------( میکروالکترونیک )------( الکترونیک دیجیتال )------( سفارش طراحی و برنامه نویسی پروزه های شما )------( الکترونیک مقدماتی )--------(www.project-esisis.com)------	تقویم ابزار های وبلاگ نویسی نمایشگر تاریخ به صورت فارسی

شرح مدار:

Urban gas leak detector and smoke with gas and electricity interruptions

در این پروژه از سیستم هوشمند قطع گاز و برق شهری همراه با آلارم مربوطه و تهویه مجهز به سنسورهای نشت گاز دود و حرارت هوشمند در رنج کاری 30 تا 10000 PMM بهره گرفته شده، که این واحد بر روی صفحه دیجیتال سونسگمنت نمایش داده خواهد شد. سیستم هوشمند فوق که درخانهای هوشمنده مورد استفاده قرار می گیرد، می تواند دستگاههای متصل به خروجی خود از قبیل آلارم قوی، فن، هود و تهویه را فعال نماید، و بصورت اتوماتیک با فرمان به یک شیر گیربکسی متحرک 45 درجه ای شیر اصلی گاز ورودی را قطع نموده و نیز توسط یک رله 30 آمپری برق اصلی شبکه را قطع نماید. سیستم فوق قادر است نشتی گازهای آتش زا از قبیل متان، بوتان، پروپان، مونوکسید کربن، آمونیاک، دی اکسید گوگرد، الکل، بنزین، و هرگونه بروزآتش سوزی و دود را در محیط با حساسیت بسیار زیاد احساس نموده و قبل از هــر گونه حادثه عمل مناسب را انجام دهد. برای کارای بهتر در صورت قطع برق از باتری پشتیبانBackup اضطراری و سیستم ضد هنگ و نویز در مدار الکترونیکی آن بهره گرفته شده است.

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

اهداف:

1. استفاده از سنسور دقیق برای تشخیص سریع نشت گاز و نمایش میزان نشت گاز بر روی نمایشگر
2. مجهز به بوق BUZZER داخلی و خروجی آلارم ALARM قوی اعلام خطر در مواقع نشت گاز
3. دارای تنظیمات میزان حساسیت دستگاه توسط میکروسوئیچ
4. نمایشگر از نوع 7-Segment Display * 4 رنگ بندی
5. دارای نشانگر های LED برای اعلام وضعیت دستگاه
6. دارای خروجی مجهز به قطع کن شیر برقی گیربکسی
7. رله 30 آمپری و LED نشانگر روشن بودن رله برای قطع ولتاژ برق شهر واحد
8. باطری اضطراری Backup 14.7 ولت 2000 میلی آمپر ساعت
9. داری خروجی رله 10 آمپری برای فعال نمودن تهویه
10. حد پایین Low LPG Limit: 30 PPM
11. حد بالا High LPG Limit: 10000 PPM
12. ولتاژ کاری AC 150-250 V / 50-60 HZ ترانس کاهنده 16V - 400mA

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

بلوک دیاگرام مدار

TGS 813 - برای تشخیص گازهای قابل احتراق هست

• حسگر عمومی هدفمند با حساسیت به طیف گسترده ای از گازهای قابل احتراق می باشد
• حساسیت بالا به متان، پروپان و بوتان دارد
• عمر طولانی و کم هزینه است
• از مدار الکتریکی ساده استفاده می کند
• مورد استفاده در آشکارسازهای نشت گاز داخلی و آلارم ها
• آشکارسازهای گاز قابل حمل

عنصر حسگر سنسورهای گاز Figaro یک نیمه هادی دی اکسید قلع است که هدایت کم در هوای پاک دارد در حضور یک گاز قابل تشخیص، هدایت گر سنسور بسته به غلظت گاز در هوا افزایش می یابد. مدار الکتریکی ساده آن که می تواند تغییر هدایت را به یک سیگنال خروجی تبدیل کند که مربوط به غلظت گاز است. TGS 813 حساسیت بالایی نسبت به متان، پروپان و بوتان دارد، و این امر برای نظارت بر گاز طبیعی و گاز طبیعی ایده آل است. همچنین این سنسور می تواند یک طیف گسترده ای از گازها را شناسایی کند، و این حسگر بسیار عالی و کم هزینه برای طیف وسیعی از برنامه های کاربردی است. همچنین با یک پایه سرامیکی که به محیط های شدید تا 200 درجه سانتی گراد مقاوم است (مدل # TGS 816) مقاوم است.

