JP2010092348A - 火災警報器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】火災現象に基づく物理量を検出する火災検知部、及び警報音を出力する音響部が少なくとも接続される集積化回路1を備え、入力されたID識別信号に基づいて、火災検知部として煙検出部2又は熱検出部3を選択し、音響部としてブザー回路4又はスピーカ回路5を選択し、選択した火災検知部に応じた火災検知動作、及び選択した音響部に応じた警報動作を行うものである。
【選択図】図1
Description
そして、使用する火災検知部や音響部、電源部などの種類に応じた回路構成とすることで、複数の機種を構成している。
この問題点は集積化回路が有する機能が多いほど顕著である。
また、集積化回路に設けられる端子数を削減することができる火災警報器を得るものである。
図1は実施の形態1に係る火災警報器のブロック構成図である。
図1に示すように火災警報器は、集積化回路1を備えている。
そして、集積化回路1には、火災検知部として、煙検出部2又は熱検出部3が選択的に接続される。
また、集積化回路1には、音響部として、ブザー回路4又はスピーカ回路5が選択的に接続される。
また、集積化回路1には、電源部8として直流電圧源又は交流電圧源が選択的に接続される。
さらに、集積化回路1には、EEPROM6と、表示部7とが接続される。
また、この火災警報器は、集積化回路1に選択的に接続される構成部の種類によって複数の機種を構成する。
例えば、直流電圧源により動作し、火災による煙を検出して、ブザーにより警報音を出力する、又は交流電圧源により動作し、火災による熱を検出して、スピーカにより警告音を出力するなど、選択する構成部の種類に応じた動作が可能である。
このように、集積化回路1は、複数の機種に使用することができるものである。
また、図1においては、集積化回路1に、ブザー回路4及びスピーカ回路5が共に接続されている状態を示している。
この集積化回路1は、各構成部を構成する多数の電子素子をチップ化して小型パッケージに封入した半導体電子部品である。
尚、音声アンプ52は、本発明における音声増幅回路に相当する。
尚、音声用DAC&LPF51は、本発明におけるデジタルアナログ変換回路に相当する。
発光回路接続端子101は、煙検出部2を構成する赤外LEDドライブ回路21が接続され得る。
受光回路接続端子102は、煙検出部2を構成するPD変換回路23が接続され得る。
熱検出部接続端子103及び104は、熱検出部3が接続され得る。
異常信号出力端子105は、制御部10からの異常信号(後述)を出力する。
EEPROM接続端子106は、EEPROM6が接続される。
ブザー回路接続端子107は、ブザー回路4が接続され得る。
スピーカ接続端子108及び109は、スピーカ回路5を構成するスピーカ53が接続され得る。
電源接続端子110は、電源部8としての直流電圧源又は交流電圧源が接続され得る。
電源ID端子111は、電源部8に係るID識別信号(後述)が入力される。
確認灯接続端子112及び113は、表示部7が接続される。
尚、PD変換回路23は、本発明における受光回路に相当する。
尚、EEPROM接続端子106は、本発明における記憶部接続端子に相当する。
赤外LEDドライブ回路21は、発光回路接続端子101を介して制御部10と接続され、制御部10からの指示により、赤外LED22を駆動する。
赤外LED22は、赤外光を発光する。この赤外光は、当該煙検出部2の内部に流入した煙により散乱する。
PD変換回路23は、受光回路接続端子102を介して受光アンプ24と接続される。このPD変換回路23は、赤外LED22から発光され、煙により散乱した散乱光を受光する。
受光アンプ24は、集積化回路1に形成されている。この受光アンプ24は、制御部10と接続され、PD変換回路23の受光信号を増幅して制御部10へ入力する。
このような煙検出部2により、制御部10は、間欠的に赤外LED22を発光させ、入力された受光信号をAD変換して、煙の有無を判断して火災の発生を判断する。
