключения пожарных датчиков. В данной статье как раз пойдёт речь об этом. Различные схемы подключения имеют пожарные датчики. Стоит помнить при планировании схемы, что шлейф сигнализации ограничен по количеству подключения на него пожарных извещателей. О количестве подключаемых датчиков на один шлейф можно узнать из описания контрольного прибора. Ручные и дымовые пожарные извещатели содержат четыре вывода. 3 и 4 замкнуты на схеме. Такое исполнение даёт возможность контролировать пожарный ШС. Если конкретней, то подключив дымовой датчик с помощью 3 и 4 вывода на контрольном приборе будет формироваться сигнал "Неисправность" в случае снятия извещателя.

При подключении стоит помнить, что выводы пожарных датчиков имеют разную полярность. Вывод два - это часто плюс, а вывод три и четыре - минус, первый же вывод используют при подключении конечного или контрольного светодиода. Но зачастую он не используется.

Если заглянуть в схему подключения, то можно увидеть три сопротивления, Rок, Rбал. и Rдоп. Номиналы резисторов можно прочесть в руководстве от контрольного прибора и обычно поставляется уже в комплекте с ним. Rбал. по своим функциям нужен для того же, для чего и Rдоп., применяется в дымовых датчиках и ручных. В комплект контрольного прибора обычно не входят. Покупаются отдельно.

При нормальной работе тепловые датчики обычно коротко замкнуты, стало быть наше сопротивление Rбал в схеме не участвует до тех пор, пока не произойдёт сработка. Только после этого к цепи прибавится наше сопротивление. Это нужно для того, чтобы создавать сигнал "Тревога" после сработки одного или двух датчиков. Когда мы применяем подключение при котором сигнал "Тревога" формируется от двух датчиков, то при сработке одного на контрольный прибор поступает сигнал "Внимание". Данные подключения применяются как для дымовых, так и для тепловых датчиков.

Подключая дымовые датчики и используя в схеме Rдоп, "Тревога" будет посылаться на контрольный прибор только после срабатывания двух датчиков. Когда сработает первый датчик, на контрольном приборе будет сигнал "Внимание".

Если в схеме не применять резистор Rдоп, сигнал "Тревога" будет отправлен на контрольный прибор сразу, как только сработает датчик.

Ручные же извещатели подключаются только в одном режиме, то есть чтобы при сработке одного устройства в системе сразу появлялся сигнал "Тревога". Это нужно для немедленного оповещения о возникновении пожара.

Монтаж пожарных извещателей, безусловно подразумевает их соединение в шлейф пожарной сигнализации. Схема подключения пожарных извещателей приводится ниже. Рассматриваются двухпроводные (наиболее часто используемые)

  • извещатели пожарные дымовые (ДИП),
  • извещатели пожарные тепловые (ИП),
  • извещатели пожарные ручные (ИПР).

Схема подключения охранных извещателей приведена на другой странице.

Шлейф пожарной сигнализации может одновременно содержать извещатели одного или нескольких (комбинированный шлейф сигнализации) указанных типов. Кроме того, схема подключения пожарных извещателей может предусматривать срабатывание приемно контрольного прибора пожарной сигнализации (формирование извещения "пожар") при срабатывании только одного датчика шлейфа пожарной сигнализации или при срабатывании двух и более пожарных извещателей. (такая организация шлейфа пожарной сигнализации после срабатывания одного извещателя формирует сигнал "внимание").

Адресные пожарные извещатели также имеют свою схему подключения. Хочу заметить- схема подключения датчиков пожарной сигнализации может варьироваться (зависит от типа приемно контрольного прибора), однако, различия незначительны, главным образом затрагивают номиналы (значения) дополнительных (балластных), оконечных (выносных) резисторов.

Кроме того, различные типы приемно контрольных приборов допускают подключение различного максимального количества дымовых пожарных извещателей в один шлейф сигнализации- эта величина обуславливается суммарным током потребления датчиков. Помните- ток потребления дымового извещателя зависит от его типа.

Все типы неадресных дымовых двухпроводных извещателей используют одинаковую нумерацию выводов:(1,2,3,4).

Схемы подключения выводов дымовых извещателей различных производителей визуально могут несколько отличаться (варианты 1,2), но, с точки зрения электрики, являются идентичными, ибо внутри корпуса извещателя выводы 3,4- короткозамкнуты.

Однако, второй вариант имеет серьезный недостаток - при извлечении извещателя из розетки приемно - контрольный прибор не обнаружит его отсутствия и не сформирует сигнал "неисправность". Поэтому лучше его не использовать.

Обратите внимание!

