Teardown Tuesday: детектор утечки газа
В этом Teardown Tuesday мы заглянем в детектор утечки газа!
Этот детектор предназначен для обнаружения присутствия галогенных газов, таких как ХФУ, ГХФУ, ГФУ, газ окиси этилена и SF-6. Этот детектор довольно дешевый и стоит около 40 долларов.
Детектор утечки газа. Изображение предоставлено Amazon
Метод обнаружения, используемый для обнаружения присутствия галогенных газов, довольно интересен. Проще говоря, этот детектор генерирует высокое напряжение, которое затем подается на пару электродов. Один из электродов направлен на то, чтобы способствовать образованию короны. Затем контролируется ток, идущий к электродам. Если наблюдается изменение тока, это указывает на наличие газообразного галогена. Патент США «US4609875 A» более подробно описывает этот метод.
Печатная плата
Компонентная сторона печатной платы
Внутри этого детектора утечки газа используется одна монтажная плата. Плата представляет собой двухслойную печатную плату с зеленой маской для припоя и белым шелкографием с обеих сторон. Эта плата содержит как поверхностные, так и сквозные отверстия на одной стороне.
Маршрутизация изоляции
Существует некоторая изоляционная маршрутизация для отделения высоковольтного трансформатора от остальной электроники. В отличие от некоторых предыдущих разрывов, почти все компоненты заполнены.
Источник питания
Низковольтный импульсный источник питания
Этот детектор утечки использует в качестве источника питания батареи размером 2 'C'. Чтобы обеспечить бесперебойную работу питания от батарей, батареи запускаются через импульсный источник питания. Коммутационный источник питания управляется U4, регулятором напряжения в пакете SOT-23-5. Выход источника питания составляет 5 вольт.
Низковольтный импульсный источник питания
Коммутационные источники питания являются единственными компонентами этой печатной платы, которые, по-видимому, нагреваются. Находясь в середине изображения выше, это транзистор TIP41. Ниже и справа находится низковольтный импульсный источник питания.
Высоковольтный источник питания
Для генерации короны напряжение должно быть намного выше. Для создания высокого напряжения это устройство использует прерывистую цепь. Для переключения входного напряжения используется транзистор TIP41. Транзистор переключается на частоту около 2 кГц. Переключаемое постоянное напряжение затем проходит через первичный трансформатор.
Из-за коэффициента поворота трансформатора на выходе находится высокое напряжение. Это высокое напряжение затем полуволно выпрямляется диодом D4. Ниже приведена запись напряжения от коллектора к эмиттеру.
Частота переключения измельчающего транзистора
Из-за чрезвычайно низкого выходного тока трансформатора напряжение падает, когда мультиметр с входным сопротивлением 10 М Ом помещается через высоковольтные клеммы. Поскольку выходной конденсатор этой схемы рассчитан на 1000 В, было бы безопасно предположить, что генерируемое напряжение находится в диапазоне 100 вольт.
Пользовательский интерфейс
Шесть кнопок управления пользователями
Для управления различными настройками этого детектора утечки на передней панели детектора имеется шестиконтактный мембранный переключатель. Кроме того, эта сборка имеет полупрозрачные окна для светодиодных индикаторов. Коммутационный узел подключается к основной печатной плате с помощью пятипозиционного ленточного кабеля с шагом 0, 1 дюйма (2, 54 мм).
Двухцветные светодиоды
Чтобы указать на прочность концентрации галогенных газов, имеется семь сквозных светодиодов. Эти светодиоды представляют собой двухцветные красные и зеленые светодиоды. Эти светодиоды управляются отдельными транзисторами и ограничены по току резистором с сопротивлением 100 Ом.
Схема управления светодиодом
Чтобы испускать звуковые звуковые сигналы, основанные на концентрации присутствующих газов, используется динамик. Это традиционный электромагнитный динамик, который имеет маркировку, указывающую, что он составляет 0, 5 Вт с импедансом 8 Ом. Двухпозиционный штекер подключается к разъему «колокол» на печатной плате.
Динамик
Для управления динамиком используется аудиоусилитель HWD4861. Этот усилитель, разработанный Chengdu Sino Microelectronics System Co., Ltd, CSMSC, предназначен для портативных потребительских товаров, игрушек и игр. Он способен управлять нагрузками до 1, 1 Вт. В этом случае, однако, динамик составляет всего 0, 5 Вт.
Аудиоусилитель
детектор
Сопло для обнаружения
В рамках метода обнаружения необходимо создать корону. Для его создания используется специальное сопло. Сопло имеет внутренний электрод с острой точкой для помощника при генерации короны. Этот детектор утечки газа поставляется с запасным соплом, так как ожидается, что он рассчитан на 50 часов работы.
Сопло во время генерации короны
микроконтроллер
Микроконтроллер ATmega
Контроль всего в этом детекторе утечки газа - это микрочип ATmega48P в 32-контактном четырехъядерном корпусе (32-TQFP).
На микроконтроллере есть минимальные пассивы. Например, нет внешнего осциллятора, указывающего внутренний генератор. На правой стороне печатной платы находится семипозиционный незащищенный разъем J4, который используется для первоначального программирования.
Заголовок программирования
Вывод
В этом детекторе много интересной электроники. По цене это довольно интересно внутри, хотя качество сборки определенно не «промышленный класс». Спасибо, что посмотрели вторник на Teardown. Остановитесь на следующей неделе еще раз!
Следующий Teardown: беспроводной сканер штрих-кодов с поддержкой Bluetooth