Kapasitiv sensor med egne hender. Ordninger for bevegelsessensorer og prinsippet for deres drift, koblingsdiagrammer

Driften av kapasitive sensorer er vanligvis basert på registrering av endringer i parameterne til generatoren, hvis oscillerende system inkluderer kapasitansen til det kontrollerte objektet. Den enkleste av disse sensorene inneholder en enkelt FET LC-oscillator og opererer etter prinsippet om å øke strømforbruket eller redusere spenningen med økende kapasitans. Slike enheter, med et maksimalt deteksjonsområde for et objekt som nærmer seg på ikke mer enn 0,1 m, har svært lav stabilitet og lav støyimmunitet. Kapasitive sensorer har høyere egenskaper, hvis krets er basert på to generatorer og fungerer etter prinsippet om å sammenligne frekvensen eller fasen av oscillasjoner til de eksemplariske og avstembare (måle) generatorene. For eksempel beskrevet i . De beste av dem er i stand til å føle tilnærmingen til en person i en avstand på 2 m. Men når de utføres på diskrete elementer, viser de seg å være for store, og når de bruker spesialiserte mikrokretser, er de for dyre.

Den foreslåtte artikkelen diskuterer en kapasitiv sensorkrets med høy følsomhet på NJM567-tonedekoderbrikken. Denne brikken og dens analoger (for eksempel NE567) er mye brukt til å oppdage smalbåndssignaler i området fra 10 Hz til 500 kHz. De ble også brukt i systemer for automatisk justering av rotasjonshastigheten til videohodeblokken til husholdningsvideoopptakere. Bruken av RC-oscillatoren innebygd i tonedekoderen forenkler den kapasitive sensorkretsen, og den interne PLL-sløyfen til denne oscillatoren sikrer stabiliteten og støyimmuniteten til sensoren.
Deteksjonsområdet til en person som nærmer seg er minst 0,5 m (med en sensorantennelengde på 1 m), som er mye større enn for eksempel en enhet laget i henhold til skjemaet. Det er ingen viklingsprodukter (induktorer) i enheten, noe som forenkler repetisjonen.

Kapasitiv sensorkrets vist i fig. 1. Frekvensinnstillingselementene til generatoren plassert i DA2-brikken er motstand R6 og kondensator C5. Et oscillatorsignal med en frekvens på ca. 15 kHz fra pinne 5 på DA2-mikrokretsen mates til en faseskiftende krets dannet av en avstemningsmotstand R5, en antenne WA1, en kondensator C3 og en motstand R3. Fra den, gjennom en kildefølger på en felteffekttransistor VT1, en forsterker på en transistor VT2 og en kondensator C4, kommer signalet inn i IN-inngangen (pinne 3) til DA2-mikrokretsen. Kondensator C8 til PLL-fasedetektorfilteret er koblet til pinne 2 på denne mikrokretsen, hvis kapasitans bestemmer bredden på fangbåndet. Jo større kapasitet, jo smalere bånd.

Eksempelspenningen tilføres den andre fasedetektoren til mikrokretsen fra generatoren med en faseforskyvning på 90 i forhold til PLLen som ankommer fasedetektoren. Spenningen ved pin 1 på mikrokretsen (utgangen fra den andre detektoren), som leveres til spenningskomparatoren innebygd i den, avhenger av faseforskyvningen mellom inngangssignalet og generatorsignalet introdusert av kretsen diskutert ovenfor, som inkluderer WA1 antenne. C7 - fasedetektor utgangsfilterkondensator. Motstand R8, koblet mellom pinnene 1 og 8 på mikrokretsen, skaper en hysterese i komparator-svitsjekarakteristikken, som er nødvendig for å forbedre støyimmuniteten. R7C6-kretsen er belastningen til OUT-utgangen, laget i henhold til den åpne kollektorkretsen.

Videre, i henhold til den kapasitive sensorkretsen, mates signalet gjennom dioden VD2 til kretsen fra motstanden R9 og kondensatoren C9 og til inngangen til det logiske elementet DD1.1. R10C10-kretsen genererer en puls som blokkerer den falske driften av sensoren i det øyeblikket strømmen slås på. Fra utgangen til elementet DD1.1 kommer signalet gjennom dioden VD4 til kretsen R11C11, som sikrer at varigheten av sensorutgangssignalet ikke er mindre enn det spesifiserte, og til elementene koblet i serie DD1.2 og DD1.3, som danner gjensidig inverse sensorutgangssignaler på linjene "Out. 1" og "Ut. 2". Høyt signalnivå på linjen "Ut. 2” og HL1 LED på indikerer at det er en person i det sensitive området.