抵抗31は熱検出部接続端子103を介して制御部10と接続される。
サーミスタ32は抵抗31と直列に接続される。
また、抵抗31とサーミスタ32との接続点は、熱検出部接続端子104を介して制御部10と接続される。
このような熱検出部3は、火災による熱によりサーミスタ32の抵抗値が変化し、抵抗31とサーミスタ32との分圧比が変化する。
そして、制御部10は、間欠的に熱検出部接続端子103を介して抵抗31及びサーミスタ32に通電し、熱検出部接続端子104から入力された電圧(温度検知信号)をAD変換して温度を検知し、この検知温度に基づいて火災の発生を判断する。
この検知温度の範囲は任意に設定することができるが、例えば平時(火災未発生時)に想定される温度範囲(例えば25℃±10℃)が、AD値レベルの中間値付近に設定するのが望ましい。
このEEPROM6は、少なくとも、火災検出部として煙検出部2又は熱検出部3、及び、音響部としてブザー回路4又はスピーカ回路5を選択したID情報が記憶され、当該ID情報を制御部10に入力する。
このID情報に基づく制御部10の動作については後述する。
ブザー駆動回路41は、ブザー回路接続端子107を介して制御部10と接続される。
ブザー42は、ブザー駆動回路41により駆動される。
このブザー回路4の回路構成の一例について、図2により説明する。
図2に示すように、ブザー回路4は、所定電位Vbatの電源ラインに、抵抗Rを介してコイルLが接続される。このコイルLとダイオードDを介して直列にトランジスタQが接続される。そして、ブザー42は、例えば圧電ブザーBZにより構成され、一方が電源ラインに接続され、他方がトランジスタQを介して接地されている。
そして、制御部10からのPWM信号をトランジスタQのベースに与えることにより、トランジスタQを駆動し、PWMパルスに応じてコイルLに生じる誘起電圧によりブザー42を駆動する。
音声用DAC&LPF51は、集積化回路1に形成されている。この音声用DAC&LPF51は、制御部10と接続され、制御部10から出力されたデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換する。
また、音声用DAC&LPF51は、ローパスフィルタを有し、変換したアナログ音声信号のうち不要な周波数帯域をカットする。
音声アンプ52は、集積化回路1に形成されている。音声アンプ52は、スピーカ接続端子108及び109を介してスピーカ53と接続される。この音声アンプ52は、音声用DAC&LPF51により生成されたアナログ音声信号を増幅し、スピーカ53へ出力する。
尚、図1においては、電源部8としての電池81が接続された場合を示しているが、これに代えて、交流電圧源を接続するようにしても良い。交流電圧源としては、交流電圧を発生する交流電源と、交流電圧を直流電圧に変換するAC−DC変換回路とにより構成される。
緑色LED71は、確認灯接続端子112を介して確認灯ドライブ回路70と接続される。
赤色LED72は、確認灯接続端子113を介して確認灯ドライブ回路70と接続される。
次に、集積化回路1に選択的に接続される構成部の種類に応じた、火災警報器の動作について説明する。
図3及び図4は火災検出部として煙検出部2が接続され、音響部としてスピーカ回路5が接続されたときの回路構成を示す図である。
まず、火災検出部として煙検出部2又は熱検出部3が選択的に接続されたときの火災検知動作について、図1〜図4を用いて説明する。
火災検知部として火災による熱を検出する場合、図2に示すように、熱検出部3が熱検出部接続端子103及び104に接続される。
尚、このとき、図1に示した、煙検出部2の赤外LEDドライブ回路21及びPD変換回路23は、発光回路接続端子101及び受光回路接続端子102に接続されない。
このような状態において、制御部10は、熱検出部接続端子104から入力される温度検知信号をID識別信号として、接続された火災検知部に応じた火災検知動作を行う。
そして、制御部10は、熱検出部接続端子104から入力された温度検知信号(電圧)をAD変換する。
