В качестве извещателя (датчика) температуры использован обычный делитель напряжения из резистора и терморезистора /11/. В устройстве использован терморезистор ММТ-17 сопротивлением 15 кОм. В соответствии с таблицей, приведенной в /11/, для интервала температур 15…25 °С сопротивление резистора R5 (Rдоп) должно составлять 10,3 кОм, был установлен резистор с номиналом 10 кОм.
В качестве датчика влажности можно использовать один из датчиков: датчик влажности «Нанко-ДВ1» /12/, датчик утечки воды или датчик на основе терморезистора. Первый представляет собой функционально законченный модуль, преобразующий влажность воздуха (0..100) %Rh в электрический ток (0..5)mA. Схема выходного каскада датчика позволяет передавать информацию без искажения данных по длинным линиям.
Датчик утечки воды может быть построен по схеме из /13/, но у него есть недостаток – наблюдаемым является поверхность зонда, а не весь объем помещения.
В датчике на основе терморезистора используется психрометрический способ контроля температуры: снижение температуры датчика тем больше, чем интенсивнее испарение с его поверхности. Для эксплуатации датчика к корпусу терморезистора привязывают полоску материала с хорошими капиллярными свойствами, другой конец которой опускают в воду. При этом важно, чтобы корпус терморезистора постоянно смачивался – это является одним из недостатков этого датчика, поэтому в разрабатываемом устройстве будет использоваться датчик «Нанко-ДВ1».
В качестве дымового извещателя могут использоваться схема на базе пары «фотодиод-светодиод» /14/, извещатель пожарный дымовой Apollo Series 65 55000-317 /15/, который применяется в составе пожарной сигнализации для раннего распознавания пожара. Принцип действия извещателя заключается в реагировании на видимый и невидимый дым. Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный Apollo Series 65 55000-317 функционирует следующим образом: в дымовой камере извещателя установлены излучатель, который испускает импульс света каждые 0,5 секунды, и фотоприемник. В дежурном режиме инфракрасное излучение светодиода не попадает на фотоприемник. При возгорании в охраняемом помещении дым проникает в извещатель. Частицы дыма рассеивают ИК-излучение и оно достигает фотоприемника. При определенной концентрации дыма, а, следовательно, при достаточном количестве отраженного на фотоприемник излучения срабатывает извещатель. Из-за низкого потребления (напряжение питания 9 В и ток потребления <40мА) в разрабатываемом устройстве будет использован датчик Apollo.
В качестве датчика газа можно использовать датчик метана TGS4160 фирмы FIGARO /16, 17/. Чувствительный элемент изготовлен на основе оксида олова с использованием поверхностных эффектов мелкозернистой структуры. Он состоит из керамической трубки, поверхность которой покрыта слоем резиста, чувствительного к той или иной группе газов (в этом состоит назначение легирующих присадок). Нагретое до температуры свыше 200 °С, это покрытие реагирует на изменение концентрации газа тем, что изменяет свое сопротивление. Нагревательный элемент – продетая в трубку электрическая спираль.
Технические характеристики:
- Напряжение питания цепи 5 В;
- Напряжение, подаваемое на нагревательный элемент 5 В;
- Потребляемая мощность чувствительного элемента <15 мВт;
- Потребляемая мощность нагревательного элемента 210-830 мВт;
- Ток через нагревательный элемент 42-203 мА;
- Диапазон рабочих температур -10…40 °С.
Для подачи сигнала при предельных значениях температуры, влажности, газа применен активный пьезоэлектрический излучатель HPM14AX /27/. Кроме излучателя, он содержит усилитель и генератор сигнала с нормированной частотой. Такой излучатель не перегружает порт микроконтроллера и издает достаточно громкий звук (звуковое давление на расстоянии 1 м – более 80 дБ, что вполне достаточно для помещения с низким уровнем шума).