Strømforsyningsenheten til den kapasitive sensoren er montert på den integrerte stabilisatoren LM317LZ, hvis utgangsspenning er satt til 5 V ved hjelp av motstandene R1 og R2. Inngangsspenningen kan være i området 10 ... 24 V. Diode VD1 beskytter sensoren mot feil polaritet til kilden til denne spenningen.
Alle deler av sensoren er montert på et enkeltsidig trykt kretskort laget av folieglassfiber, tegningen som er vist i fig. 2. Motstander R1 og R2 - for overflatemontering. De er montert på brettet fra siden av de trykte lederne. Trimmermotstand R5 - SPZ-19a eller dens importerte analog.

NJM567D-brikken kan erstattes med NE567, KIA567, LM567 med forskjellige bokstavindekser som indikerer type hus. Hvis det er en DIP8-type (som NJM567D) eller rundt metall, trenger ikke PCB å justeres. Analog brikke K561LE5 - CD4001A. Transistor KP303E er erstattet av BF245, KT3102E av BC547.
Antenne WA1 - et stykke enkjernet isolert ledning med et tverrsnitt på 0,5 mm2 og en lengde på 0,3 ... 1,5 m. En kort antenne gir mindre følsomhet. Det bør huskes at den nødvendige kapasitansen til SZ-kondensatoren avhenger av antennens egen kapasitans, og derfor av lengden. Kapasitansen som er angitt i diagrammet er optimal for en antenne som er omtrent en meter lang. For å jobbe med en antenne med en lengde på 0,3 m, må kapasitansen reduseres til 30 pF.

Den kapasitive sensoren bør justeres ved å installere den og antennen der de skal brukes. I dette tilfellet bør det tas i betraktning at plasseringen av antennen i forhold til jordede objekter og ledninger også påvirker responsterskelen.
Til å begynne med er trimmermotstanden R5 satt til maksimal motstandsposisjon. Etter at strømmen er slått på, må HL1 LED forbli av. Du kan bekrefte at sensoren fungerer ved å slå på denne LED-en når du berører antennen med hånden. Hvis kapasitansen til kondensatoren C3 er valgt riktig, så når motoren til innstillingsmotstanden R5 flyttes til posisjonen med minimum motstand, skal LED-en slå på uten å berøre antennen.

Etter å ha forsikret seg om at den kapasitive sensorkretsen fungerer, fortsettes justeringen i henhold til den velkjente metoden, og oppnår den nødvendige responsterskelen ved jevn bevegelse av tuningmotstandsmotoren. Det anbefales å gjøre dette med en dielektrisk skrutrekker, som har en minimal effekt på faseskiftende kretser.
Den optimale innstillingen tilsvarer å slå på lysdioden når en person nærmer seg en meter lang antenne i en avstand på 0,5 m, og å slå den av når den beveger seg bort til 0,6 m. Forkorting av antennen til 0,3 m vil redusere disse verdiene med omtrent en tredjedel.

Det skal bemerkes at hvis kapasitansen til SZ-kondensatoren er for stor, kan HL1-LED-en også lyse i motorens ytterste venstre posisjon, og når antennen berøres med en hånd, vil den slukke. Dette forklares med det faktum at enheten fungerer i henhold til det balanserte prinsippet, og om nødvendig kan den justeres for å utløses når den beskyttede gjenstanden fjernes fra det følsomme området.

LITTERATUR
1. Tabunshchikov V. Magisk stafett. - Modelldesigner, 1991, nr. 1, s. 23.
2. Nechaev I. Kapasitivt relé. - Radio, 1992, nr. 9, s. 48-51.
3. Ershov M. Kapasitiv sensor. - Radio, 2004, nr. 3, s. 41,42.
4. NJM567 tonedekoder / faselåst sløyfe. www.pdf.datasheet.su/njr/njm567d.pdf
5. Solomein V. Kapasitivt relé. - Radio, 2010, nr. 5, s. 38, 39.

V. TUSHNOV, Lugansk, Ukraina
"Radio" №12 2012

- en av de enkleste bevegelsessensorene er en endebryter montert i døråpningen. Prinsippet for driften er heller ikke komplisert - det fungerer når døren åpnes eller lukkes. En ganske enkel krets brukes i et kjøleskap, i en hjemmebar, som slår på lyset når døren åpnes. Denne utformingen kan brukes i vaskerommet, i gangen i leiligheten, på inngangsdøren. Med denne analogien kan du lage et "vaktrom" laget på lysdioder ved å bruke en slik "grensebryter" eller en alarm som vil varsle når den utløses.

