مدار هشدار زلزله

مدار هشدار زلزله

مدار ساده فوق، در هنگام وقوع زمین لرزه، آلارمی را به صدا در می آورد.

عملکرد: ایده به کار رفته در مدار بسیار ساده است. با وقوع زلزله یا زمین لرزه Earthquake، آهن ربای نشان داده شده در مدار که می تواند از ارتفاعی آویزان باشد، شروع به نوسان می کند که باعث تغییر میدان مغناطیسی در سیم پیچ یا همان سیملوله می شود. طبق قانون القای فارادی، اگر میدان مغناطیسی متغیر با زمانی در سیملوله القا شود ولتاژی در دو سر سیملوله به وجود می آید که این ولتاژ، متناسب با تعداد دور سیملوله، اندازه میدان مغناطیسی و میزان تغییرپذیری با زمان میدان القایی است.

از آنجا که ولتاژ تولیدی بر اثر لرزش آهن ربا ضعیف است، این ولتاژ توسط بخش دوم مدار که شامل آی سی 741 است تقویت می شود. اولین آپ امپ 741 موجود در مدار، در نقش تقویت کننده است. بهره این تقویت کننده تقریبا از حاصل تقسیم مقاومت 10 مگا اهمی بر مقاومت DC سیملوله به دست می آید. مقدار این مقاومت در حدی بزرگ انتخاب شده است که بهره این تقویت کننده تا حد ممکن بزرگ باشد. توجه شود که سیملوله به کار رفته در این مدار، همان بوبین رله است. البته می توان این بوبین را با پیچیدن تعداد دور زیاد روی هسته آهنی نیز تهیه کرد. مثلا هسته آهنی به قطر 10 میلی متر که حدود 200 دور سیم دور آن پیچیده شده باشد، مناسب است.

خلاقیت جالب به کار رفته در این مدار، در طبقه سوم مدار، که دومین آپ امپ 741 را شامل می شود، خودنمایی می کند. این آپ امپ به همراه پتانسیومتر 10 کیلویی، در نقش اشمیت تریگر Schmitt trigger ظاهر شده اند. اشمیت تریگر مداری است که از فیدبک مثبت استفاده کرده و برای مقایسه به کار می رود. برای اشمیت تریگر دو آستانه بالایی و پایینی تعریف می شود. وقتی ورودی اشمیت تریگر از آستانه بالایی، بزرگتر شود، خروجی اشمیت تریگر یک منطقی یا High می شود.

وقتی ورودی اشمیت تریگر از آستانه پایینی، کمتر شود، خروجی اشمیت تریگر صفر منطقی یا Low می شود. زمانی که ورودی اشمیت تریگر بین آستانه بالایی و پایینی باشد، خروجی اشمیت تریگر حالت قبلی خود را حفظ می کند. از اشمیت تریگر در ورودی آی سی ها به عنوان مبدل سیگنال سینوسی به پالس مربعی استفاده می شود. کاربرد دیگر این مدار که در اینجا مورد نظر است اصلاح صفر و یک های منطقی است که در اثر عوامل پارازیتی مانند نویز، اعوجاج و غیره به وجود آمده اند.

فرض کنید در مدار هشدار زلزله فوق، مقداری لرزش در اثر عواملی به غیر زمین لرزه مانند عبور کامیون سنگین از خیابان، به وجود بیاید. برای جلوگیری از هشدارهای اشتباه از مدار اشمیت تریگر فوق استفاده شده است. در بخش آخر مدار، یک لامپ LED موازی شده با یک بازر Buzzer به کار رفته است. دقت شود که چون سر مثبت Buzzer یا LED به باتری 9 ولتی متصل شده است پس مدار وقتی هشدار یا  آلارم Alarm می دهد که خروجی اشمیت تریگر Low باشد. به جای Buzzer می توان از رله برای راه اندازی دستگاههای دیگر استفاده کرد.

کاربردها: دستگاه هشدار زلزله، لرزه نگار، لرزه سنج، مدار هشدار نزدیک شده قطار و ...