Detecteur de fumee

Le MEM 4963, présenté récemment par General Instrument Microelectronics. est un circuit intégré spécialement conçu pour les montages détecteurs de fumée. Il s'agit d'une version améliorée de l'ancien MEM 4962. De nombreux systèmes détecteurs de fumée professionnels sont constitués d'une chambre d'ionisation mais comme celle-ci est radioactive, il faut une autorisation spéciale pour l'employer. Nous vous proposons dans cet article une méthode qui nous est plus familière : la lumière infrarouge. Le dessin de la figure 1 montre comment la fumée est détectée par les infrarouges. La diode électroluminescente émettrice d'infrarouges et la photodiode forment un angle de 45°. La photodiode ne peut détecter les rayonnements infrarouges de la LED qu'en présence de fumée. C'est vraiment très simple ! Néanmoins, une LED et une photodiode ne peuvent constituer à elles seules un avertisseur d'incendie fiable. Sur la figure 2 est représenté le schéma d'un système d'alarme sophistiqué basé sur le MEM 4963. Ce circuit intégré peut être utilisé seul, ou combiné avec d'autres circuits identiques, le système d'alarme est alors plus sensible. Dans ce dernier cas, deux fils de câblage suffisent pour relier un circuit intégré à l'autre, comme en témoigne le schéma (il s'agit de la broche 8 de IC2 et du point commun de l'alimenta¬tion). En outre, ce détecteur vérifie l'état de sa pile à intervalles réguliers.

Quatre états

Le montage de la figure 2 distingue quatre situations différentes et réagit différemment dans chaque cas.

1. Une partie seulement du circuit détecte la fumée et déclenche un signal d'alarme continu. Elle envoie un signal aux autres détecteurs auxquels elle est reliée.

2. Si l'autre partie détecte aussi de la fumée, la sonnerie n'est pas continue mais intermittente. Elle retentit pendant 30 ms toutes les 100 ms.

3. Le circuit "s'aperçoit" que sa pile est déchargée. L'alarme retentit alors pendant 3 ms toutes les 40 secondes.

4. Le mode "attente" (pas d'alarme).

Le dispositif tient compte des situations 1 ... 4 par ordre de priorité décroissante. Autrement dit, lorsque par exemple le circuit détecte de la fumée et, qu'en même temps, sa pile est déchargée, la première situation a priorité sur la seconde : il est plus important de signaler la présence de fumée que l'état de la pile. Ce dernier point mérite, bien sûr, quelques précisions.

La LED infrarouge n'est pas alimentée de manière continue mais reçoit des impulsions de 150 MS toutes les 10 secondes dans les cas 3 et 4 (en l'absence de fumée). Cependant, lorsque de la fumée est détectée (par une partie du circuit ou par l'ensemble du montage), cette fréquence de répétition augmente (une impulsion toutes les 0,4 secondes). Il est préférable de ne pas alimenter continuellement la LED, afin d'économiser la pile. Au repos, la consommation du circuit n'excédera pas 10 uA environ. La LED ne détecte pas seulement la fumée, elle vérifie également l'état de la pile. Lors-qu'elle est neuve, la consommation de la LED ne modifie pas sa tension. Dés que celle-ci est inférieure à la tension de la diode zener D3 plus 0,2 volt, la sonnerie d'alarme retentit, (état 3). La tension fournie par la pile est mesurée par la broche 13 du circuit intégré. La broche 14 est à relier à la ligne prositive de l'alimentation.

Pour assurer le bon fonctionnement de la diode de détection D2, il est nécessaire de lui fournir un signal suffisamment net pour qu'il se distingue clairement des rayonnements infra-rouges présents dans l'atmosphère. C'est pourquoi la LED à infra-rouges D1 absorbe un courant élevé. Les diodes D1 et D2 du schéma sont particulières mais il est certain que le montage fonctionne tout aussi bien lorsque les types indiqués entre parenthèses plus courants, sont employés. Le potentiomètre P1 peut être ajusté de façon à situer l'entrée de l'ampli-opérationnel dans les limites de la gamme de modulation. Le potentiomètre P2 régule le circuit pour que l'alarme ne retentisse qu'en présence de fumée. Il convient de positionner P2 à mi-course puis de régler P1.

Le MEM 4963 possède une autre sortie sur la broche 4, compatible en CMOS. Cette sortie est normalement à l'état logique "0", mais lorsque l'alarme est déclenchée, elle passe à l'état logique "1". La broche 5 de sortie peut délivrer un courant maximal d'environ 240 mA.