Czujnik pojemnościowy DIY. Schematy czujników ruchu i zasada ich działania, schematy połączeń

Działanie czujników pojemnościowych opiera się najczęściej na rejestracji zmian parametrów generatora, którego układ oscylacyjny uwzględnia pojemność monitorowanego obiektu. Najprostsze z tych czujników zawierają jeden oscylator LC oparty na tranzystorze polowym i działają na zasadzie zwiększania poboru prądu lub zmniejszania napięcia w miarę wzrostu pojemności. Urządzenia tego typu, przy maksymalnym zasięgu detekcji zbliżającego się obiektu nie większym niż 0,1 m, charakteryzują się bardzo niską stabilnością i niską odpornością na zakłócenia. Wyższe charakterystyki mają czujniki pojemnościowe, których obwód jest wykonany w oparciu o dwa generatory i działa na zasadzie porównania częstotliwości lub fazy oscylacji generatora odniesienia i przestrajalnego (pomiarowego). Na przykład opisane w . Najlepsze z nich potrafią wyczuć zbliżanie się człowieka już z odległości 2 m, jednak wykonane na dyskretnych elementach okazują się zbyt masywne, a przy zastosowaniu specjalistycznych mikroukładów zbyt drogie.

W tym artykule omówiono obwód czujnika pojemnościowego o wysokiej czułości w układzie dekodera tonu NJM567. Ten układ i jego analogi (na przykład NE567) są szeroko stosowane do wykrywania sygnałów wąskopasmowych w zakresie od 10 Hz do 500 kHz. Stosowano je także w układach automatycznej regulacji prędkości obrotowej głowicy wideo wideorejestratorów domowych. Zastosowanie oscylatora RC wbudowanego w dekoder tonu upraszcza obwód czujnika pojemnościowego, a wewnętrzna pętla PLL tego oscylatora zapewnia stabilność i odporność czujnika na zakłócenia.
Zasięg detekcji zbliżającej się osoby wynosi co najmniej 0,5 m (przy długości anteny czujnika 1 m), czyli jest znacznie większy niż np. urządzenia wykonanego według schematu. Urządzenie nie zawiera produktów uzwojenia (cewek), co ułatwia jego powtarzalność.

Obwód czujnika pojemnościowego pokazany na ryc. 1. Elementami ustalającymi częstotliwość generatora znajdującymi się w układzie DA2 są rezystor R6 i kondensator C5. Sygnał generatora o częstotliwości około 15 kHz z pinu 5 mikroukładu DA2 jest podawany do obwodu przesunięcia fazowego utworzonego przez rezystor dostrajający R5, antenę WA1, kondensator SZ i rezystor R3. Z niego, poprzez wtórnik źródła na tranzystorze polowym VT1, wzmacniacz na tranzystorze VT2 i kondensatorze C4, sygnał jest dostarczany na wejście IN (pin 3) mikroukładu DA2. Pin 2 tego mikroukładu jest podłączony do kondensatora C8 filtra detektora fazy układu PLL, którego pojemność określa szerokość pasma przechwytywania. Im większa pojemność, tym węższy pasek.

Napięcie odniesienia jest dostarczane do detektora drugiej fazy mikroukładu z generatora z przesunięciem fazowym wynoszącym 90 w stosunku do napięcia dostarczanego do detektora fazy PLL. Napięcie na pinie 1 mikroukładu (wyjście drugiego detektora), podawane do wbudowanego w niego komparatora napięcia, zależy od przesunięcia fazowego pomiędzy sygnałem wejściowym a sygnałem generatora wprowadzonym przez omawiany powyżej obwód, w którym znajduje się antena WA1 . C7 jest kondensatorem filtra wyjściowego detektora fazy. Rezystor R8, podłączony między pinami 1 i 8 mikroukładu, tworzy histerezę w charakterystyce przełączania komparatora, co jest niezbędne do zwiększenia odporności na zakłócenia. Obwód R7C6 jest obciążeniem wyjścia OUT, wykonanym w układzie otwartego kolektora.

Następnie, zgodnie z obwodem czujnika pojemnościowego, sygnał przez diodę VD2 podawany jest do obwodu rezystora R9 i kondensatora C9 oraz na wejście elementu logicznego DD1.1. Obwód R10C10 generuje impuls blokujący fałszywe zadziałanie czujnika w momencie załączenia zasilania. Z wyjścia elementu DD1.1 sygnał podawany jest poprzez diodę VD4 do obwodu R11C11, który zapewnia czas trwania sygnału wyjściowego czujnika nie krótszy niż określony, oraz do elementów DD1.2 i DD1.3 połączonych w szeregowo, tworząc wzajemnie odwrotne sygnały wyjściowe czujnika na liniach „Wyjście”. 1” i „Wyjście. 2". Wysoki poziom sygnał na linii „Out. 2” i włączona dioda HL1 sygnalizują, że w wrażliwym obszarze znajduje się osoba.