このとき、サーミスタ32は、その熱特性により設置環境に応じた抵抗値となる。そしてこのサーミスタ32と抵抗31との分圧比に応じた電圧が温度検知信号として制御部10に入力される。
次に、制御部10は、AD変換した温度検知信号(AD値レベル)により求まる検知温度が、所定の温度範囲内であるか否かを判断する。この温度範囲内は、検知範囲の上限値及び下限値を含まない範囲に設定する。例えば平時(火災未発生時)に想定される温度範囲、例えば25℃±10℃に設定する。
尚、検知温度が所定温度範囲内でない場合については後述する。
即ち、制御部10は、間欠的に熱検出部接続端子103を介して抵抗31及びサーミスタ32に通電し、熱検出部接続端子104から入力された電圧(温度検知信号)をAD変換して、検知温度に基づいて火災の発生を判断する。
火災検知部として火災による煙を検出する場合、図1に示すように、煙検出部2の赤外LEDドライブ回路21が発光回路接続端子101に接続され、PD変換回路23が受光回路接続端子102に接続される。
このとき、図3に示すように、熱検出部接続端子104は、プルアップ抵抗Rpuを介してプルアップされる。また、熱検出部接続端子103に熱検出部3は接続されない。
このような状態において、制御部10は、熱検出部接続端子104がプルアップされたときの入力電圧をID識別信号として、接続された火災検知部に応じた火災検知動作を行う。
このとき、熱検出部接続端子104はプルアップされているので、Hiレベルの電圧(VDD)が制御部10に入力される。よって、AD変換した入力電圧(AD値レベル)により求まる検知温度は上限値の温度となる。
即ち、制御部10は、赤外LEDドライブ回路21を駆動して間欠的に赤外LED22を発光させる。そして、PD変換回路23により検出された受光信号が受光アンプ24を介して制御部10へ入力される。制御部10はこの受光信号をAD変換して、煙の有無を判断し、火災の発生を判断する。
つまり、熱検出部接続端子104がプルダウンされると、Lowレベルの電圧(GND)が制御部10に入力される。このときAD変換した入力電圧(AD値レベル)により求まる検知温度は下限値の温度となる。これにより制御部10は検知温度が所定温度範囲内にないと判断する。
次に、音響部としてブザー回路4又はスピーカ回路5が選択的に接続されたときの警報動作について、図1〜図3を用いて説明する。
音響部としてブザーによる音を出力する場合、図2に示すように、ブザー回路4がブザー回路接続端子107に接続される。
尚、このとき、図1に示した、スピーカ回路5のスピーカ53は、スピーカ接続端子108、109に接続されない。
このような状態において、制御部10は、ブザー回路接続端子107がプルダウンされたときの入力電圧をID識別信号として、接続された音響部に応じた警報動作を行う。
ブザー回路4を接続時においては、図2に示すように、ブザー回路接続端子107は抵抗RBZを介してプルダウンされる。よって、Lowレベルの電圧(GND)が制御部10に入力される。
尚、プルダウンされているか否かの判断は、電圧値がゼロボルト又はその近傍の所定範囲内であるか否かにより判断する。
即ち、制御部10は、上述した火災検知動作により火災の発生を判断し、火災を検知したとき、PWM信号をブザー回路接続端子107へ出力する。
これによりブザー駆動回路41のトランジスタQにPWM信号が与えられ、トランジスタQを駆動して、PWMパルスに応じてコイルLに生じた誘起電圧によりブザー42を駆動する。
音響部としてスピーカによる音を出力する場合、図1に示すように、スピーカ回路5のスピーカ53が、スピーカ接続端子108、109に接続される。
尚、このときブザー回路接続端子107には、ブザー回路4は接続されず、図3に示すように、プルアップ抵抗Rspを介してプルアップされる。
このような状態において、制御部10は、ブザー回路接続端子107がプルアップされたときの入力電圧をID識別信号として、接続された音響部に応じた警報動作を行う。
