Dout: uscita digitale (Livello Basso presenza di fiamma, livello Alto assenza di fiamma)

b) TGS 2610 - Sensore di Gas - Safety 1

ll sensore di gas è un dispositivo che rileva la presenza di uno o più tipi di gas all'interno di un ambiente, in genere come parte di un sistema di sicurezza.

Il TGS2610 ha una discreta sensibilità all'Idrogeno, Butano ed Etanolo.

Come la maggior parte di questo tipo di sensori, si compone di un elemento riscaldante e di uno sensore.

Il sensore impiegato è il modello TGS2610-C della Figaro, capace di rilevare la presenza nell’aria circostante di gas combustibili anche in basse concentrazioni (1000 ppm) Il TGS2610 è composto da uno strato di biossido di stagno deposto su un supporto di allumina, quest’ultimo riscaldato internamente da un filamento alimentato mediante due terminali indipendenti. Il riscaldamento è indispensabile per portare lo strato di biossido alla temperatura alla quale risulta più sensibile, ovvero a quella per la quale è più evidente la

reazione di ossidoriduzione che sta alla base del rilevamento dei gas. Esternamente si presenta come un cilindretto metallico con una tacca e quattro terminali, che sono, appunto, due per l’elemento sensibile ed altrettanti per il riscaldatore.

TGS2610 è disponibile in due diversi modelli che hanno diverse custodie esterne ma identica sensibilità al gas GPL. Il TGS2610-C possiede dimensioni ridotte e una rapida risposta al gas, il che lo rende adatto per il controllo delle fughe di gas, mentre il TGS2610-D utilizza filtrante nel suo alloggiamento per eliminare l'influenza dei gas di interferenza come l'alcol, resiliente in una risposta altamente selettiva al gas GPL.

Informazioni di base e specifiche 1 Caratteristiche

Alta selettività al gas GPL, basso consumo energetico, dimensioni ridotte, lunga durata e basso costo 2 Applicazioni

Rilevatori di fughe di gas GPL residenziali

Rilevatori di fughe di gas GPL per veicoli e ambienti di lavoro Struttura

La Figura 1 mostra la struttura di TGS2610. Utilizzando tecniche di film spesso, il materiale sensibile (Sn02) viene stampato su elettrodi (metallo nobile) che sono stati stampati su un substrato di allumina. Un elettrodo è collegato al pin n.2 e l'altro è collegato al pin n.3. L'elemento sensore è riscaldato dal materiale Ru02 stampato sul retro del substrato e collegato ai pin n.l e n.4. I conduttori sono in lega Pt-W e sono collegati a pin del sensore realizzati in Ni-Fe 50% nichelato. La base del sensore è realizzata in acciaio nichelato. I cappucci di TGS2610-C e TGS2610-D sono in acciaio inossidabile. L'apertura superiore in entrambi i cappucci è ricoperta da un doppio strato di garza in acciaio inossidabile da 100 mesh (SUS316). Il TGS2610-D utilizza un filtro in zeolite all'interno del cappuccio per ridurre l'influenza dei gas di interferenza.

Il grafico e la tabella riportano le principali caratteristiche del sensore.

Il grafico si riferisce a dati raccolti in condizioni di prova standard (vedi Datasheet TGS2610) L'asse Y è indicato come rapporto di resistenza del sensore (Rs/Ro) che è definito come segue:

Rs = Resistenza del sensore nei gas visualizzati a varie concentrazioni Ro = Resistenza del sensore in 1800 ppm di iso-butano

Nota: Le caratteristiche di sensibilità sono ottenute nelle seguenti condizioni di prova standard:

Temperatura e umidità: 20 ±2°C, 65 ±5% UR

Condizioni del circuito: Vc = 5,0+0,01 V - VH = 5,0+0,05 V - RL = 10K ±1%

Periodo di preriscaldamento 7 giorni o più in condizioni di circuito standard Il sensore richiede due ingressi di tensione:

Viene applicata la tensione (VH) al riscaldatore integrato per mantenere l'elemento sensibile ad un determinato temperatura ottimale per il rilevamento.

La tensione del circuito (VC) viene applicata per consentire la misurazione della tensione (VOUT) attraverso un resistore di carico (RL) che è collegato in serie con il sensore.

Un circuito di alimentazione comune può essere utilizzato sia per VC che per VH per soddisfare il requisiti elettrici del sensore.

Il valore della resistenza di carico (RL) dovrebbe essere scelto per ottimizzare la soglia di allarme valore, mantenendo la potenza dissipata (PS) del semiconduttore al di sotto di un limite di 15 mW. La dissipazione di potenza (PS) sarà massimo quando il valore di Rs è uguale a RL sull'esposizione al gas.

Il valore della dissipazione di potenza (PS) può essere calcolato utilizzando il seguente formula:

La resistenza del sensore (Rs) è calcolata con un valore misurato di VOUT(VRL) utilizzando la seguente formula:

In figura è riportato lo schema di collegamento del sensore di GAS con il sistema di elaborazione MKR Vidor 4000.

La tensione Vout (funzione del GAS) prelevata su resistore RL=470 viene letta dal sistema di elaborazione tramite il pin A1 e convertita in digitale dal convertitore A/D interno.

5V

c) HC SR04 - Sensore di prossimità - Safety 1

Questo modulo, con tecnologia ad ultrasuoni, è capace di misurare una distanza compresa in un range tra 2-400 cm con una precisione di 3 mm.

E' solitamente usato in applicazioni di robotica, sistemi di sicurezza, misuratore di livello nei serbatoi o in sostituzione di unità ad infrarossi.

Il sensore HC-SR04 è costituito da una scheda, che presenta nella sua parte posteriore un circuito elettronico basato su un microcontrollore della ST, e nella parte anteriore sono presenti un quarzo e due cilindri metallici, i trasduttori ad ultrasuoni.

Uno di questi invia ultrasuoni (TX) che rimbalzano contro ad un qualunque oggetto posto di fronte ad esso, ed entrano di ritorno nell'altro cilindro (RX). Il modulo dispone di quattro terminali di collegamento, due di alimentazione (Vcc, GND) e due di controllo (Trigger, Echo).

Caratteristiche tecniche Tensione di lavoro 5 Vdc Corrente assorbita >2 mA Frequenza di lavoro 40 Khz

Distanza max 400 cm

Distanza min 2 cm

Risoluzione 3 mm

Angolo di misura 15°

Funzionamento: procedura di misura - Sequenza di funzionamento:

Sequenza di funzionamento (Fig. 3 e Fig. 4):