Zasilacz czujnika pojemnościowego jest zamontowany na zintegrowanym stabilizatorze LM317LZ, którego napięcie wyjściowe jest ustawione na 5 V za pomocą rezystorów R1 i R2. Napięcie wejściowe może mieścić się w zakresie 10...24 V. Dioda VD1 zabezpiecza czujnik przed niewłaściwą polaryzacją źródła tego napięcia.
Wszystkie części czujnika są zamontowane z jednej strony płytka drukowana wykonany z folii z włókna szklanego, którego rysunek pokazano na ryc. 2. Rezystory R1 i R2 - dla montaż powierzchniowy. Montuje się je na płytce od strony drukowanych przewodów. Rezystor trymera R5 - SPZ-19a lub jego importowany odpowiednik.

Układ NJM567D można wymienić na NE567, KIA567, LM567 z różnymi indeksami literowymi wskazującymi rodzaj obudowy. Jeśli jest to typ DIP8 (jak NJM567D) lub okrągły metalowy, płytka PCB nie będzie wymagała regulacji. Analogiem mikroukładu K561LE5 jest CD4001A. Tranzystor KP303E został zastąpiony przez BF245, KT3102E przez BC547.
Antena WA1 jest kawałkiem jednożyłowego izolowanego drutu o przekroju 0,5 mm2 i długości 0,3...1,5 m. Krótka antena zapewnia mniejszą czułość. Należy pamiętać, że wymagana pojemność kondensatora SZ zależy od pojemności własnej anteny, a co za tym idzie od jej długości. Pojemność pokazana na schemacie jest optymalna dla anteny o długości około metra. Aby pracować z anteną o długości 0,3 m, pojemność należy zmniejszyć do 30 pF.

Czujnik pojemnościowy należy skonfigurować instalując go wraz z anteną tam, gdzie mają być używane. Należy wziąć pod uwagę, że na próg odpowiedzi wpływa również położenie anteny względem uziemionych obiektów i przewodów.
Początkowo suwak rezystora strojenia R5 jest ustawiony w pozycji maksymalnej rezystancji. Po włączeniu zasilania dioda HL1 powinna pozostać zgaszona. Możesz sprawdzić, czy czujnik działa, włączając tę ​​diodę LED po dotknięciu anteny ręką. Jeśli pojemność kondensatora SZ zostanie dobrana prawidłowo, to po przesunięciu suwaka rezystora dostrajającego R5 do pozycji minimalnego oporu dioda LED powinna zaświecić się bez dotykania anteny.

Po upewnieniu się, że obwód czujnika pojemnościowego jest sprawny, kontynuuje się jego regulację zgodnie ze znaną metodą, osiągając wymagany próg reakcji poprzez płynne przesuwanie suwaka rezystora trymera. Wskazane jest, aby zrobić to za pomocą śrubokręta dielektrycznego, który ma minimalny wpływ na obwody przesuwania fazowego.
Optymalne ustawienie odpowiada włączeniu diody LED w momencie zbliżenia się człowieka do metrowej anteny na odległość 0,5 m i wyłączeniu jej w przypadku oddalenia się na 0,6 m. Skrócenie anteny do 0,3 m zmniejszy te wartości o około jednej trzeciej.

Należy zwrócić uwagę, że w przypadku zbyt dużej pojemności kondensatora SZ dioda HL1 może zaświecić się w skrajnym lewym położeniu suwaka, a po dotknięciu anteny ręką może zgasnąć. Wyjaśnia to fakt, że urządzenie działa na zasadzie zrównoważonej i, jeśli to konieczne, można je dostosować do wyzwalania, gdy chroniony obiekt zostanie usunięty z wrażliwego obszaru.

LITERATURA
1. Tabunshchikov V. Magiczna sztafeta. - Modelarz-projektant, 1991, nr 1, s. 20-20. 23.
2. Nieczajew I. Przekaźnik pojemnościowy. - Radio, 1992, nr 9, s. 20-25. 48-51.
3. Ershov M. Czujnik pojemnościowy. - Radio, 2004, nr 3, s. 2004. 41,42.
4. Dekoder tonów NJM567/pętla z synchronizacją fazową. www.pdf.datasheet.su/njr/njm567d.pdf
5. Solomein V. Przekaźnik pojemnościowy. -Radio, 2010, nr 5, s. 2010-2010. 38, 39.

W. TUSZNOW, Ługańsk, Ukraina
„Radio” nr 12 2012

- jeden z najbardziej proste czujniki ruchu stanowi wyłącznik krańcowy wbudowany w otwór drzwiowy. Również zasada jego działania nie jest skomplikowana – uruchamia się w momencie otwarcia lub zamknięcia drzwi. W lodówce zastosowano dość prosty obwód domowy bar, który włącza oświetlenie po otwarciu drzwi. Ten projekt można zastosować w pomieszczeniu gospodarczym, na korytarzu mieszkania lub na drzwiach wejściowych. Korzystając z tej analogii, możesz wykonać „monitor pracy” wykonany na diodach LED, używając takiego „wyłącznika krańcowego” lub alarmu, który ostrzeże po uruchomieniu.