• شکل زیر نشانگر ویژگی های حساسیت معمولی است، تمام داده ها در شرایط آزمون استاندارد جمع آوری شده اند (نگاه کنید به سمت عقب این ورق). محور Y به عنوان مقاومت مقاومت حسگر (Rs / Ro) تعریف شده است که به شرح زیر است:

Rs = مقاومت حسگر گازهای نمایش داده شده در غلظت های مختلف است

Ro = مقاومت سنسور در متان 1000ppm

بر اساس همین جدول عدد 500 -10000 می باشد که 500=813 درنظرمیگیریم

ویژگی های حساسیت:

شکل زیر نشان دهنده ویژگی های وابسته به دما و رطوبت است. باز هم محور Y به عنوان مقاومت مقاومت حسگر (Rs / Ro) نشان داده شده است، به شرح زیر تعریف شده است:

Rs = مقاومت حسگر در 1000ppm متان

در دماهای مختلف / رطوبت

Ro = مقاومت حسگر در 1000ppm متان

در 20 درجه سانتیگراد و 65 درصد R.H.

درجه حرارت / رطوبت وابستگی:

نکته مهم: شرایط عملیاتی که Sensors FIGARO استفاده می شود، متناسب با هر برنامه کاربردی خاص مشتری است. FIGARO به شدت توصیه های مشاوره ای از کارکنان فنی ما را قبل از ایجاد حسگر FIGARO در کاربرد خود و بویژه هنگامی که گازهای مقصد مشتری در اینجا ذکر نشده است توصیه می کنیم. FIGARO نمی تواند هیچ مسئولیتی برای استفاده از حسگرهای آن در محصول یا درخواستی که سنسور آن به طور خاص توسط FIGARO تست نشده است، نپذیرد.

1. عنصر حسگر: SnO2 برای تشکیل یک فیلم ضخیم روی سطح لوله سرامیکی آلومینیوم که حاوی بخاری داخلی است، پخته می شود.
2. کلاه لبه دار: نایلون 66
3. پایه سنسور: نایلون 66
4. شعله ایست بازدارنده:100 مش مشبک SUS 316

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

پین اتصال و پایه مدار اندازه گیری:

اعداد نشان داده شده در اطراف نماد سنسور در مدار مدار در سمت راست با شماره های پین نشان داده شده در ساختار حسگر (در بالا) مطابقت دارد. هنگامی که سنسور همانطور که در مدار پایه نشان داده شده است، خروجی در سراسر مقاومت بار (VRL) افزایش می یابد، به عنوان مقاومت حسگر (Rs)، بسته به غلظت گاز، کاهش می یابد.

شرایط آزمون استاندارد:

TGS 813 با ویژگی های الکتریکی فوق الذکر هنگامی که سنسور در شرایط استاندارد مطابق زیر مشخص می شود:

شرایط گاز آزمایش

دوره پیش گرم شدن قبل از آزمایش: بیش از 7 روز

مقاومت حسگر (Rs) بر اساس فرمول زیر محاسبه می شود:

اتلاف انرژی در سراسر الکترودهای سنسور (Ps) با فرمول زیر محاسبه می شود:

محاسبه مدت زمان آماده بکار سنسور نشت گاز:

شکل زیر عمل اولیه سنسور را نشان می دهد که مقاومت (Rs) برای یک سنسور که بدون انرژی ذخیره می شود در هوا معمولی به مدت 30 روز و بعد در انرژی هوای پاک.

Rs به شدت حرارت نیاز دارد برای اولین بار پس از اتصال تغذیه به خود، صرف نظر از حضور گازها، وسپس با توجه به محیط، سطح پایداری آن فراهم میشود نسبت به اتمسفر چنین رفتار در هنگام گرم شدن فرایند "اقدام اولیه" نامیده می شود.

نکته: برای برنامه نویسی بخش تاخییر در آماده سازی اولیه سنسور یا همان مدت زمان رسیدن به پایداری دمایی سنسور آزمایش زیر را انجام می دهیم

1. پایه مقاومت RS را توسط یک اهم متر در دمای محیط بدون اتصال تغذیه هیتر آن بررسی نموده و یادداشت می کنیم.
2. حال هیتر سسنور را روشن می کنیم مدت 4 دقیقه صبر می نماییم تا به دمای مدنظر جهت پایداری سنسور برسد حال توسط اهم متر مجدد مقاومت RS یادداشت میکنیم

پس از آزمایش های فوق مقدار مقاومت حالت پایداری و ناپایدار سنسور را خواهیم داشت حال این مقاومت را در رابطه قرار میدهیم ولتاژ خروجی در این دو حالت را محاسبه می کنیم در برنامه تاخیر 2- 4 دقیقه که نوشته ایم پس از سر رسیدن تایمر مجدد ولتاژ خروجی سنسور را با ولتاژ پایداری تطبیق می دهیم باید کمی بیشتر یا در همان محدوده مجاز باشد اگر نبود مجدد هیتر را گرم نموده و تاخییر وارد چرخه میشود این حالت برای تشخیص خرابی یا قطع سنسور مناسب می باشد که با توجه به شرایط خواص واکنش مناسب بدهد . این حالت کمک میکند تا اگر در محیطی مثلا کمتر از 5 درجه سانتیگراد که مدت زمان بیشتری را باید برای گرم شدن هیتر در نظر گرفت انجام پذیرد.