  • Даже для одного конкретного типа приемно контрольного прибора пожарной сигнализации резисторы Rдоп. могут иметь различные значения (определяется током потребления различных типов дымовых извещателей, читайте паспорт прибора внимательно).
  • Приведенная схема подключения пожарного ручного извещателя справедлива когда его исполнительным элементом являются нормально замкнутые электрические контакты. Например, для ИПР 3 СУ эта схема подключения не подойдет.
  • Тепловые пожарные извещатели подключаются по приведенной схеме если имеют нормально замкнутые контакты (таких большинство).
  • Может возникнуть ситуация, когда ИПР, подключенный по приведенной (рекомендованной паспортом прибора) схеме для шлейфа сигнализации, предусматривающего сработку по двум датчикам, срабатывая вызывает формирование приемно контрольным прибором сигнала "внимание" вместо "пожар". Попробуйте тогда уменьшить номинал резистора (Rдоп), через который этот ИПР подключается в шлейф сигнализации.
  • Перед подключением (установкой) адресных извещателей, их адрес должен быть предварительно запрограммирован.
  • Подключение дымовых пожарных извещателей требует соблюдения полярности шлейфа сигнализации .

© 2010-2019 г.г.. Все права защищены.
Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов

Быть готовым к пожару невозможно, он всегда внезапен и малоконтролируем. Но минимизировать риск его появления, значительно сократив предсказуемый материальный ущерб, можно. Для этого специалистами изобретены пожарные извещатели, которые в настоящее время являются единственным средством, способным обнаружить пожар без человека. Одним из таких в своем роде является, тепловой пожарный датчик или извещатель, кратко — ТПИ.

Само название — тепловой — объясняет принцип действия прибора. Он содержит один или несколько преобразователей — чувствительных элементов, которые, воспринимая температурное повышение среды, ведут к срабатыванию громкого опознавательного сигнала через звуковой оповещатель.

Существует еще один вид извещателя – пожарный дымовой. Он срабатывает на аэрозольные продукты горения, проще говоря, дым, а точнее, его цвет. Плюс противопожарных датчиков дыма в том, что он разрешен в административно-бытовых строениях, в отличие от теплового извещателя, а минус – поднимет всех на ноги не из-за пожара, а, например, большого скопления пыли или пара. Причем, если говорить строго, называть его датчиком неправильно, потому что он лишь составная часть извещателя.

Основные типы

По виду основной из составляющих ТПИ — чувствительного элемента или контроллера, различают четыре основных его типа:

  • Контактный ТПИ . При изменении температурного режима установленный контакт или электрическая цепь размыкается, специальный шлейф рвется и служит причиной срабатывания звукового сигнала. Самые простые, как правило, отечественные модели, представляют собой замкнутый контакт из двух проводников, упакованный в пластмассовый контейнер. Более сложные имеют термочувствительный полупроводник с отрицательным сопротивлением. Если температурная отметка окружающей среды возрастет, сопротивление упадет, и по цепи пойдет контролируемый ток. Как только он достигнет определенного показателя, оповещатель сработает.
  • В электронный сенсор вмонтированы сенсоры, которые находятся внутри кабеля, как только температура достигает определенного порога, сопротивление электротока в кабеле меняется, что передается в управление контрольного устройства. Высокочувствителен. Принцип устройства достаточно сложный.
  • Оптический извещатель работает на основе оптико-волоконного кабеля. От повышения температуры изменяется оптическая проводимость, что ведет к звуковому оповещению.
  • Металлическая трубка с газом, герметично заполненная, необходима для механического ТПИ . Воздействие температуры на любой участок трубки приведет к изменению ее внутреннего давления и срабатыванию сигнала. Признан устаревшим.
  • Другие типы . Полупроводниковые имеют специальное покрытие с отрицательным коэффициентом температуры, электромеханические состоят из проводов под механическим напряжением, покрытых термочувствительным веществом.

Виды пожарных извещателей

Пожарные тепловые реагируют на разные параметры распространения огня. Отсюда и классификация на виды.

В максимальный противопожарный датчик задан порог абсолютной величины:

  • давление,
  • температура, — как только показатель окружающей среды его достигнет, люди будут оповещены.

Массово выпускают отечественные устройства с температурой срабатывания 70-72 градусов. Они же являются по причине своей финансовой доступности весьма популярными.

Для дифференциального датчика пожарной сигнализации важна скорость изменения признака, который стоит у него на контроле.

Такие устройства признаны более эффективными, чем максимальные ТПИ —

  • дают тревогу раньше,
  • устойчивы в работе, но за счет двух установленных на расстоянии элементов, они выше по цене.

Максимально-дифференциальные приборы объединяют оба параметра.