To właśnie te urządzenia, składające się z elektromechanicznego kontaktronu i magnesu, są obecnie instalowane w obszarach chronionych. Jednak to urządzenie ma swoje słabe ogniwo – wąsko ukierunkowaną aplikację. Jeśli potrzebujesz kontrolować duże obszary zewnętrzne, duże pomieszczenia, to nie będą one przydatne. Odnośnie pasaży Typ otwarty, to dla nich są urządzenia zdolne reagować na wszelkie zmiany wokół. Do takich czujników zaliczają się fotoprzekaźniki, czujniki pojemnościowe, detektory ciepła, a także przekaźniki akustyczne.

Aby kontrolować ruch w określonej przestrzeni, stosuje się je czujniki obecności umożliwiające włączenie oświetlenia Nie tylko produkcja przemysłowa, ale także wykonane ręcznie. Powszechnie stosowane są przyrządy fotograficzne, urządzenia do oceny sygnałów echa i alarmy dźwiękowe. Doskonale radzą sobie z ostrzeganiem, gdy obiekt porusza się w zasięgu urządzeń. Podstawową podstawą funkcjonowania tego typu urządzeń jest wytworzenie sygnału impulsowego i zarejestrowanie go w momencie odbicia od obiektu. W chwili wejścia impulsu w taki obszar kontrolny zmieniają się właściwości sygnału odbitego, a detektor wytwarza w obwodzie wyjściowym sygnał sterujący.

Poniżej znajduje się schematyczny diagram działania maszyny światłoczułej i przekaźnika akustycznego:

Drzwi otwierające się automatycznie, alarmy akustyczne, specjalne alarmy wartownicze i wiele innych urządzeń dokładnie rejestrujących położenie obiektu.

W szczególności warto wyposażyć swoje lustro w czujnik obecności z efektem podświetlenie LED. Oświetlenie zostanie włączone dopiero po zbliżeniu się do lustra. Nawiasem mówiąc, taki schemat można złożyć własnymi rękami w domu.

Schematy ideowe urządzeń

Urządzenie mikrofalowe

Rozważane jest jedno z najpopularniejszych urządzeń sygnalizacyjnych czujniki obecności umożliwiające włączenie oświetleniaświetnie nadają się do monitorowania otwartych przestrzeni. W tych samych celach nie ma mniej wydajne urządzenie- czujnik pojemnościowy. Osobliwością tego urządzenia jest określenie współczynnika transformacji fal radiowych. Pewnie wielu z Was zauważyło kiedyś taki efekt w działaniu. W miarę zbliżania się do włączonego radia pojawia się szum tła, który zaczyna oddalać się od dostrojonej fali. Jeśli chcesz powtórzyć obwód czujnika ruchu działającego na zasadzie mikrofal, poniższy akapit jest dla Ciebie. Podstawą takiego łapacza fal jest generator oscylacji o ultrawysokiej częstotliwości i specjalistyczna antena.

Poniżej przedstawiono sposób wykonania mikrofalowego czujnika ruchu wraz ze schematem działania, którego utworzenie nie jest trudne. Tranzystor polowy KP306 VT1 pełni funkcję generatora wysokiej częstotliwości, a także pełni funkcje odbiornika radiowego. Dioda prostownicza VD1 służy do wykrywania sygnału poprzez przesłanie napięcia polaryzacji do złącza bazowego tranzystora VT2. Specyfika transformatora T1 zapewnia pracę każdego z uzwojeń przy różnych częstotliwościach.

W pozycji wyjściowej, w której nie ma nacisku na antenę wpływ zewnętrzny pojemności, wahania amplitudy są symetrycznie zrównoważone i na diodzie VD1 nie ma napięcia. Kiedy zmienia się częstotliwość, amplitudy są dodawane, a dioda je przetwarza, w tym czasie przejścia tranzystora VT2 przechodzą w stan otwarty. Aby szybko porównać ze sobą wartości dwóch sygnałów, obwód zapewnia komparator zamontowany na tyrystorze VS1. Jego głównym zadaniem jest sterowanie przekaźnikiem przeznaczonym na napięcie zasilania 12V.

Poniżej przedstawiono również sprawdzony obwód przekaźnika obecności zaimplementowany w niedrogim modelu elementy elektroniczne. Na jego podstawie możesz własnoręcznie wykonać wysokiej jakości łapacz ruchu fal. A może ktoś znajdzie dla niego inne zastosowanie lub po prostu wykorzysta go do zapoznania się z urządzeniem.

Termiczny czujnik obecności

Piroelektryczny czujnik ruchu na podczerwień jest jednym z najczęściej stosowanych czujników termicznych różne branże farmy. Swoją popularność zawdzięcza dostępności komponentów, łatwości produkcji i konfiguracji oraz gwarantowanemu szerokiemu zakresowi temperatur komponentów.

Na rynku dostępnych jest wiele takich gotowych urządzeń. Zasadniczo takie czujniki są instalowane w lampach, urządzeniach alarmowych i wielu innych sterownikach. Jednak obwód, który można wykonać w domu, pokazano poniżej:

Specjalistyczny pułapka cieplna B1 i fotokomórka VD1 tworzą kompleks automatyczna kontrola promieniowanie świetlne. Urządzenie zaczyna działać natychmiast, gdy tylko zacznie się ściemniać. Rezystor trymera R2 odpowiada za ustawienie parametru oświetlenia otoczenia. Czujnik zostaje uruchomiony, gdy poruszający się obiekt znajdzie się w obszarze działania czujnika. Kontrola czasu pracy urządzenia odbywa się za pomocą zintegrowanego timera; wartości ustawiane są za pomocą rezystora zmiennego R5.