از آنجا که این "اقدام اولیه" ممکن است موجب تشخیص زنگ خطر شود که صحیح نمی باشد در طول لحظات اولیه پس از تأمین انرژی، توصیه می شود که تاخیر اولیه برای مدار آن پیش بینی شود در طراحی آشکارساز گنجانیده شود سنسورهای TGS برای نشت گازهای سمی و انفجاری آشکارسازها به خصوص برای دستگاه های متناوب عامل مانند گاز قابل حمل آشکارسازها می باشد.

ویژگی های بلند مدت سنسور:

در نمودار فوق ثبات طولانی مدت TGS813 نمایش داده شده است، مدت زمان اندازه گیری بیش از 8 سال است. سنسور در شرایط هوا طبیعی (بدون وجود گاز) آزمایش شده برای اندازه گیری تایید ویژگی های سنسور در طولانی مدت لازم بذکر است که شرایط هوای محیطی که شامل دما و رطوبت محیط نیز درنظر گرفته شده. تغییر چرخه در حساسیت به تغییرات فصلی مربوط می شود درجه حرارت / رطوبت در ژاپن (اوج شرایط T / H در ماه ژوئیه رخ می دهد، همانطور که به قله حساسیت در آن ارتباط دارد) در نمودار محور Y نشان دهنده نسبت مقاومت سنسور است در 1000ppm متان در تاریخ مورد آزمایش(Rs) به مقاومت حسگر در 1000ppm متان در آغاز دوره آزمون (Ro). همانطور که این نمودار نشان می دهد، TGS813 ویژگی های بیش از یک دوره بسیار طولانی از زمان ثابت است.

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

محاسبه مقاومت RL

برای محاسبه مقاومت بار RL میشود به راحتی از فرمول آورده شده در دیتاشیت تراشه استفاده نمود به این صورت که رابطه تقسیم ولتاژ را که داریم:

بر اساس این محاسبه برای ولتاژ 5 ولت کمترین مقاومت 417 اهم می باشد

 

مشخصات مدار شارژر باتری لتیوم یون (Li-ion Battery Charger Circuit)

در این پروژه از باتری‌های لیتیوم-یونی استفاده می‌شود چرا که با توجه به وزن‌شان، ظرفیت بالایی دارند. باتری‌های لیتیوم-یون یکی از بهترین انواع باتری‌ها محسوب می‌شوند که با این نوع باتری ها باید به شکل خاصی برخورد کرد تا عمر آن در بیشترین حالت ممکن باشد، این نوع باتری مثل باتری‌های مبتنی بر نیکل در گذر زمان به سرعت ظرفیت مفید خود را از دست نمی‌دهند و معمولاً اگر از آنها به درستی استفاده کنید، چند سالی عمر می‌کنند. اما نکته‌ی مهم این است که با استفاده‌ی درست، شیب نزولی ظرفیت باتری را می‌توان کم‌ کرد و عمر آن را افزایش داد. استفاده‌ی نادرست سرعت کم شدن ظرفیت باتری را بیشتر می‌کند و باید زودتر آن را تعویض کرد، برای همین سعی شده مداری را طراحی کنیم که شرایط صحیح شارژ و دشارژ باتری که در زیر آورده شده در آن لحاظ شده باشد:

