Un capteur capacitif est l'un des types de capteurs sans contact dont le principe de fonctionnement repose sur une modification de la constante diélectrique du milieu entre deux plaques de condensateur. Une plaque est un circuit de capteur tactile sous la forme d'une plaque ou d'un fil métallique, et la seconde est une substance électriquement conductrice, par exemple du métal, de l'eau ou le corps humain.

Lors du développement d'un système d'ouverture automatique de l'alimentation en eau des toilettes pour bidet, il est devenu nécessaire d'utiliser un capteur de présence capacitif et un interrupteur très fiables, résistants aux changements de température extérieure, d'humidité, de poussière et de tension d'alimentation. Je voulais également éliminer le besoin pour une personne de toucher les commandes du système. Les exigences présentées ne pouvaient être satisfaites que par des circuits de capteurs tactiles fonctionnant sur le principe du changement de capacité. Je n’ai pas trouvé de schéma prêt à l’emploi répondant aux exigences nécessaires, j’ai donc dû le développer moi-même.

Le résultat est un capteur tactile capacitif universel qui ne nécessite aucune configuration et réagit à l'approche d'objets électriquement conducteurs, y compris une personne, à une distance allant jusqu'à 5 cm. Le champ d'application du capteur tactile proposé n'est pas limité. Il peut être utilisé, par exemple, pour allumer l'éclairage, les systèmes alarme antivol, détermination du niveau d'eau et dans de nombreux autres cas.

Schémas de circuits électriques

Pour contrôler l’alimentation en eau du bidet des toilettes, deux capteurs tactiles capacitifs étaient nécessaires. Un capteur devait être installé directement sur les toilettes ; il devait produire un signal logique zéro en présence d'une personne, et en l'absence d'un signal logique un. Deuxième capteur capacitif aurait dû servir d'interrupteur d'eau et être dans l'un des deux états logiques.

Lorsque la main était amenée au capteur, le capteur devait changer l'état logique à la sortie - de l'état initial à l'état logique zéro, et lorsque la main était à nouveau touchée, de l'état zéro à l'état logique. Et ainsi de suite à l'infini, tant que l'interrupteur tactile reçoit un signal d'activation du zéro logique du capteur de présence.

Circuit de capteur tactile capacitif

La base du circuit du capteur de présence du capteur capacitif est un générateur d'impulsions rectangulaires maître, réalisé selon schéma classique sur deux éléments logiques du microcircuit D1.1 et D1.2. La fréquence du générateur est déterminée par les calibres des éléments R1 et C1 et est choisie autour de 50 kHz. La valeur de fréquence n'a pratiquement aucun effet sur le fonctionnement du capteur capacitif. J'ai changé la fréquence de 20 à 200 kHz et je n'ai visuellement remarqué aucun effet sur le fonctionnement de l'appareil.

De la broche 4 de la puce D1.2 forme rectangulaire via la résistance R2, il va aux entrées 8, 9 du microcircuit D1.3 et via la résistance variable R3 aux entrées 12,13 de D1.4. Le signal arrive à l'entrée de la puce D1.3 avec un léger changement de la pente du front d'impulsion dû au capteur installé, qui est un morceau de fil ou une plaque métallique. A l'entrée D1.4, grâce au condensateur C2, le front change pendant le temps nécessaire à sa recharge. Grâce à la présence de la résistance d'ajustement R3, il est possible de régler le front d'impulsion à l'entrée D1.4 égal au front d'impulsion à l'entrée D1.3.

Si vous rapprochez votre main ou un objet métallique de l'antenne (capteur tactile), la capacité à l'entrée du microcircuit DD1.3 augmentera et le front de l'impulsion entrante sera retardé dans le temps par rapport au front de l'impulsion arrivant à l'entrée DD1.4. Afin de « rattraper » ce retard, les impulsions inversées sont transmises à la puce DD2.1, qui est une bascule D qui fonctionne comme suit. Le long du front positif de l'impulsion arrivant à l'entrée du microcircuit C, le signal qui se trouvait à ce moment à l'entrée D est transmis à la sortie du déclencheur. Par conséquent, si le signal à l'entrée D ne change pas, les impulsions entrantes à. l'entrée de comptage C n'affecte pas le niveau du signal de sortie. Cette propriété du déclencheur D a permis de réaliser un simple capteur tactile capacitif.

Lorsque la capacité de l'antenne, en raison de l'approche du corps humain, à l'entrée de DD1.3 augmente, l'impulsion est retardée et cela fixe le déclencheur D, modifiant ainsi son état de sortie. La LED HL1 est utilisée pour indiquer la présence de tension d'alimentation et la LED HL2 est utilisée pour indiquer la proximité du capteur tactile.

Circuit de commutation tactile

Le circuit du capteur tactile capacitif peut également être utilisé pour faire fonctionner un interrupteur tactile, mais avec une petite modification, car il doit non seulement réagir à l’approche du corps d’une personne, mais également rester dans un état stable après le retrait de la main. Pour résoudre ce problème, nous avons dû ajouter un autre déclencheur D, DD2.2, à la sortie du capteur tactile, connecté à l'aide d'un circuit diviseur par deux.

Le circuit du capteur capacitif a été légèrement modifié. Pour éliminer les faux positifs, puisqu'une personne peut amener et retirer sa main lentement, en raison de la présence d'interférences, le capteur peut émettre plusieurs impulsions vers l'entrée de comptage D du déclencheur, violant ainsi l'algorithme de fonctionnement requis du commutateur. Par conséquent, une chaîne RC d'éléments R4 et C5 a été ajoutée, ce qui a bloqué pendant une courte période la possibilité de commuter la gâchette D.