Det er nettopp slike enheter, bestående av en elektromekanisk enhet av en reed-bryter og en magnet, som nå blir installert i lokalene under beskyttelse. Ikke desto mindre har denne enheten sitt svake ledd - en smalt målrettet applikasjon. Hvis du trenger å kontrollere store eksterne territorier, store lokaler, vil det ikke være noen fordel av dem. Når det gjelder åpne passasjer, er det enheter for dem som kan reagere på eventuelle endringer rundt. Disse sensorene inkluderer fotoreleer, kapasitive sensorer, varmedetektorer og et akustisk relé.

For å kontrollere bevegelse i et bestemt rom, bruk tilstedeværelsessensorer for å slå på lyset ikke bare industriell produksjon, men også laget for hånd. Fotoenheter, enheter for å evaluere ekkosignaler, lydsignalenheter er mye brukt. De gjør en utmerket jobb med å varsle når et objekt beveger seg innenfor rekkevidden av enheter. Det grunnleggende grunnlaget for funksjonen til slike enheter er å lage et pulserende signal og fikse det i øyeblikket av refleksjon fra objektet. Når en puls kommer inn i et slikt kontrollområde, endres egenskapene til det reflekterende signalet, og detektoren lager et kontrollsignal i utgangskretsen.

Nedenfor er et skjematisk diagram over funksjonen til en lysfølsom maskin og et akustisk relé:

Dører som åpnes automatisk, akustiske alarmer, spesielle vaktalarmer, og mye annet utstyr som nøyaktig fikserer posisjonen til en gjenstand.

Spesielt vil det være bemerkelsesverdig å utstyre speilet ditt med en LED-effekt med en tilstedeværelsessensor. Belysningstilkobling vil kun utføres når du nærmer deg speilet. Forresten, en slik ordning kan settes sammen med egne hender hjemme.

Skjematiske diagrammer av enheter

Mikrobølgeovn

En av de mest populære signaleringsenhetene er vurdert tilstedeværelsessensorer for å slå på lyset er gode for utendørs overvåking. For samme formål er det en annen like effektiv enhet - en kapasitiv sensor. Det særegne ved driften av denne enheten er å bestemme transformasjonskoeffisienten til radiobølger. Sannsynligvis har mange av dere noen gang lagt merke til en slik effekt i aksjon. I det øyeblikket man nærmer seg den påslåtte radiomottakeren, vises bakgrunnsstøy og den begynner å forlate den innstilte bølgen. Hvis det er et ønske om å gjenta bevegelsessensorkretsen som opererer etter mikrobølgeprinsippet, er avsnittet nedenfor for deg. Grunnlaget for en slik bølgefelle er en mikrobølgegenerator og en spesialisert antenne.

Det følgende beskriver en metode for å produsere en bevegelsessensor av mikrobølgetypen med et arbeidskretsdiagram, som ikke er vanskelig å lage. Felteffekttransistoren KP306 VT1 fungerer som en høyfrekvensgenerator, og utfører også funksjonene til en radiomottaker. Likeretterdioden VD1 brukes til å detektere signalet ved å rette forspenningen til basisovergangen til transistoren VT2. Spesifisiteten til transformatoren T1 sørger for driften av hver av viklingene ved forskjellige frekvenser.

I startposisjonen, der det ikke er noen ytre påvirkning av kapasitansen på antennen, er amplitudesvingene symmetrisk balansert og det er ingen spenning på VD1-dioden. Når frekvensen endres, blir amplitudene lagt til og dioden konverterer dem, på dette tidspunktet går overgangene til transistoren VT2 inn i åpen tilstand. For raskt å sammenligne verdiene til to signaler med hverandre, gir kretsen en komparator montert på tyristoren VS1. Hovedformålet er å kontrollere et relé designet for en 12v forsyningsspenning.

Følgende viser også en velprøvd tilstedeværelsesrelékrets implementert ved bruk av billige elektroniske komponenter. På grunnlag av det kan du lage en høykvalitets bølgebevegelsesfanger med egne hender. Og kanskje vil noen finne en annen bruk for den eller bare bruke den til å bli kjent med enheten.

Termisk nærværssensor

Den pyroelektriske infrarøde bevegelsessensoren er en av de vanligste termiske sensorene som brukes i ulike sektorer av økonomien. Dens popularitet skyldes tilgjengeligheten av komponenter, enkel produksjon og konfigurasjon, og et garantert bredt spekter av temperaturkomponenter.

Mange slike ferdige enheter er kommersielt tilgjengelige. I utgangspunktet er slike sensorer installert i lamper, alarmenheter og en rekke andre kontrollere. Imidlertid er en hjemmelaget krets vist nedenfor:

En spesialisert termisk felle B1 og en fotocelle VD1 danner et kompleks for automatisk kontroll av lysutslipp. Enheten slås umiddelbart på så snart det begynner å bli mørkt. Avstemmingsmotstanden R2 er ansvarlig for å stille inn parameteren for omgivelseslys. Sensoren utløses så snart det bevegelige objektet kommer inn i sensorens dekningsområde. Kontroll over enhetens varighet utføres av en integrert timer, innstilling av verdiene settes av en variabel motstand R5.

