General Purpose Alarm

Alarm dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, seperti monitor embun beku, monitor suhu ruangan, dan sebagainya. Dalam keadaan diam, sirkuit menarik arus hanya beberapa mikroampere, sehingga, setidaknya secara teori, baterai kering 9 V (PP3, 6AM6, MN1604, 6LR61) akan bertahan hingga sepuluh tahun. Arus sekecil itu tidak mungkin terjadi ketika IC digunakan, dan oleh karena itu sirkuit merupakan desain yang terpisah.

Setiap empat detik jembatan pengukur, yang menggerakkan pemicu Schmitt, dinyalakan selama 150 ms oleh generator jam. Dalam periode 150 ms tersebut, resistansi termistor NTC, R11, dibandingkan dengan resistor tetap. Jika yang pertama kurang dari yang terakhir, alarm dimatikan.

Saat rangkaian dinyalakan, kapasitor C1 tidak terisi daya dan transistor T1–T3 mati. Setelah dinyalakan, C1 diisi daya secara bertahap melalui R1, R7, dan R8, hingga tegangan basis T1 melebihi bias ambang. Transistor T1 kemudian menyala dan menyebabkan T2 dan T3 juga berjalan. Setelah itu, C1 diisi melalui sumber arus T1-T2-D1, hingga arus dari sumber menjadi lebih kecil daripada arus yang mengalir melalui R3 dan T3 (sekitar 3 µA).

Hal ini menyebabkan T1 dimatikan, sehingga, karena penggandengan dengan C1, seluruh rangkaian dinonaktifkan. Kapasitor C1 (hampir) terisi penuh, sehingga potensial anoda D1 turun jauh di bawah 0 V. Hanya ketika C1 diisi kembali, siklus baru dapat dimulai.

Jelas bahwa sebagian besar arus digunakan untuk mengisi daya C1. Gerbang IC1a berfungsi sebagai inverter impedansi dan tahap umpan balik, dan secara teratur mengaktifkan jembatan pengukuran R9–R12-C2-P1 secara singkat. Jembatan diakhiri dengan penguat diferensial, yang, terlepas dari arus kecil (dan transkonduktansi kecil konsekuen dari transistor) memberikan amplifikasi besar dan, oleh karena itu, sensitivitas tinggi.

Resistor R13 dan R15 menyediakan semacam histeresis input pemicu Schmitt untuk penguat diferensial, yang menghasilkan hasil pengukuran yang tidak ambigu dan cepat. Kapasitor C2 mengkompensasi efek kapasitif dari kabel panjang antara sensor dan sirkuit sehingga mencegah alarm palsu.

Jika sensor (R11) dibangun di kandang yang sama dengan rangkaian lainnya (seperti, misalnya, di monitor suhu ruangan), C2 dan R13 dapat dihilangkan. Dalam hal ini, C3 akan menyerap sinyal interferensi apa pun dan mencegah alarm palsu. Untuk mencegah muatan sisa di C3 yang menyebabkan alarm palsu saat jembatan dalam kesetimbangan, kapasitor dilepaskan dengan cepat melalui D2 jika ini terjadi. Gates IC1c dan IC1d membentuk osilator untuk menggerakkan buzzer (tipe ac).

Karena impedansi jam yang sangat tinggi, papan resin epoksi (bukan pertinax) harus digunakan untuk membuat alarm. Untuk alasan yang sama, C1 harus merupakan tipe dengan arus bocor yang sangat rendah. Jika pengoperasian alarm diperlukan ketika resistansi R11 lebih tinggi daripada resistor tetap, balikkan koneksi elemen jembatan dan dengan demikian secara efektif input pembalik dan non-pembalik dari penguat diferensial.

Termistor NTC seperti R11 memiliki resistansi pada –18 °C sekitar sepuluh kali lebih tinggi dari resistansi pada suhu kamar. Oleh karena itu, disarankan, jika bukan suatu keharusan, ketika operasi yang tepat diperlukan, untuk berkonsultasi dengan lembar data perangkat atau melakukan sejumlah pembacaan uji.

Untuk rangkaian saat ini, resistansi pada –18 °C harus 300–400 kΩ. Nilai R12 harus sama. Preset P1 memberikan penyesuaian halus ambang respons. Perhatikan bahwa meskipun prototipe menggunakan termistor NTC, jenis sensor yang berbeda juga dapat digunakan, asalkan spesifikasi kelistrikannya diketahui dan sesuai dengan rangkaian saat ini.

Author: K. Syttkus
Copyright: Elektor Electronics