このとき、ブザー回路接続端子107はプルアップされているので、Hiレベルの電圧(VDD)が制御部10に入力される。
尚、プルアップされているか否かの判断は、電圧値が入力電圧の上限値(例えば5V)又はその近傍の所定範囲内であるか否かにより判断する。
即ち、制御部10は、上述した火災検知動作により火災の発生を判断し、火災を検知したとき、デジタル音声信号を音声用DAC&LPF51へ出力する。
音声用DAC&LPF51は、制御部10からのデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換し、ローパスフィルタにより不要な周波数帯域をカットする。
そして、音声アンプ52は、音声用DAC&LPF51からのアナログ音声信号を増幅し、スピーカ53へ出力する。スピーカ53はアナログ音声信号により音声等を発する。
本発明はこれに限るものではなく、逆論理により音響部を選択するようにしても良い。
即ち、ブザー回路4が接続状態において、ブザー回路接続端子107がプルアップされる回路構成とし、ブザー回路接続端子107がプルアップされていると判断したとき、音響部としてブザー回路4を選択し、ブザー回路接続端子107がプルダウンされていると判断したとき、音響部としてスピーカ回路5を選択するようにしても良い。
次に、電源部8として直流電圧源又は交流電圧源が選択的に接続されたときの所定の動作について、図1を用いて説明する。
この電源ID端子111に入力されるID識別信号は、例えば、電源部8が直流電圧源であることを示す場合は、Hiレベルの電圧(例えば5V)に設定され、電源部8が交流電圧源であることを示す場合は、Lowレベルの電圧(例えばゼロボルト)に設定される。
このような状態において、制御部10は、電源ID端子111から入力されたID識別信号に基づいて、接続された電源部8に応じた所定の動作を行う。
電源部8として直流電圧源を用いる場合、図1に示すように、電池81が、電源接続端子110に接続される。
そして、電源ID端子111には、電源部8が直流電圧源であることを示すID識別信号(例えばHiレベル)が入力される。
尚、この判断は、電圧値がHiレベル(例えば5V)又はその近傍の所定範囲内であるか否か、及び電圧値がLowレベル(例えばゼロボルト)又はその近傍の所定範囲内であるか否かにより判断する。
電源部8として交流電圧源を用いる場合、交流電源及びAC−DC変換回路(図示せず)が電源接続端子110に接続される。
そして、電源ID端子111には、電源部8が交流電圧源であることを示すID識別信号(例えばLowレベル)が入力される。
次に、集積化回路1に接続された構成部の状態と、制御部10が選択した動作状態との不一致を検出する動作について説明する。
上述したように、集積化回路1に選択的に接続される構成部の種類によって、制御部10は、当該火災警報器の機種に応じた動作を行う。
ここで、例えば火災警報器の製造過程などにおいて、当該機種に応じて選択された構成部が、接続不良などにより集積化回路1に接続されない場合、制御部10は当該機種と異なる動作を行うこととなる。
このような、集積化回路1に接続された構成部の接続状態と、制御部10が選択した動作状態との不一致を検出する動作について、図5を用いて説明する。
以下、図5の各ステップに基づいて説明する。
制御部10は、電源投入されると異常検出動作を開始する。
次に制御部10は、上述した動作により、集積化回路1に選択的に接続される構成部の種類に応じて入力されたID識別信号に基づいて、火災検出部として煙検出部2又は熱検出部3、及び、音響部としてブザー回路4又はスピーカ回路5を選択する。
制御部10は、EEPROM接続端子106を介して接続されたEEPROM6から、ID情報を読み込む。
ここでEEPROM6には、少なくとも、火災検出部として煙検出部2又は熱検出部3、及び、音響部としてブザー回路4又はスピーカ回路5を選択したID情報が予め記憶されている。
制御部10は、入力されたID識別信号により選択した火災検知部及び音響部と、ID情報により選択された火災検知部及び音響部とを比較し、共に一致するか否かを判断する。