Denne hjelpeveiledningen gir informasjon om hvordan du bruker forskjellige typer cacher. Boken diskuterer mulige alternativer for gjemmesteder, metoder for å lage dem og verktøyene som er nødvendige for dette, beskriver enhetene og materialene for deres konstruksjon. Det gis anbefalinger for å ordne cacher hjemme, i biler, på en personlig tomt m.m.

En spesiell plass er gitt til måter og metoder for kontroll og beskyttelse av informasjon. En beskrivelse er gitt av det spesielle industrielle utstyret som brukes i dette tilfellet, samt enheter tilgjengelig for repetisjon av trente radioamatører.

Boken gir en detaljert beskrivelse av arbeidet og anbefalinger for installasjon og konfigurasjon av mer enn 50 enheter og inventar som trengs for produksjon av cacher, samt designet for å oppdage og beskytte dem.

Boken er ment for et bredt spekter av lesere, for alle som ønsker å bli kjent med dette spesifikke området av menneskelig skapelse.

Tatt i betraktning det faktum at menneskekroppen hovedsakelig består av vann, som er en elektrisk leder, kan det antas at en kapasitiv sensor for menneskelig deteksjon er den mest optimale løsningen. Den kapasitive sensoren kan brukes som en vakthund som reagerer på penetrering av inntrengere i rommet, dører eller på berøring av låser eller håndtak på inngangsdører, metallbokser, safer, etc.

Enkelt kapasitivt relé

Reléets rekkevidde avhenger av nøyaktigheten av innstillingen til kondensatoren C1, samt av utformingen av sensoren. Maksimal avstand som reléet reagerer på er 50 cm.

Et skjematisk diagram av et kapasitivt relé er vist i fig. 2.85, og utformingen av den induktive spolen med dens plassering og sensoren på brettet - i fig. 2,86.

Ris. 2,85. Enkelt kapasitivt relé

Ris. 2,86. Utformingen av den induktive spolen til et kapasitivt relé

Spole L1 er viklet på en flerseksjons polystyrenramme fra kretsene til transistorradioer og inneholder 500 omdreininger (250 + 250) med et tap fra midten av PEL-tråden 0,12 mm, viklet i bulk.

Sensoren er installert vinkelrett på PCB-planet. Det er et stykke isolert monteringstråd fra 15 til 100 cm lang, eller en firkant laget av samme ledning, med sider fra 15 cm til 1 og.

Kondensator C1 - type KPK-M, resten - type K50-6. RES-10, pass RS4.524.312, velges som relé, du kan også bruke RES-10, pass RS4.524.303, eller RES-55A, pass 0602. Diode VD1 kan utelukkes, siden det kun er nødvendig for å beskytte krets fra utilsiktet polaritetsendring ernæring.

Det kapasitive reléet er konfigurert med kondensator C1. Først må rotoren C1 settes til minimum kapasitetsposisjon, dette vil aktivere reléet K1. Deretter dreies rotoren sakte i retning av økende kapasitet inntil relé K1 slås av. Jo mindre kapasitansen til trimmerkondensatoren er, jo mer følsomt er det kapasitive reléet og jo større avstand er sensoren i stand til å reagere på objektet. Ved oppsett av kondensatoren skal karosserihuset og hånden med en dielektrisk skrutrekker holdes så langt unna brettet som mulig.

kapasitiv sensor

De fleste kapasitive sensorkretser består av to oscillatorer og kretser som kontrollerer nullslag eller en mellomfrekvens. I dette tilfellet stabiliseres frekvensen til en generator av en kvartsresonator, og den eksterne kapasitansen påvirker innstillingen av den andre kretsen.

Opplegget vist i fig. 2.87, inneholder en generator som opererer med en frekvens på 460-470 kHz, innvirkningen på sensoren fører til at strømmen som forbrukes av generatoren endres (den eksterne kapasitansen endrer ikke frekvensen så mye som i tillegg belaster kretsen).

Ris. 2,87. kapasitiv sensor

Med en økning i ekstern kapasitans øker strømforbruket, noe som fører til åpningen av den andre transistoren.

Generatoren er satt sammen på en felteffekttransistor VT1. Innstillingsfrekvensen bestemmes av parametrene til kretsen på spolen L1. Sensoren kan ha en hvilken som helst form, for eksempel et stykke monteringstråd, et rutenett, en firkant med en side på 150 til 1000 mm, eller en ring. Hvis sensoren er installert i en bil, er en 150 mm lang ledning nok til å beskytte glasset, du kan installere et nett i setene eller plassere ledningen i sporene på dashbordet.