Ten podręcznik referencyjny zawiera informacje na temat korzystania z pamięci podręcznych. różne rodzaje. Książka omawia możliwe opcje Opisano kryjówki, sposoby ich tworzenia oraz niezbędne narzędzia, urządzenia i materiały do ​​ich budowy. Podano zalecenia dotyczące urządzania kryjówek w domu, w samochodzie, na osobista fabuła i tak dalej.

Szczególną uwagę zwraca się na metody i metody kontroli i ochrony informacji. Podano opis specjalnego sprzętu przemysłowego użytego w tym przypadku, a także urządzeń dostępnych do powtórzenia przez przeszkolonych radioamatorów.

Książka daje szczegółowy opis prace i zalecenia dotyczące instalacji i konfiguracji ponad 50 urządzeń i urządzeń niezbędnych do produkcji skrytek, a także przeznaczonych do ich wykrywania i bezpieczeństwa.

Książka przeznaczona jest dla szerokiego grona czytelników, dla każdego, kto pragnie zapoznać się z tą specyficzną dziedziną tworzenia ludzkich rąk.

Jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że Ludzkie ciało składa się głównie z wody, która jest przewodnikiem prądu elektrycznego, to można założyć, że najbardziej skuteczny jest czujnik pojemnościowy do wykrywania człowieka optymalne rozwiązanie. Czujnik pojemnościowy może pełnić funkcję czujnika wartowniczego, reagującego na wejście intruza do pomieszczenia, drzwi lub dotknięcie zamków lub klamek drzwi wejściowe, skrzynki metalowe, sejfy itp.

Prosty przekaźnik pojemnościowy

Zasięg przekaźnika zależy od dokładności ustawienia kondensatora C1, a także od konstrukcji czujnika. Maksymalna odległość, na który reaguje przekaźnik wynosi 50 cm.

Schemat przekaźnik pojemnościowy pokazano na ryc. 2.85, a konstrukcję cewki indukcyjnej wraz z jej umiejscowieniem i czujnikiem na płytce pokazano na ryc. 2,86.

Ryż. 2,85. Prosty przekaźnik pojemnościowy

Ryż. 2,86. Projekt cewki indukcyjnej przekaźnika pojemnościowego

Cewka L1 jest nawinięta na wielosekcyjnej ramie styropianowej z obwodów radia tranzystorowego i zawiera 500 zwojów (250 + 250) z odczepem od środka nawiniętego luzem drutu PEL o średnicy 0,12 mm.

Czujnik instaluje się prostopadle do płaszczyzny płytki drukowanej. Jest to kawałek izolowanego drutu montażowego o długości od 15 do 100 cm lub kwadrat wykonany z tego samego drutu o bokach od 15 cm do 1 i.

Kondensator C1 to typ KPK-M, pozostałe to typ K50-6. Jako przekaźnik wybrano RES-10, paszport RS4.524.312; można zastosować również RES-10, paszport RS4.524.303 lub RES-55A, paszport 0602. Diodę VD1 można pominąć, ponieważ jest ona konieczna jedynie do ochrony obwód z przypadkowej polaryzacji zmienia odżywianie.

Przekaźnik pojemnościowy jest regulowany za pomocą kondensatora C1. Najpierw należy ustawić wirnik C1 w pozycji minimalnej wydajności, a przekaźnik K1 zadziała. Następnie wirnik powoli obraca się w kierunku zwiększania wydajności, aż do wyłączenia przekaźnika K1. Im mniejsza pojemność kondensatora dostrajającego, tym bardziej czuły jest przekaźnik pojemnościowy i tym większa odległość, z jakiej czujnik jest w stanie zareagować na obiekt. Podczas regulacji kondensatora korpus i dłoń ze śrubokrętem dielektrycznym muszą być trzymane jak najdalej od płytki.

Czujnik pojemnościowy

Większość obwodów czujników pojemnościowych składa się z dwóch oscylatorów i obwodu sterującego dudnieniem zerowym lub częstotliwością pośrednią. W tym przypadku częstotliwość jednego generatora jest stabilizowana przez rezonator kwarcowy, a na regulację obwodu drugiego wpływa pojemność zewnętrzna.

Schemat pokazany na ryc. 2.87, zawiera jeden generator pracujący na częstotliwości 460–470 kHz, oddziaływanie na czujnik powoduje zmianę prądu pobieranego przez generator (zewnętrzna pojemność nie tyle zmienia częstotliwość, co dodatkowo obciąża obwód).

Ryż. 2,87. Czujnik pojemnościowy

Wraz ze wzrostem pojemności zewnętrznej wzrasta pobór prądu, co prowadzi do otwarcia drugiego tranzystora.

