無線光感應煙霧探測器設計揭密
作者 : p.kaczmarek 2
本文將展示具有433MHz 射頻(RF)通訊的CC-80型煙霧探測器內部，介紹其各個元件有什麼作用，並將解釋它如何檢測煙霧...
本文將展示具有433MHz 射頻(RF)通訊的CC-80型煙霧探測器內部，介紹其各個元件有什麼作用，並將解釋它如何檢測煙霧。
這次文中所討論的裝置並不是我所購買的，而是最近收到的一台損壞、不完整的裝置。正好趕上此次拆解。大家也可以上網以大約100波蘭茲羅提(PLN；約667元台幣)的價格購買全新品：
這個產品有什麼特點？首先是RF通訊。這樣，用戶就可以在更大的房間內連接多達30個(取決於製造商)這類煙霧探測器。當然，還它有靜音功能(按下按鈕即可)。電源由兩節AA電池供電。以下是完整的說明：
- RF範圍可達20公尺(M)。
- 距離3M處警報聲水平超過85dB(A)。
- 該感測器還可以對大約55℃的溫度做出響應。
- 必須與報警器相互「配對」才能將其組合成一個系統，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，藉此就可以檢查出是否對所有內容實現正確配置。
CC-80煙霧探測器內部
想要打開這款裝置並不容易。首先，我先到處查找是否有螺絲隱藏在標籤下，結果是內有鈎子。因此，我不得不同時用螺絲刀把它們撬出來。
進入裝置內部後，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RF發射器/接收器在DIY和Arduino領域很受歡迎，可以大量購買。
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黑色的「盒子」用於檢測煙霧，旁邊還有一個壓電蜂鳴器。
RF433發射器：
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壓電蜂鳴器：
接收器：
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拆下的主板。
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感測器的核心是盛群半導體(Holtek) HT45F23A控制器(MCU)。
這款MCU專用於煙霧探測器等系統，但製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：
儘管MCU本身支援「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，最重要的部份是煙霧探測器本身。取下它的蓋子即可查看內部：
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在其內部可以發現一個LED二極體和一個接收器(檢測器)。它們不是直接相對，而是成一定角度排列放置。這裡的二極體會發射紅外光(IR)。這個光學感測器能夠起作用，是由於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，感測器就會檢測到。當然，光束並不是一直發送，而是時不時地發送，這樣就可以節省電池電量。
在此用下圖對此進行解釋：
為什麼探測室的牆壁要做成如此參差不齊呢？這是因為它有助於讓煙霧進去，但又不至於受到光線干擾，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感測器可提供額外的保護，也就是可通過熱量觸發警報。
內部有哪些東西可以使用？
首先，透過拆焊將Rx和Tx兩個模組取下來：
這兩個模組都只需要連接地、電源和訊號輸入(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)：
也許很快地我們也會做一個像這樣的專案——現在，已經把PCB清理好了：
我還從免費獲得了一些WB2S模組，所以也會把它們用上去。但那是下一次了…
總結
這個煙霧探測器基於光學方法運作——在探測室內部有一個IR發光二極體和一個IR光通常無法到達的感測器(探測器)——只有當煙霧顆粒進入探測室使其發生反彈時才會命中。
此外，在這種特殊型號的感測器中，也存在因溫度過高而觸發的可能性。
該感測器的RF通訊功能可用於串聯多個探測器，這樣就便於用到較大的建築物或房屋中。
RF通訊是採用現成的模組實現的，從內部拆焊後，還可以將這些模組用於自己的目的。煙霧探測器本身也可以採用Wi-Fi模紅進行通訊。
這個特定的感測器有多可靠呢？不好意思，我不知道，因為它來自電子垃圾(e-Waste)回收品。
值得一提的是，在我的測試堆疊中還有一個全新的煙霧探測器，下次我會再實際檢查它的運作情況。
編譯：Franklin Zhao
(參考原文：Wnętrze czujnika dymu z komunikacją RF433MHz. Jak wykrywany jest dym? (Smoke detector interior with RF433MHz communication. How is smoke detected?)
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