Nøkkelen er laget på transistoren VT2. Når den utsettes for sensoren, øker strømmen som forbrukes av generatoren og transistoren VT2 åpnes, mens spenningen på kollektoren blir nær forsyningsspenningen (kretsen drives av en parametrisk stabilisator på zenerdioden VD1 og motstanden R6).

Aktuatoren er laget på en DD1-brikke i henhold til enkeltvibratorkretsen. R5C5-kretsen er nødvendig for å forsinke driften av enheten etter at den er slått på. Hvis forsinkelsen ikke er nødvendig, kan kondensator C5 utelates. Du kan lage en variant med en forsinkelse og en kontroll-LED. I dette tilfellet må du redusere motstanden R6 til 150 ohm, og R4 til 620 ohm, og slå på AL307 type LED i serie med R4 i foroverretningen. Nå de første fem til ti sekundene etter at du slår på, vil reaksjonen til sensoren bare slå på LED-en. Deretter, etter slutten av denne tiden, vil hver operasjon føre til at en positiv puls vises ved utgangen av kretsen med en varighet på omtrent 10 s. Pulsvarigheten kan justeres ved å endre motstanden R7 eller kapasitansen C6.

Den kapasitive sensoren er satt sammen på ett kretskort laget av ensidig folieglassfiber. Trimmerkondensatoren er en type PDA, VT1-felteffekttransistoren kan være med hvilken som helst bokstavindeks, som for VT2 er enhver laveffekts p-n-p-transistor, inkludert MP39-MP42, egnet her. K176LA7-brikken kan erstattes med en K561LA7 eller til og med en K561LE5, men i dette tilfellet må du bytte R5 og C5, endre polariteten for å slå på C6 til det motsatte; utgang R7, koblet til en felles ledning, koble til katoden til zenerdioden, og fjern utgangssignalet fra terminal 3 DD1, inkludert et element med terminaler 12, 13 og 11 mellom kollektor VT2 og terminal 9 DD1.

Spolen er viklet på en standard fireseksjonsramme fra den lokale oscillatorspolen til en mellombølgeradiomottaker. Ferrittkjernen (og panser, hvis noen) fjernes. Spolen har 1000 omdreininger med tap fra midten av PEV-tråden 0,06 mm. Du kan velge en zenerdiode med hvilken som helst passende effekt med en stabiliseringsspenning på 7 ... 10 V.

For å konfigurere, koble til sensoren og plasser brettet der det vil være (eller i nærheten av dette stedet). Etter å ha koblet til strømmen, bruk en dielektrisk skrutrekker for å sette rotoren til kondensator C1 til minimum kapasitanstilstand. I dette tilfellet bør ordningen fungere. Deretter, vri den gradvis gjennom en liten vinkel og beveger deg deretter bort til en avstand utenfor rekkevidde (omtrent en halv meter), sett rotoren C1 i en slik posisjon at kretsen slutter å fungere til du kommer nær avstanden du ønsker å sett.

Kapasitivt relé på LC-krets

Prinsippet for drift av den beskrevne versjonen av det kapasitive reléet (fig. 2.88) er basert på en endring i frekvensen til LC-generatoren under påvirkning av eksterne objekter på elementene - en effekt kjent for deg fra reaksjonen til en radio mottakeren til å bringe en hånd til antennen.

Ris. 2,88. Kapasitivt relé på LC-krets

En slik kapasitiv relégenerator er dannet av spolen L1, kapasitansen til sensoren E1, kondensatorene C1, C2, felteffekttransistoren VT1 og selvfølgelig den ubetydelige kapasitansen til enhetens montering.

Hvis transistorens forsyningsspenning er stabilisert og kapasitansen til sensoren er uendret, er generatorfrekvensen også uendret (i vårt tilfelle omtrent 100 kHz). Men så snart du nærmer deg eller berører sensoren med hånden, øker kapasitansen, og frekvensen til generatorens elektriske svingninger avtar.

En skarp endring i frekvensen til LC-generatoren er et signal om brudd på de innledende parametrene til det følsomme elementet til det kapasitive reléet.

Men dette signalet er ennå ikke funnet. Den andre LC-kretsen, dannet av spolen L2, kondensator C4 og løst koblet (slik at kvalitetsfaktoren ikke faller) med generatoren gjennom motstanden R1, bidrar til å løse problemet. Den kjente egenskapen til resonanskretsen brukes - avhengigheten av spenningen på den på svingningsfrekvensen til det innkommende signalet. Signalspenningen som velges av kretsen blir rettet av dioden VD1, filtrert av kondensatoren C5 og deretter matet til den inverterende inngangen (pin 2) til operasjonsforsterkeren (op-amp) DA1, som fungerer som en komparator.