Собираясь за покупкой данного типа пожарных устройств, учтите, что их температурный порог минимум на 20 градусов должен быть выше допущенной температуры на объекте.

Таким образом, современные системы пожарной сигнализации технические специалисты делят на дискретные (по порогу) – они рассмотрены выше — и аналоговые. Аналоговые тепловые пожарные сенсоры в свою очередь подразделяются на неадресные и адресные. Последние передают не только информацию о возгорании, но и код своего адреса.

И дискретные, и аналоговые измеряют характеристики факторов пожара, принципиальное отличие в способе обработки сигнала.

У аналоговых он сложнее и его суть в специальных систематических алгоритмах.

  • Адресно-аналоговые тепловые устройства регулярно собирают информацию о состоянии помещения. Они могут выдать данные, на которые запрограммированы для сборы, в режиме реального времени.
  • Взрывозащищенные тепловые пожарные извещатели нужны там, где риск появления пожар высок, и в воздухе могут присутствовать взрывоопасные вещества. Они словно бронированы, так как расположены на различных силовых агрегатах, нефтепроводах и т.д. Различаются степенью защиты, количеством сенсоров и разными установленными температурными порогами.
  • У линейных тепловых извещателей применяется кабель с теплочувствительным полимером – термокабель – он фиксирует любые изменения по всей своей протяженности как единый противопожарный датчик. Используется там, где потолок большого размера, например, крытый стадион. Крепить можно кроме потолка еще и на стены.
  • Многоточечные тепловые устройства противопоставлены по своей сути линейным. Они входят в единую систему, которая контролирует несколько зон и объединена в электрическую цепь. Поступающие от датчиков противопожарных сигналы обрабатываются в едином блоке.

Эксплуатация и установка

Схема подключения тепловых датчиков дается в инструкции по эксплуатации, однако, могут возникнуть трудности.

Требования ГОСТ Р 53325-2009, пункт 4.2.5.1, обязывают снабжать извещатели тепловые встроенным или выносным оптическим индикатором.

При расчете номиналов резисторов дополнительных берите во внимание электрические составляющие подключаемых светодиодных индикаторов.

Смотрите в паспорте прибора на падение напряжения типовое и максимальное, которые указывают на предел параметров. Для удобности монтажа лучше брать светодиодные неполярные индикаторы.

Замкнутые нормально контакты тепловых устройства соединяются с шлейфом так же, как и у дымовых. Отличие в том, что в дежурном состоянии у тепловых датчиков электроток не потребляется, а в активном режиме его меньше, чем у дымовых.

У тепловых датчиков пожарной сигнализации в схеме подключения есть следующие сопротивления:

  • Rбал.,
  • Rок.,
  • Rдоп.

Изучаем руководство по эксплуатации прибора контроля и учитываем номиналы резисторов.

Rбал. аналогичен Rдоп., но в комплекте контрольного прибора его нет, придется купить дополнительно.

В обычном режиме датчики коротко замкнуты, а значит, сопротивление Rбал возникнет только в том случае, если один или двое из приборов сработают. И тогда сможет сформироваться сигнал “Тревога”.

Для контроллеров “Мираж ” есть нижеследующая схема. Если сработает один, то поступит сигнал “Внимание”, если второй — последует команда “Пожар”.

Обозначение теплового извещателя на схеме, а также других составляющих следующее:

  • ШС – шлейф сигнализации,
  • ИП — извещатель пожарный тепловой,
  • ИПР – извещатель пожарный ручной,
  • ДИП – дымовой извещатель пожарный.

Условное графическое обозначение автоматического теплового извещателя по требованиям нормативной документации — .

Нормы и особенности установки/подключения тепловых датчиков регулируются сводом правил системы противопожарной защиты 5.13.130.2009 с последними изменениями от 20.06.2011 г.

Из таблицы 13.5.становится известным расстояние между тепловыми точечными устройствами, а также между ними и стеной (не забудьте об исключениях, указанных в пункте 13.3.7).

Источник: СП5.13.130.2009.

Нетрудно догадаться, что от высоты помещения зависит охватываемая датчиком площадь. При этом многие устанавливают по два устройства в каждом помещении на случай выхода из работы одного датчика.

Расстояние от одного к другому должно ограничиваться половиной рекомендуемого. Но это действует при точечных неадресных датчиках. Адресно-аналоговые в дублировании не нуждаются, так как у них совершенно иной принцип работы.

