本文將展示具有433MHz RF通信的CC-80型煙霧探測器的內部,我將指出它的各個部件都有什么作用,還將解釋它如何檢測煙霧。這次我并沒有購買文中所討論的設備,而是收到一臺損壞、不完整的設備。正好趕上此次拆解。大家也可以在互聯網上以大約100茲羅提(合151元人民幣)的價格購買新的:
這個產品有什么特點?首先是射頻通信。這樣,用戶就可以(根據制造商)在更大的房間內連接多達30個這類煙霧探測器。當然,還有靜音功能(按下按鈕即可)。電源由兩節AA電池供電。以下是完整的說明:
射頻范圍可達20米。
距離3米處警報聲水平超過85dB(A)。
該傳感器還可以對大約55℃的溫度做出響應。
需要將報警器相互“配對”才能將它們組合成一個系統,配對過程在隨附的說明中進行了詳細描述。
該報警器還提供了一種測試模式,借此就可以檢查出是否對所有內容實現了正確配置。
這款設備很難打開。首先,我找了下是否有螺絲隱藏在標簽下,但結果有鉤子。因此,我不得不同時用螺絲刀把它們撬出來。
進入到內部,RF接收器和發射器的天線立即映入眼簾。它們是相當長的硬電纜。這些射頻發射器/接收器在DIY和Arduino領域很受歡迎,可以批量購買。
黑色的“盒子”用于檢測煙霧,旁邊還有一個壓電蜂鳴器。
RF433發射器:
壓電蜂鳴器:
接收器:
拆下的主板。
傳感器的核心是盛群半導體(Holtek)HT45F23A MCU。
這款MCU專用于煙霧探測器等系統,但制造商對此建議使用電力線傳輸,而我在本文所討論的產品中卻沒有看到:
盡管MCU本身支持“電力線”通信,但本文所述的系統卻似乎使用了RF433接收器/發射器。
然而,最重要的部分是煙霧探測器本身。我們可以取下它的蓋子來查看內部:
在里面可以發現一個LED二極管和一個接收器(檢測器)。它們不是直接相對,而是成一定角度。這里的二極管會發射紅外(IR)光。這個光學傳感器能夠起作用,是由于煙霧會導致光束反射。如果探測室內出現煙霧,光束就會在一定程度上被反射,傳感器就會檢測到。當然,光束并不是一直發送,而是時不時地發送,這樣就可以節省電池電量。
我用下圖對此進行了解釋:
為什么探測室的墻壁要做成如此參差不齊呢?這是因為我們想讓煙霧進去,但又不想受到光線干擾,進而影響測量結果。因此,它也是黑色的。此外,其他不速之客也很難進入,例如無處不在的昆蟲。
板子上還有一個溫度傳感器可提供額外的保護,也就是可通過熱量觸發警報。
首先,我們可以通過拆焊將RX和TX兩個模塊取下來:
這兩個模塊都只需要連接地、電源和信號輸入(或輸出)就可以工作。
煙霧探測器本身也是如此——例如,可以將它轉換成與Wi-Fi一起使用(添加ESP8266或BK7231T等等):
也許我很快就會做這樣一個項目——我已經把PCB給清理了:
我還從涂鴉免費獲得了一些WB2S模塊,所以我也會把它們用上去。但那是下一次了…
這個煙霧探測器基于光學方法工作——探測室里有一個紅外發光二極管和一個紅外光通常無法到達的傳感器(探測器)——只有當煙霧顆粒進入到探測室使它發生反彈時才會命中。
此外,在這種特殊型號的傳感器中,也存在因溫度過高而觸發的可能性。
該傳感器的射頻通信功能可用于串聯多個探測器,這樣就便于用到較大的建筑物或房屋中。
射頻通信是采用現成的模塊上實現的,例如阿里郵購服務中所流行的模塊,從內部拆焊后,還可以將這些模塊用于自己的目的。煙霧探測器本身也可以采用Wi-Fi模塊進行通信。
這個特定的傳感器有多可靠呢?不好意思,我不知道,因為它來自電子垃圾。
注:我的測試隊列里還有一個來自涂鴉的全新的煙霧探測器,下次我會在實際中檢查它的運行情況。
(原文刊登于EDN姊妹網站Elektroda.pl,參考鏈接:Wn?trze czujnika dymu z komunikacj? RF433MHz. Jak wykrywany jest dym? (Smoke detector interior with RF433MHz communication. How is smoke detected?),由Franklin Zhao編譯。)