Med kondensator C4 er resonanskretsen innstilt til startfrekvensen F 0 til generatoren. I dette tilfellet virker en konstant spenning U-inngang på den inverterende inngangen til komparatoren. maks. Motstander R2 og R3 satt på den ikke-inverterende inngangen (pin 3) OU-terskelspenning U thr. Noe mindre enn U in. maks. I dette tilfellet er spenningen ved utgangen til op-amp lav og HL1 LED koblet til den gjennom begrensende motstand R5 er av.

Hvis endringen i frekvensen til generatoren er slik at spenningen U blir mindre enn U, vil komparatoren fungere og slå på LED-en. Når du beveger deg bort fra sensoren, vil generatorfrekvensen igjen bli den opprinnelige, spenningen Uin vil øke, komparatoren vil bytte til sin opprinnelige tilstand og LED-en vil slukke.

Spolene L1 og L2 er identiske i design og viklet på 2000NM ferrittringer med en ytre diameter på 20 mm (15 mm kan brukes) og inneholder 100 omdreininger med PEV-2-tråd 0,2 mm. Vikle spole til spole, i ett lag. Uttaket av spolen L1 gjøres fra den 20. omdreining, tellende fra utgangen forbundet med en felles ledning, L2 - fra midten. Avstanden mellom begynnelsen og slutten av spolene må være minst 3 ... 4 mm. Transistor VT1 - KPZOZB, operasjonsforsterker DA1 - K140UD7, K140UD8, diode VD1 - KD503B, KD521, KD522B. Kondensatorer C1 og C2 - type KT, KD, KM, SZ og C5 - KLS, KM, C4 - KPK-1, motstander R2 og R3 - type SPZ-3, resten - VS, MLT.

Etter montering av reléet utføres en foreløpig justering (R5HL1-kjeden er ikke koblet til ennå). Sensorens rolle kan midlertidig utføres av to stykker ledning med en diameter på 0,5 ... 1 mm og en lengde på 1 ... 1,5 m, plassert parallelt i en avstand på 15 ... 20 cm fra en en annen. Et DC-voltmeter med en relativ inngangsmotstand på mindre enn 10 kOhm / V kobles til kondensator C5 og en trimmerkondensator C4 brukes for å oppnå maksimal spenningsavlesning av voltmeteret. Hvis samtidig kapasitansen til kondensatoren C4 viser seg å være den største, kobles en ekstra kondensator med en kapasitet på 10 ... 15 pF parallelt med den, og justeringen gjentas. Voltmeteret skal oppdage en spenning på 2,5 ... 5 V. Hvis den er mindre, velges en motstand R1, men motstanden skal være mer enn 500 kOhm. Etter hver utskifting av motstanden gjentas justeringen.

Videre er en seriekoblet motstand R5 led HL1 koblet til utgangen på op-ampen. Skyveren til motstanden R3 er satt til den nedre posisjonen i henhold til diagrammet, motstanden R2 er satt til midtposisjonen. I dette tilfellet skal LED-en lyse. Beveger glideren til motstanden R3 sakte, lysdioden slukker. Hvis du nå fører hånden til sensoren eller berører ledningen koblet til kondensatoren C1, skal LED-en lyse. På dette kan den foreløpige justeringen av det kapasitive reléet anses som fullført.

Oppsettet til den utøvende enheten er vist i fig. 2,89.

Ris. 2,89. Executive enhet

En elektronisk nøkkel på transistoren VT1 er koblet til utgangen til det kapasitive reléet gjennom deleren R1R2, som styrer det elektromagnetiske reléet K1, hvis kontakter K1.1 slår på belysningslampen EL1 eller sirenen. Strømforsyningen inkluderer en nedtrappingstransformator T1, en diodelikeretter VD3-VD6 og en filterkondensator C2. Tilførselsspenningen til selve det kapasitive reléet (9 V) stabiliseres av den parametriske stabilisatoren R3VD1.

Når det kapasitive reléet utløses, vises en konstant spenning på 7 ... 8 V på utgangen, hvorav en del leveres til basen til transistoren VT1. Transistoren åpnes, reléet K1 aktiveres og lukkekontaktene K1.1 kobler EL1-lampen eller sirenen til nettverket. Etter at den første driftsmodusen til det kapasitive reléet er gjenopprettet, lukkes transistoren og lampen slukkes.