Generator jest zamontowany na tranzystorze polowym VT1. Częstotliwość strojenia jest określona przez parametry obwodu na cewce L1. Czujnik może mieć dowolny kształt, na przykład kawałek drutu montażowego, siatkę, kwadrat o boku od 150 do 1000 mm lub pierścień. Jeśli czujnik jest montowany w samochodzie, do zabezpieczenia szyby wystarczy przewód o długości 150 mm, można zamontować siatkę w siedzeniach lub umieścić przewód w szczelinach deski rozdzielczej.

Klucz jest wykonany na tranzystorze VT2. Po wystawieniu na działanie czujnika prąd pobierany przez generator wzrasta i tranzystor VT2 otwiera się, a napięcie na jego kolektorze zbliża się do napięcia zasilania (obwód zasilany jest przez stabilizator parametryczny na diodzie Zenera VD1 i rezystorze R6).

Siłownik wykonany jest na mikroukładzie DD1 według obwodu jednopunktowego. Obwód R5C5 jest potrzebny, aby opóźnić działanie urządzenia po włączeniu. Jeśli opóźnienie nie jest potrzebne, można pominąć kondensator C5. Można wykonać wersję z opóźnieniem i diodą kontrolną. W takim przypadku należy zmniejszyć rezystancję R6 do 150 omów, a R4 do 620 omów i podłączyć diodę LED typu AL307 szeregowo z R4 w kierunku do przodu. Teraz przez pierwsze pięć do dziesięciu sekund po włączeniu reakcja czujnika będzie prowadzić jedynie do zaświecenia się diodą LED. Następnie po upływie tego czasu każda operacja spowoduje pojawienie się na wyjściu układu dodatniego impulsu trwającego około 10 s. Czas trwania impulsu można regulować zmieniając rezystancję R7 lub pojemność C6.

Czujnik pojemnościowy jest montowany na pojedynczej płytce drukowanej wykonanej z jednostronnej folii z włókna szklanego. Kondensator strojenia jest jak PDA, tranzystor polowy VT1 może mieć dowolny indeks literowy, jak w przypadku VT2 - tutaj jest odpowiedni dowolne p-n-p tranzystor niska moc, w tym MP39-MP42. Mikroukład K176LA7 można zastąpić K561LA7 lub nawet K561LE5, ale w tym przypadku trzeba zamienić R5 i C5, zmienić polaryzację C6 na przeciwną; podłącz pin R7, podłączony do wspólnego przewodu, do katody diody Zenera i usuń sygnał wyjściowy z pinu 3 DD1, podłączając element z pinami 12, 13 i 11 pomiędzy kolektorem VT2 a pinem 9 DD1.

Cewka jest nawinięta na standardową czterosekcyjną ramę z cewki lokalnego oscylatora odbiornika radiowego średniofalowego. Rdzeń ferrytowy (i rdzeń pancerza, jeśli występuje) jest usuwany. Cewka ma 1000 zwojów z kranem PEV o średnicy 0,06 mm na środku drutu. Diodę Zenera można dobrać na dowolną odpowiednią moc przy napięciu stabilizującym 7...10 V.

Aby skonfigurować, należy podłączyć czujnik i umieścić płytkę w miejscu, w którym będzie się znajdował (lub w pobliżu tego miejsca). Po podłączeniu zasilania za pomocą śrubokręta dielektrycznego ustawić wirnik kondensatora C1 na stan minimalnej pojemności. W takim przypadku schemat powinien działać. Następnie stopniowo obracając go pod niewielkim kątem, a następnie oddalając się na odległość poza zasięgiem (około pół metra), ustaw rotor C1 w pozycji, w której obwód przestanie działać, aż do zbliżenia się do odległości, którą chcesz zamontować.

Przekaźnik pojemnościowy w obwodzie LC

Zasada działania opisywanej wersji przekaźnika pojemnościowego (ryc. 2.88) opiera się na zmianie częstotliwości generatora LC pod wpływem zewnętrznych obiektów działających na jego elementy - efekt znany Państwu z reakcji odbiornik radiowy po zbliżeniu ręki do anteny.

Ryż. 2,88. Przekaźnik pojemnościowy w obwodzie LC

Taki pojemnościowy generator przekaźnika składa się z cewki L1, pojemności czujnika E1, kondensatorów C1, C2, tranzystora polowego VT1 i, oczywiście, małej pojemności montażowej urządzenia.

Jeśli napięcie zasilania tranzystora ustabilizuje się, a pojemność czujnika nie zmieni się, to częstotliwość generatora również nie ulegnie zmianie (w naszym przypadku około 100 kHz). Ale gdy tylko zbliżysz się do czujnika lub dotkniesz go ręką, jego pojemność wzrasta, a częstotliwość oscylacji elektrycznych generatora maleje.

Gwałtowna zmiana częstotliwości generatora LC jest sygnałem naruszenia parametrów początkowych wrażliwego elementu przekaźnika pojemnościowego.

Ale ten sygnał nadal wymaga wykrycia. Drugi obwód LC, utworzony przez cewkę L2, kondensator C4 i słabo połączony (aby współczynnik jakości nie spadł) z generatorem przez rezystor R1, pomaga rozwiązać problem. Wykorzystuje się znaną właściwość obwodu rezonansowego - zależność napięcia na nim od częstotliwości oscylacji przychodzącego sygnału. Napięcie sygnału izolowane przez obwód jest prostowane przez diodę VD1, filtrowane przez kondensator C5 i następnie podawane na wejście odwracające (pin 2) wzmacniacza operacyjnego DA1, który pełni funkcję komparatora.