  • При расположении сенсоров в помещениях нужно учитывать особенности распространения продуктов горения в них.
  • Неэффективно устанавливать тепловые датчики в “мертвых” зонах, там, куда горячий воздух доберется в последнюю очередь, и противопожарный прибор сработает слишком поздно.
  • Так, прокладывая термокабель линейного теплового извещателя, не надо этого делать в 15-20 см от углов по потолку и стенах.
  • Не стоит забывать и о вытяжках, кондиционерах, — расположите прибор не менее чем на метр от них.

Физические законы рождают принципы, которые лежат в основе установки пожарных извещателей:

  • плоский потолок защищается по окружности, лежащей в горизонтальной поверхности;
  • нужно учитывать расстояние от перекрытий помещения.

Неисправности и способы их устранения

О них, прежде всего, читаем в руководстве по эксплуатации в специально выделенном разделе. В описании указано, что может не работать и какой метод поможет устранить проблему.

Классическими причинами является непрофессиональный монтаж и заводской брак. Выявленный брак ведет к гарантийному сроку, который составляет в среднем от 18 до 36 месяцев, но бывает и 12 месяцев.

  • Опытные инженеры также указывают на ложную пожарную тревогу в случае ремонта, когда пыль попадает в прибор, и он срабатывает.
  • Порой насекомые также служат поводом неоправданной тревоги. Помогает протирка спиртом и продувание.
  • Шлейфы могут периодически оповещать о пожаре при скрученных проводах, где контакт нестабилен.
  • Электромагнитные помехи от приборов также никто не отменял, поэтому их необходимо брать во внимание. Сезонные изменения, акустические колебания и агрессивная окружающая среда также влияют на неисправности.
  • Ложные тревоги зачастую свидетельствуют не о высокочувствительности извещателей, а о низком качестве. Также специалисты предупреждают, что все дешевые разработки со временем теряют уровень чувствительности. И здесь поможет только замена.

Для решения большинства трудностей по неисправности поможет проверка подключений, правильное расположение детекторов и нормальная работоспособность контактных соединений.

Также для предупреждения необнаружения пожара помогут высококачественные комплектующие извещателей.

Производители и популярные модели

Выпускают извещатели пожарные российские производители и зарубежные. Среди них

  • старейшая японская фирма Hochiki ,
  • популярнейшая Siemens , в которую влилась швейцарский производитель Cerberus.
  • Хорошо зарекомендовали себя пожарные извещатели британской компании Appolo .
  • Также хорошо известна System Sensor , чья продукция выпускается в 8 крупнейших странах – от США до России.

В нашей стране на пожарных тепловых извещателях специализируется

  • предприятие “Аргус-Спектр” , расположенное на базе научно-промышленного комплекса в Санкт-Петербурге.
  • Комплектстройсервис является одним из ведущих по отечественным разработкам.
  • Магнито-Контакт выпускает датчики на базе герметичных контактов,
  • широкий спектр продукции у “Сибирского арсенала ”,
  • научно-производственного предприятия “Специнформатика-СИ ”.
  • Также свою продукцию предлагают Частное предприятие “Артон ” и “Спецавтоматика ”.

Цены

Самые простые максимальные противопожарные тепловые приборы отечественные, их цена от 40 рублей до 150.

  • Дополнительные опции, например, память на сработавший прибор, световой и/или выносной индикатор, увеличение их количества влечет за собой удорожание вдвойне, разброс от 270 р. и до 600.
  • Максимально-дифференциальные датчики можно приобрести за цену от 500 р. до 900.
  • Одна из наиболее продаваемых моделей Аврора ТН (ИП 101-78-А1) , ее цена в среднем 700 р.
  • Наиболее популярная из-за своей ценовой доступности модель взрывозащищенного извещателя ИП 101-3А-А3R обойдется в 200 рублей в среднем, хотя в большинстве своем магазины предлагают взрывозащищенные устройства от 800 до 1 000 р.

Зарубежные адресные максимально-дифференциальные устройства

  • стоят от 1000 рублей за штуку и выше.
  • Среди адресно-аналоговых максимально-дифференциальных — хит продаж модель С2000 ИП-03 , она стоит от 500 до 800 рублей , а вообще разбег адресных извещателей доходит до 2 000 и даже выше.
  • тепловые датчики – термокабели – в зависимости от характеристик (сопротивления кабеля, максимально допустимой длины, напряжения тока и т.д.) реализуются в среднем от 300 до 700 р.

Заключение

Информация о принципах работы, особенностях конструкции, видах и типах тепловых пожарных извещателях поможет взвешенно и без лишних финансовых затрат выбрать наиболее подходящую модель. Правила и нормы установки не так уж сложны, и если отнестись к ним ответственно, то можно предупредить многие неисправности. А лучше всего монтаж проводить под чутким руководством опытных электриков.