ステップS4において、一致しないと判断した場合、制御部10は、異常出力動作として、異常信号を異常信号出力端子105へ出力する。
尚、異常信号の出力は、異常信号出力端子105に限らず、例えば通信手段を設けて、試験機器などと通信するようにしても良い。
例えば、表示部7の各LEDを正常時と異なる点滅状態とする。また、例えばスピーカ回路5から「異常です。」などの音声を出力させる。
制御部10は、異常検出動作を終了する。
尚、異常検出動作を終了すると共に、当該火災警報器が誤動作をしないように、制御部10の動作を停止させるようにしても良い。
一方、ステップS4において、一致すると判断した場合、制御部10は正常モードに移行し、通常の動作処理を行う。
制御部10は、異常検出動作を終了する。
よって、集積化回路1を、火災検知部及び音響部の種類に応じた複数の機種に用いることができる。
よって、集積化回路1を、電源部8の種類に応じた複数の機種に用いることができる。
よって、集積化回路1に設けられる端子数を削減することができる。
よって、集積化回路1に設けられる端子数を削減することができる。
よって、集積化回路1に設けられる端子数を削減することができる。
よって、集積化回路1に対する誤接続、又はID情報の誤設定を検知することができる。
本発明はこれに限るものではなく、制御部10は、EEPROM6から入力されたID情報をID識別信号とし、このID情報のみにより、火災検知部、音響部、及び電源部8の種類を選択するようにしても良い。
このような動作によっても、集積化回路1を、火災検知部、音響部、及び電源部8の種類に応じた複数の機種に用いることができる。また、火災警報器の小型化や製造工数の削減などを図ることができる。
本発明はこれに限るものではなく、集積化回路1に、火災検知部を選択するID専用端子、及び音響部を選択するID専用端子を設けて、火災検知部が煙検出部2又は熱検出部3の何れであるかを識別するID識別信号、及び音響部がブザー回路4又はスピーカ回路5の何れであるかを識別するID識別信号を入力するようにしても良い。
このような構成によっても、制御部10は、これらID専用端子から入力されたID識別信号に基づいて、火災検知部及び音響部の種類を選択することができる。
よって、集積化回路1を、火災検知部及び音響部の種類に応じた複数の機種に用いることができる。また、火災警報器の小型化や製造工数の削減などを図ることができる。
本発明はこれに限るものではなく、これらの機器を集積化回路1の外部に備えるようにしても良い。
このような構成によっても、制御部10は、各構成部の接続状態により火災検知部及び音響部を選択することができる。よって、集積化回路1に設けられる端子数を削減することができる。
尚、本実施の形態において、前記ID識別信号等は、火災警報器の各種設定情報を工場で設定する際にも利用することもできる。例えばEEPROMに該当する動作パラメータ情報などを書き込む場合に、ID識別信号等を読み込んで、該ID識別信号等と動作パラメータ情報との照合を行うようにすれば、例えば火災検知部として煙検知部が接続されているのに熱検知部の情報を誤って書き込んでしまうことを避けることができる。
Claims (6)
- 火災現象に基づく物理量を検出する火災検知部、及び警報音を出力する音響部が少なくとも接続される集積化回路を備え、
前記集積化回路は、
前記火災検知部としての煙検出部を構成する発光回路が接続され得る発光回路接続端子と、
前記火災検知部としての煙検出部を構成する受光回路が接続され得る受光回路接続端子と、
前記火災検知部としての熱検出部が接続され得る熱検出部接続端子と、
前記音響部としてのブザー回路が接続され得るブザー回路接続端子と、
前記音響部としてのスピーカ回路を構成するスピーカが接続され得るスピーカ接続端子と、
前記受光回路接続端子と接続され、前記火災検知部としての煙検出部を構成する受光増幅回路と、
前記スピーカ接続端子と接続され、前記音響部としてのスピーカ回路を構成する音声増幅回路と、
前記音声増幅回路と接続され、前記音響部としてのスピーカ回路を構成するデジタルアナログ変換回路と、