Transistor VT1 kan være KT315B - KT315D, KT312A - KT312V eller en annen lignende. Dioder VD3 - VD6 - enhver likeretter med en tillatt fremstrøm på minst 40 ... 50 mA. Oksydkondensatorer - type K50-6 eller andre for tilsvarende minnespenninger, motstander - type BC, MLT. Relé K1 - RES22, pass RF4.500.129 eller lignende, utløst ved en spenning på 9 ... 11 V.

Justeringen av maskinen reduseres til den endelige justeringen av dets kapasitive relé. For å gjøre dette er et høymotstands likestrømsvoltmeter koblet parallelt med kondensatoren C5 (se fig. 2.88) og den maksimale spenningen settes på den med en innstillingskondensator C4 - den skal være omtrent den samme som i den foreløpige innstillingen. Hvis dette ikke kan oppnås, kobles en ekstra kondensator med en kapasitet på 20 ... 30 pF parallelt med C4 og innstillingen gjentas.

For å øke følsomheten til enheten, bør ikke L2C4-kretsen settes til maksimal spenning, men litt mindre - omtrent på nivået 0,7 U inngang. maks. Og siden to tuningpunkter er mulige (over og under F o), vil den som tilsvarer den mindre kapasitansen til kondensator C4 være riktig. Etter det oppnår motstandene R2, R3 en klar drift av det elektromagnetiske reléet.

Hva er kapasitive sensorer? Dette er det vanligste elektroniske reléet som utløses av en endring i kapasitansen. Føleelementet i mange av kretsene som er omtalt her er høyfrekvente oscillatorer fra hundrevis av kilohertz eller mer. Hvis en ekstra kapasitans er koblet parallelt med kretsen til denne generatoren, vil enten frekvensen til generatoren endres, eller svingningene stopper helt. I alle fall vil en terskelenhet fungere, som inkluderer en lyd- eller lyssignalenhet. Disse ordningene kan brukes i forskjellige modeller som, når de møter ulike hindringer, vil endre bevegelsene deres, i hverdagen - de satte seg ned i en datamaskinstol, en bærbar datamaskin slått på eller et musikksenter som spilles, enheter kan også brukes til å slå på lys i rom for å bygge alarmanlegg, etc. .

Kretsen fungerer ved lydfrekvenser. For å øke følsomheten legges en felteffekttransistor til lavfrekvent oscillatorkretsen.

Rektangulær pulsgenerator med en repetisjonsfrekvens av sistnevnte 1 kHz laget på elementene DD1.1 og DD1.2. Som et utgangstrinn DD1.3, hvis belastning er telefonhøyttaleren.

For å øke følsomheten til kretsen, kan du legge til antall radiokomponenter som er introdusert i RC-kjede.

Kretsen skal begynne å fungere umiddelbart etter at den er slått på. Noen ganger må du justere motstanden R1 for terskelfølsomhet.

Når du justerer reléet, er to alternativer for dets funksjon mulig: et sammenbrudd eller forekomst av generering når en kapasitans vises. Installasjonen av kretsalternativet vi trenger velges ved å velge den nominelle verdien av den variable motstanden R1. Når hånden nærmer seg E1 ved å justere motstanden R1, gjør de det slik at avstanden som kretsen ble startet fra er 10 - 20 centimeter.

For å slå på forskjellige aktuatorer i et kapasitivt relé, bruker vi signalet fra utgangen til elementet DD1.3.

For å slå på lyset passerer de ved siden av den andre kapasitive transduseren, og for å slå av belysningen i rommet med den første.

Driften av omformeren fører til veksling av RS-flip-flop bygget på logiske elementer. Kapasitive sensorer er laget av deler av koaksialkabel, fra enden av hvilken en skjerm fjernes i en lengde på omtrent 50 centimeter. Kanten på skjermen må isoleres. Sensorer er installert på dørkarmen. Lengden på den uskjermede delen av sensorene og motstandsverdiene R5 og R6 velges ved feilsøking av kretsen slik at utløseren utløses pålitelig når en biologisk gjenstand passerer i en avstand på 10 centimeter fra sensoren.

Mens kapasitansen mellom sensoren og huset er liten, dannes det ved motstanden R2 og ved inngangen til elementet DD1.3 korte pulser med positiv polaritet, og ved utgangen av elementet de samme pulsene, men allerede invertert. Kapasitansen C5 lades sakte gjennom motstanden R3 når det er et logisk enhetsnivå ved utgangen av elementet, og utlades raskt gjennom VD1-dioden ved en logisk null. Siden utladningsstrømmen er høyere enn ladestrømmen, har spenningen over kapasitansen C5 et logisk nullnivå, og DD1.4-elementet er låst for et lydfrekvenssignal.