Za pomocą kondensatora C4 obwód rezonansowy jest dostosowywany do częstotliwości początkowej F 0 generatora. W tym przypadku na wejściu odwracającym komparatora działa stałe napięcie Uin. maks. Rezystory R2 i R3 ustawiają napięcie progowe U na wejściu nieodwracającym (pin 3) wzmacniacza operacyjnego. Nieco mniej niż Uin. maks. W takim przypadku napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego jest niskie i dioda LED HL1 podłączona do niego przez rezystor ograniczający R5 nie świeci się.

Jeżeli zmiana częstotliwości generatora będzie taka, że ​​napięcie Uin stanie się mniejsze niż Upore, komparator zadziała i włączy diodę LED. W przypadku oddalania się od czujnika częstotliwość generatora powróci do wartości pierwotnej, napięcie Uin wzrośnie, komparator przejdzie do stanu pierwotnego, a dioda LED zgaśnie.

Cewki L1 i L2 mają identyczną konstrukcję i są nawinięte na pierścieniach ferrytowych 2000 NM o średnicy zewnętrznej 20 mm (możliwe jest 15 mm) i zawierają 100 zwojów drutu PEV-2 0,2 ​​mm. Uzwojenie z kolei w jedną warstwę. Zaczep cewki L1 wykonujemy od 20-tego zwoju, licząc od końcówki połączonej wspólnym przewodem, L2 - od środka. Odległość pomiędzy początkiem i końcem zwojów musi wynosić co najmniej 3...4 mm. Tranzystor VT1 - KPZZB, wzmacniacz operacyjny DA1 - K140UD7, K140UD8, dioda VD1 - KD503B, KD521, KD522B. Kondensatory C1 i C2 - typ KT, KD, KM, SZ i C5 - KLS, KM, C4 - KPK-1, rezystory R2 i R3 - typ SPZ-3, reszta - BC, MLT.

Po zmontowaniu przekaźnika przeprowadza się wstępną regulację (łańcuch R5HL1 nie jest jeszcze podłączony). Rolę czujnika mogą tymczasowo pełnić dwa kawałki drutu o średnicy 0,5...1 mm i długości 1...1,5 m, umieszczone równolegle w odległości 15...20 cm od jednego inny. Woltomierz prądu stałego o względnej rezystancji wejściowej mniejszej niż 10 kOhm/V jest podłączony do kondensatora C5, a maksymalny odczyt napięcia woltomierza osiąga się za pomocą kondensatora trymera C4. Jeżeli w tym przypadku pojemność kondensatora C4 okaże się największa, wówczas równolegle do niego podłącza się dodatkowy kondensator o pojemności 10 ... 15 pF i powtarza się regulację. Woltomierz powinien zarejestrować napięcie 2,5...5 V. Jeśli jest mniejsze, należy dobrać rezystor R1, ale jego rezystancja powinna być większa niż 500 kOhm. Po każdej wymianie rezystora regulację powtarza się.

Następnie diodę HL1 połączoną szeregowo z rezystorem R5 podłącza się do wyjścia wzmacniacza operacyjnego. Suwak rezystora R3 jest ustawiony w pozycji dolnej zgodnie ze schematem, rezystor R2 jest ustawiony w pozycji środkowej. W takim przypadku dioda LED powinna się zaświecić. Powolnym przesuwaniem suwaka rezystora R3 dioda gaśnie. Jeśli teraz zbliżysz rękę do czujnika lub dotkniesz przewodu podłączonego do kondensatora C1, dioda LED powinna się zaświecić. W tym momencie wstępną regulację przekaźnika pojemnościowego można uznać za zakończoną.

Schemat siłownika pokazano na rys. 2,89.

Ryż. 2,89. Uruchamiacz

Klucz elektroniczny na tranzystorze VT1 jest podłączony do wyjścia przekaźnika pojemnościowego poprzez dzielnik R1R2, który steruje przekaźnikiem elektromagnetycznym K1, którego styki K1.1 włączają lampę oświetleniową EL1 lub syrenę. Zasilacz zawiera transformator obniżający T1, prostownik diodowy VD3-VD6 i kondensator filtrujący C2. Napięcie zasilania samego przekaźnika pojemnościowego (9 V) jest stabilizowane przez stabilizator parametryczny R3VD1.

Po wyzwoleniu przekaźnika pojemnościowego na jego wyjściu pojawia się stałe napięcie 7...8 V, którego część jest dostarczana do podstawy tranzystora VT1. Tranzystor otwiera się, przekaźnik K1 zostaje uruchomiony i poprzez zwarcie styków K1.1 włącza lampę EL1 lub syrenę do sieci. Po przywróceniu pierwotnego trybu pracy przekaźnika pojemnościowego tranzystor zamyka się i lampa gaśnie.