前記発光回路接続端子と、前記受光増幅回路と、前記熱検出部接続端子と、前記ブザー回路接続端子と、前記デジタルアナログ変換回路とそれぞれ接続された制御部と
を備え、
前記制御部は、
入力されたID識別信号に基づいて、前記火災検知部として前記煙検出部又は前記熱検出部を選択し、前記音響部として前記ブザー回路又は前記スピーカ回路を選択し、
選択した前記火災検知部に応じた火災検知動作、及び選択した前記音響部に応じた警報動作を行うことを特徴とする火災警報器。 - 火災現象に基づく物理量を検出する火災検知部、警報音を出力する音響部、及び電源供給を行う電源部が少なくとも接続される集積化回路を備え、
前記集積化回路は、
前記火災検知部としての煙検出部を構成する発光回路が接続され得る発光回路接続端子と、
前記火災検知部としての煙検出部を構成する受光回路が接続され得る受光回路接続端子と、
前記火災検知部としての熱検出部が接続され得る熱検出部接続端子と、
前記音響部としてのブザー回路が接続され得るブザー回路接続端子と、
前記音響部としてのスピーカ回路を構成するスピーカが接続され得るスピーカ接続端子と、
前記電源部としての直流電圧源又は交流電圧源が接続され得る電源接続端子と、
前記受光回路接続端子と接続され、前記火災検知部としての煙検出部を構成する受光増幅回路と、
前記スピーカ接続端子と接続され、前記音響部としてのスピーカ回路を構成する音声増幅回路と、
前記音声増幅回路と接続され、前記音響部としてのスピーカ回路を構成するデジタルアナログ変換回路と、
前記電源接続端子と接続され、前記電源部としての直流電圧源又は交流電圧源から供給される直流電圧を所定の定電圧として各構成部に供給する定電圧回路と、
前記発光回路接続端子と、前記受光増幅回路と、前記熱検出部接続端子と、前記ブザー回路接続端子と、前記デジタルアナログ変換回路と、前記定電圧回路とそれぞれ接続された制御部と
を備え、
前記制御部は、
入力されたID識別信号に基づいて、前記火災検知部として前記煙検出部又は前記熱検出部を選択し、前記音響部として前記ブザー回路又は前記スピーカ回路を選択し、前記電源部として前記直流電圧源又は前記交流電圧源を選択し、
選択した前記火災検知部に応じた火災検知動作、選択した前記音響部に応じた警報動作、及び選択した前記電源部に応じた所定動作を行うことを特徴とする火災警報器。 - 前記制御部は、
前記ブザー回路接続端子からの入力電圧を、前記音響部のID識別信号とし、
前記ブザー回路接続端子の入力電圧がプルアップ又はプルダウンされたとき、前記音響部として前記ブザー回路を選択することを特徴とする請求項1又は2記載の火災警報器。 - 前記制御部は、
前記熱検出部接続端子からの入力電圧を、前記火災検知部のID識別信号とし、
前記熱検出部接続端子の入力電圧がプルアップ又はプルダウンされたとき、前記火災検知部として前記煙検出部を選択することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の火災警報器。 - 前記制御部は、
前記熱検出部接続端子からの入力電圧に基づく温度検知信号を、前記火災検知部のID識別信号とし、
前記温度検知信号により求まる検知温度が、所定の温度範囲内のとき、前記火災検知部として前記熱検出部を選択することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の火災警報器。 - 前記集積化回路は、
前記煙検出部又は前記熱検出部、及び、前記ブザー回路又は前記スピーカ回路を選択したID情報が入力される記憶部接続端子を備え、
前記制御部は、
前記ID識別信号に基づき選択した前記煙検出部又は前記熱検出部、及び前記ブザー回路又は前記スピーカ回路と、前記ID情報とが一致しないとき、所定の異常出力動作を行うことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の火災警報器。
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