Når man nærmer seg et element av et biologisk objekt, øker kapasitansen i forhold til den vanlige ledningen, amplituden til pulsene ved motstanden R2 faller under svitsjeterskelen DD1.3. Ved utgangen vil det være en konstant logisk enhet, opp til dette nivået vil kondensatoren C5 være fylt med kapasitet. Element DD1.4 vil begynne å sende lydfrekvenssignalet, og et pip vil høres i høyttaleren. Følsomheten til det kapasitive reléet kan justeres med trimmeren C3.

Sensoren er laget for hånd ved hjelp av et metallnett med dimensjoner på 20 x 20 centimeter, for et godt nivå av reléfølsomhet.

I denne kapasitive relékretsen er en transistor VT1 koblet til det logiske elementet DD1.4, i kollektorkretsen som tyristoren VS1 er koblet til for å kontrollere en kraftig last.

Enheten, satt sammen i henhold til diagrammet nedenfor, reagerer på tilstedeværelsen av ethvert ledende objekt, inkludert en person. Følsomheten til sensoren kan justeres med et potensiometer. Kretsen tillater ikke å detektere bevegelse av objekter, men den er god nettopp som tilstedeværelsessensor. En av de åpenbare løsningene for å bruke en kapasitiv tilstedeværelsessensor i hverdagen er en hjemmelaget automatisk døråpningskrets. For disse formålene må enhetsdiagrammet plasseres fra forsiden av døren.

Grunnlaget for denne kapasitive enheten er en oscillator med T1 og en enkelt vibrator. Oscillatoren er en typisk Clapp-oscillator med stabil frekvens. Overflaten til den kapasitive pickupen fungerer som en kondensator for den oscillerende kretsen, og i denne konfigurasjonen vil frekvensen være rundt 1 MHz.

Koblingstiden til kretsen kan endres over et bredt område ved hjelp av en variabel motstand P2. Det er ikke nødvendig å bringe metallgjenstander nær sensoren, fordi det kapasitive reléet forblir i lukket tilstand. Denne kretsen kan også brukes som detektor for aggressive væsker. Hovedfordelen her er at overflaten til den kapasitive sensoren ikke kommer i direkte kontakt med væsken.

En laveffektsgenerator med en pulsrepetisjonshastighet på 465 kHz er laget på en felteffekttransistor, og en elektronisk nøkkel på en bipolar transistor brukes til å betjene relé K1, hvis kontakter slår på aktuatoren. Dioden brukes i kretsen når polariteten til den tilkoblede strømkilden blir reversert ved et uhell.

Rekkevidden til det kapasitive reléet og følsomheten avhenger av justeringen av C1 og utformingen av sensoren, hvis du er interessert i denne utviklingen, kan du laste ned magasinmodeller-konstruktøren fra lenken rett ovenfor.

Grunnlaget for kretsen er en laveffekts RF-generator. Til oscillerende krets L1C4 metallplate festet. Håndflaten hevet til den eller en annen del av menneskekroppen er den andre platen til kondensatoren C d. jo høyere, jo større er areal på platene og jo mindre er avstanden mellom dem. L1 vind på rammen ∅ 8-9 mm limt fra papir. Spolen BESTÅR AV 22-25 omdreininger med tråd PEV-1 0,3-0,4, viklet rundt til rundt. Uttaket må gjøres fra 5-7. tur, regnet fra begynnelsen.

Koble til kollektorkretsen til den bipolare transistoren V1 milliammeter ved 10 mA og mellom tilkoblingspunktet til milliammeteret med spolen L1 og emitteren til den andre transistoren for å koble til en kondensator 0,01-0,5 uF. Koble midlertidig metallplaten fra generatoren. Etter avlesningene til milliammeteret, lukk kort L1C4. Samlerstrøm V1 synker kraftig: fra 2,5-3 til 0,5-0,8 mA. De maksimale indikasjonene tilsvarer generasjon, den minste - til fraværet. Hvis generatoren er spent, fest en tallerken til den og før håndflaten sakte opp. Kollektorstrømmen skal falle til 0,5-0,8 mA.

Svake strømendringer forsterkes ved å bruke en totrinns VLF på V2, V3. Og for å kunne kontrollere belastningen med en ikke-kontaktmetode, er sluttfasen av kretsen bygget på en trinistor V5.

Motor med variabel motstand R4 satt til laveste posisjon. Og så flyttes den sakte opp til indikatoren tennes. H1. Nå tar vi håndflaten til platen og kontrollerer enhetens drift.

Diode V4 i trinistorkretsen V5 eliminerer utseendet til en omvendt spenningspuls. MEN V6 og motstand R7 beskytte trinistoren mot sammenbrudd. For trinistor med U o6p. = 400 V celler V6 og R7 kan fjernes fra diagrammet.