Tranzystor VT1 może być KT315B - KT315D, KT312A - KT312V lub innym podobnym. Diody VD3 - VD6 - dowolny prostownik o dopuszczalnym prądzie przewodzenia co najmniej 40...50 mA. Kondensatory tlenkowe - typ K50-6 lub inne na odpowiednie napięcia nominalne, rezystory - typ BC, MLT. Przekaźnik K1 - RES22, paszport RF4.500.129 lub podobny, wyzwalany napięciem 9…11 V.

Konfiguracja maszyny sprowadza się do ostatecznej regulacji jej przekaźnika pojemnościowego. Aby to zrobić, podłącz woltomierz prądu stałego o wysokiej rezystancji równolegle do kondensatora C5 (patrz ryc. 2.88) i ustaw na nim maksymalne napięcie za pomocą kondensatora dostrajającego C4 - powinno być w przybliżeniu takie samo jak podczas wstępnego strojenia. Jeżeli nie da się tego osiągnąć, równolegle do C4 podłącza się dodatkowy kondensator o pojemności 20...30 pF i powtarza się ustawienie.

Aby zwiększyć czułość urządzenia, obwód L2C4 należy wyregulować nie na napięcie maksymalne, ale nieco mniejsze - w przybliżeniu na poziomie 0,7 Uin. maks. A ponieważ możliwe są dwa punkty strojenia (powyżej i poniżej Fo), właściwym będzie ten, który odpowiada mniejszej pojemności kondensatora C4. Następnie rezystory R2, R3 zapewniają wyraźne działanie przekaźnika elektromagnetycznego.

Co to są czujniki pojemnościowe? Jest to najpopularniejszy przekaźnik elektroniczny, który jest wyzwalany w przypadku zmiany pojemności. Czułym elementem wielu omawianych tutaj obwodów są oscylatory wysokiej częstotliwości, rzędu setek kiloherców lub więcej. Jeśli podłączysz dodatkową pojemność równolegle do obwodu tego generatora, wówczas albo częstotliwość generatora zmieni się, albo jego oscylacje ustaną całkowicie. W każdym razie zadziała urządzenie progowe, które włącza alarm dźwiękowy lub świetlny. Schematy te mogą być stosowane w różne modele które przy napotkaniu różnych przeszkód zmienią swoje poruszanie się, w życiu codziennym – przysiądą Krzesło komputerowe laptop się włączył lub zaczęło grać stereo, urządzenia można wykorzystać także do włączenia oświetlenia w pomieszczeniach, budowy systemów alarmowych itp.

Obwód działa na częstotliwościach audio. Aby zwiększyć czułość, do obwodu generatora niskiej częstotliwości dodaje się tranzystor polowy.

Generator impulsów prostokątnych z częstotliwością powtarzania tego ostatniego 1 kHz wykonane na elementach DD1.1 I DD1.2. Zaprojektowany jako stopień wyjściowy DD1.3, którego obciążeniem jest głośnik telefonu.

Aby zwiększyć czułość układu można dodać ilość wprowadzonych elementów radiowych RC - łańcuch.

Układ powinien zacząć działać natychmiast po włączeniu. Czasami trzeba wyregulować opór R1 do progu wrażliwości.

Podczas regulacji przekaźnika możliwe są dwie opcje jego działania: awaria lub generacja w przypadku pojawienia się pojemności. Instalację potrzebnej nam opcji projektowania obwodu wybiera się poprzez wybranie wartości zmiennej rezystancji R1. Kiedy Twoja dłoń się zbliża E1 dostosowując rezystancję R1, robią to tak, aby odległość, z której rozpoczyna się obwód 10 - 20 cm.

Aby włączyć różne elementy wykonawcze w przekaźniku pojemnościowym, wykorzystujemy sygnał z wyjścia elementu DD1.3.

Aby włączyć światło, przechodzą obok drugiego przetwornika pojemnościowego, a aby wyłączyć oświetlenie w pomieszczeniu, przechodzą obok pierwszego.

Wyzwolenie konwertera powoduje załączenie wyzwalacza RS zbudowanego na elementach logicznych. Czujniki pojemnościowe wykonane są z kawałków kabla koncentrycznego, z którego końca usuwany jest ekran na długości około 50 centymetrów. Krawędź ekranu wymaga izolacji. Czujniki montowane są na ościeżnicy drzwi. Długość nieekranowanej części czujników oraz wartości rezystancji R5 i R6 dobiera się podczas debugowania obwodu, tak aby wyzwalacz został niezawodnie uruchomiony, gdy obiekt biologiczny przejdzie w odległości 10 centymetrów od czujnika.

Chociaż pojemność między czujnikiem a obudową jest niewielka, na rezystancji R2 i na wejściu elementu DD1.3 powstają krótkie impulsy o dodatniej polaryzacji, a na wyjściu elementu te same impulsy są już odwrócone. Pojemność C5 jest powoli ładowana przez rezystancję R3, gdy na wyjściu elementu znajduje się logiczny poziom jedynki, i szybko rozładowuje się przez diodę VD1 do logicznego zera. Ponieważ prąd rozładowania jest wyższy niż prąd ładowania, napięcie na kondensatorze C5 ma logiczny poziom zera, a element DD1.4 jest zablokowany dla sygnału częstotliwości audio.