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

• اجازه ندهید شارژ باتری صفر شود به جای اینکه صبر کنید باتری شما کاملاً دشارژ شود، زودتر آن را شارژ نمایید بین 40 تا 80 درصد ظرفیت شارژ.
• باتری لیتیوم-یونی را کامل شارژ نکنید اگر تنها 10 درصد شارژ باتری تمام شده باشد و آن را شارژ کنیم، عمر آن بهینه نخواهد بود. بهترین کار در هنگام شارژ این است که نگذاریم شارژ باتری به بیش از 80 یا نهایتاً 90 درصد برسد و زودتر شارژر را جدا کنیم.
• مدت زمان شارژ باتری را باید کنترل نمود چون در طول زمان نمی شود به سطح ولتاژ نشان داده شده اطمینان نمود ممکن است خطا داشته باشد پس از تایمر جهت شارژ نمودن صحیح استفاده شود تا به موقع شارژر از باتری جدا شود.
• بزرگترین دشمن باتری های لیتیومی گرما است! در اثر گرما خیلی سریعتر شارژ خالی میکنند بطور عمومی در دمای صفر درجه سانتی گراد سالیانه 6% از ظرفیتشان تحلیل میرود حال آنکه این میزان در دمای °30 در جه به 20% میرسد. بهتر است دمای باتری در هنگام شارژ بین °0 تا °50 درجه سانتیگراد باشد.
• د ولتاژ شارژر و استفاده از شارژر استاندارد این مورد هم بسیار مهم است. به طور معمول باتری‌های لیتیوم-یونی از سلول‌هایی با ولتاژ 3.7 ولت ساخته می‌شوند. ممکن است دو یا چند سلول سری شوند تا ولتاژ باتری بالاتر رود در بازار به 6 سل یا 4 سل معروف هستند ولتاژ این نوع باتری‌ها با کاهش شارژ افت پیدا می‌کند. اگر باتری پر باشد، ممکن است ولتاژ از 4.2 ولت هم بیشتر شود، اگر باتری با ولتاژ 3.92 ولت شارژ شود، ظرفیت آن در حالت شارژ کامل تنها 75 درصد خواهد بود، اما اگر با ولتاژ 4.2 ولت آن را شارژ کنیم، ظرفیت 100 درصد خواهد بود. ولی بهتر است با ولتاژ پایین و جریان ثابت شارژ شوند.
• تا جایی که امکان دارد سعی شود که به آرامی شارژ شود شارژ سریع دمای باتری را هم افزایش می‌دهد که خود یک عامل منفی دیگر است و عمر آن را کاهش می‌دهد.

عیب این باتری ها این است که برخلاف خازن ها و سایر باتری های معمولی، با منبع تغذیه معمولی شارژ نمی شوند. این باتری ها باید تا یک ولتاژ خاص و با جریان محدود شارژ شوند، درغیر اینصورت ممکن است آتش بگیرند. با این حال، باتری های لیتیوم–یون در زمینه الکترونیک بسیار مفید هستند؛ بخاطر سل ولتاژ نسبتاً زیاد، چگالی انرژی بالا، شکل، سایز و تنوع ظرفیت و راندمان شارژ و دشارژ. از پرمصرف ترین تولیدات الکترونیک هستند. از آنجای یکه این باتری ها برای دستگاه های کوچک و متوسط بهترین انتخاب هستند، بسیار محبوب و پرطرفدار شده اند.

ویژگیهای مدار شارژر:

1. شاررژ باتری با ولتاژ و جریان ثابت و کنترل شده: 1.26V~16.8V ، 500mA
2. جابجای اتوماتیک اتصال تغذیه مدار به برق شهر و باتری پشتیبان
3. آشکار ساز برق شهر و تغذیه AC توسط سنسور نوری Opto-isolator جهت کاهش مصرف باتری
4. محافظت از اعمال ولتاژ معکوس باتری به مدار شارژر واکنش از نوع شاتکی Schottky
5. کنترل سطح ولتاژ و ظرفیت باتری درحال استفاده توسط ولتمتر دقیق با ADC ده بیتی و میکروکنترلر AVR جهت شارژ استاندارد
6. اتصال شارژر به باتری توسط رله کنترل شده با تایمر جهت قطع جریان شارژ در حالت اضافه شارژ
7. مجهز به نشانگر درصد شارژ و دشارژ باتری توسط LED به رنگ قرمز که توسط نور کنترل شده بین 0%-100% شارژ بوسیله سیگنال PWM
8. استفاده از سنسور دمای دیجیتال جهت کنترل دمای باتری بین 0° C - 50° C و قطع خودکار شارژر

 

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

 

---

(( سفارش پروژه ))

برای سفارش این برنامه با همین شکل و اجزاء و یا تغییر برنامه مورد نظر به دلخواه خود می توانید از روش های زیر اقدام نمائید، کد سفارش پروژه را ارسال کنید:

هزینه طراحی: SMS-> 0911 831 50 58

کد سفارش پروژه: 103p78

سفارش پروژه >>> Project-esisis.com/Content

---

برای ارتباط با مدیر سایت از لینکهای زیر استفاده کنید

آدرس کانال سایت در تلگرام : www.telegram.me/Electronic_iran

آیدی جهت ارتباط در تلگرام: @Electronic_iran

 

---