Gdy zbliżamy się do elementu dowolnego obiektu biologicznego, jego pojemność w stosunku do wspólnego przewodu wzrasta, amplituda impulsów przy rezystancji R2 spada poniżej progu przełączania DD1.3. Na jego wyjściu będzie stały logiczny, kondensator C5 zostanie wypełniony pojemnością do tego poziomu. Element DD1.4 zacznie przepuszczać sygnał częstotliwości audio, a w głośniku rozlegnie się sygnał dźwiękowy. Czułość przekaźnika pojemnościowego można regulować, dostosowując pojemność C3.

Czujnik wykonany jest ręcznie przy użyciu metalowa siatka o wymiarach 20 x 20 centymetrów, dla dobry poziom czułość przekaźnika.

W tym obwodzie przekaźnika pojemnościowego tranzystor VT1 jest podłączony do elementu logicznego DD1.4, w obwodzie kolektora, do którego podłączony jest tyrystor VS1 w celu sterowania dużym obciążeniem.

Urządzenie zmontowane według poniższego schematu reaguje na obecność dowolnego przedmiotu przewodzącego, w tym także człowieka. Czułość czujnika można regulować za pomocą potencjometru. Układ nie pozwala na wykrywanie ruchu obiektów, ale dobrze sprawdza się właśnie jako czujnik obecności. Jednym z oczywistych rozwiązań wykorzystania pojemnościowego czujnika obecności w życiu codziennym jest domowy obwód automatyczne otwieranie drzwi. W tym celu schemat urządzenia należy umieścić na froncie drzwi.

Podstawą tego urządzenia pojemnościowego jest oscylator z T1 i urządzenie jednorazowe. Oscylator jest typowym oscylatorem Clappa o stabilnej częstotliwości. Powierzchnia czujnika pojemnościowego pełni rolę kondensatora obwodu zbiornika i w tej konfiguracji częstotliwość będzie wynosić około 1 MHz.

Czas przełączania obwodu można zmieniać w szerokim zakresie za pomocą rezystora zmiennego P2. Nie ma potrzeby zbliżania metalowych przedmiotów do czujnika, ponieważ przekaźnik pojemnościowy pozostanie zamknięty. Obwód ten może służyć również jako detektor agresywnych cieczy. Główną zaletą jest to, że powierzchnia czujnika pojemnościowego nie ma bezpośredniego kontaktu z cieczą.

Tranzystor polowy służy do sterowania generatorem małej mocy o częstotliwości powtarzania impulsów 465 kHz, a tranzystor bipolarny służy do obsługi elektronicznego przełącznika przekaźnika K1, którego styki aktywują element wykonawczy. Dioda jest używana w obwodzie, gdy przypadkowo zmienia się polaryzacja podłączonego źródła zasilania.

Zakres działania przekaźnika pojemnościowego i czułość zależą od regulacji C1 i konstrukcji czujnika, jeśli jesteś zainteresowany tym rozwojem, możesz pobrać magazyn projektantów modeli z linku tuż powyżej.

Podstawą obwodu jest generator RF małej mocy. Do obwodu oscylacyjnego L1C4 podłączona metalowa płytka. Dłoń lub inna zbliżona do niej część ludzkiego ciała reprezentuje drugą płytkę kondensatora Płyta CD. im wyższy, tym większa powierzchnia jego płytek i mniejsza odległość między nimi. L1 wiatr na ramie ∅ 8-9 mm, klejone z papieru. Cewka SKŁADA SIĘ Z 22-25 zwojów drutu PEV-1 0,3-0,4, nawiniętych zwojów na zwoje. Kran należy wykonać od 5-7 tury, licząc od początku.

Podłącz tranzystor bipolarny do obwodu kolektora V1 miliamperomierza przy 10 mA i pomiędzy punktem połączenia miliamperomierza z cewką L1 i podłącz kondensator 0,01-0,5 µF do emitera drugiego tranzystora. metalowy talerz tymczasowo odłączyć od generatora. Monitorując odczyty miliamperomierza, na krótko zamykamy L1C4. Prąd kolektora V1 gwałtownie spada: z 2,5-3 do 0,5-0,8 mA. Maksymalne odczyty odpowiadają generacji, minimalne - jej brakowi. Jeśli generator jest wzbudzony, przymocuj do niego płytkę i powoli przesuwaj dłoń w jej stronę. Prąd kolektora powinien spaść do poziomu 0,5-0,8 mA.

Słabe zmiany prądu są wzmacniane za pomocą dwustopniowego włączania ULF V2, V3. Aby móc sterować obciążeniem metodą bezdotykową, końcowy stopień obwodu zbudowany jest na trinistorze V5.

Silnik o zmiennym oporze R4 ustawić w najniższej pozycji. A następnie powoli przesuwa się w górę, aż wskaźnik się włączy H1. Teraz przykładamy dłoń do talerza i sprawdzamy działanie urządzenia.

Dioda V4 w obwodzie tyrystorowym V5 eliminuje pojawienie się impulsu napięcia wstecznego. A V6 i opór R7 chronić tyrystor przed awarią. Dla SCR z Ty o 6p. = Elementy 400 V V6 I R7 można usunąć ze schematu.