Le déclencheur DD2.2 fonctionne de la même manière que DD2.1, mais le signal à l'entrée D n'est pas fourni par d'autres éléments, mais par la sortie inverse de DD2.2. En conséquence, le long du front positif de l'impulsion arrivant à l'entrée C, le signal à l'entrée D passe à l'opposé. Par exemple, si dans l'état initial il y avait un zéro logique sur la broche 13, alors en levant une fois la main vers le capteur, le déclencheur basculera et un zéro logique sera défini sur la broche 13. La prochaine fois que vous interagirez avec le capteur, la broche 13 sera à nouveau réglée sur zéro logique.

Pour bloquer l'interrupteur en l'absence de personne sur les toilettes, une unité logique est fournie du capteur à l'entrée R (mise à zéro à la sortie du déclencheur, quels que soient les signaux sur toutes ses autres entrées). Un zéro logique est défini à la sortie du commutateur capacitif, qui est fourni via le faisceau à la base du transistor clé pour allumer l'électrovanne de l'unité d'alimentation et de commutation.

La résistance R6, en l'absence de signal de blocage du capteur capacitif en cas de panne ou de rupture du fil de commande, bloque la gâchette à l'entrée R, éliminant ainsi la possibilité d'alimentation spontanée en eau dans le bidet. Le condensateur C6 protège l'entrée R des interférences. La LED HL3 sert à indiquer l'arrivée d'eau dans le bidet.

Conception et détails des capteurs tactiles capacitifs

Lorsque j'ai commencé à développer un système de capteurs pour l'alimentation en eau d'un bidet, la tâche la plus difficile m'a semblé être de développer un capteur de présence capacitif. Cela était dû à un certain nombre de restrictions d'installation et de fonctionnement. Je ne voulais pas que le capteur soit connecté mécaniquement au couvercle des toilettes, car il doit être retiré périodiquement pour le lavage et n'interférerait pas avec désinfection les toilettes elles-mêmes. C'est pourquoi j'ai choisi un conteneur comme élément réactif.

Capteur de présence

Sur la base du schéma publié ci-dessus, j'ai réalisé un prototype. Les pièces du capteur capacitif sont assemblées sur un circuit imprimé ; la carte est placée dans une boîte en plastique et fermée par un couvercle. Pour connecter l'antenne, un connecteur à une broche est installé dans le boîtier ; un connecteur à quatre broches RSh2N est installé pour fournir la tension d'alimentation et le signal. Le circuit imprimé est connecté aux connecteurs par soudure conducteurs en cuivre en isolant fluoroplastique.

Le capteur tactile capacitif est assemblé sur deux microcircuits de la série KR561, LE5 ​​​​et TM2. Au lieu du microcircuit KR561LE5, vous pouvez utiliser le KR561LA7. Les microcircuits de la série 176 et les analogues importés conviennent également. Les résistances, condensateurs et LED conviendront à tout type. Le condensateur C2, pour un fonctionnement stable du capteur capacitif lors d'un fonctionnement dans des conditions de fortes fluctuations de température ambiante, doit être pris avec un petit TKE.

Le capteur est installé sous la plateforme des toilettes sur laquelle il est installé citerne dans un endroit où, en cas de fuite du réservoir, l'eau ne peut pas pénétrer. Le corps du capteur est collé aux toilettes à l'aide de ruban adhésif double face.

Le capteur d'antenne du capteur capacitif est un morceau de cuivre fil toronné 35 cm de long isolés avec du plastique fluoré, collés avec du ruban adhésif transparent sur la paroi extérieure de la cuvette des toilettes à un centimètre sous le plan des verres. Le capteur est bien visible sur la photo.

Pour régler la sensibilité du capteur tactile, après l'avoir installé sur les toilettes, modifiez la résistance de réglage R3 pour que la LED HL2 s'éteigne. Ensuite, placez votre main sur l'abattant des toilettes au dessus de l'emplacement du capteur, la LED HL2 doit s'allumer, si vous retirez votre main, elle doit s'éteindre. Depuis la cuisse humaine en masse plus de mains, puis pendant le fonctionnement, le capteur tactile, après un tel réglage, sera garanti de fonctionner.

Conception et détails du commutateur tactile capacitif

Le circuit de commutation tactile capacitif comporte plus de pièces et un boîtier plus grand était nécessaire pour les accueillir, et pour des raisons esthétiques, l'apparence du boîtier dans lequel était placé le capteur de présence n'était pas très adaptée à une installation dans un endroit visible. La prise murale RJ-11 pour brancher un téléphone a attiré l'attention. C'était la bonne taille et avait l'air bien. Après avoir retiré tout ce qui est inutile de la prise, j'y ai placé un circuit imprimé pour un interrupteur tactile capacitif.

Pour sécuriser circuit imprimé Un support court a été installé à la base du boîtier et un circuit imprimé avec des pièces d'interrupteur tactile y a été vissé à l'aide d'une vis.

Le capteur capacitif a été réalisé en collant une feuille de laiton au bas du cache de la prise avec de la colle Moment, après avoir préalablement découpé une fenêtre pour les LED qui s'y trouvent. Lors de la fermeture du couvercle, le ressort (extrait d'un briquet en silicium) entre en contact avec la feuille de laiton et assure ainsi le contact électrique entre le circuit et le capteur.

L'interrupteur tactile capacitif est monté au mur à l'aide d'une vis autotaraudeuse. A cet effet, un trou est prévu dans le boîtier. Ensuite, la carte et le connecteur sont installés et le couvercle est sécurisé avec des loquets.

La mise en place d'un interrupteur capacitif n'est pratiquement pas différente de la mise en place du capteur de présence décrit ci-dessus. Pour configurer, vous devez appliquer la tension d'alimentation et régler la résistance pour que la LED HL2 s'allume lorsqu'une main est amenée vers le capteur, et s'éteigne lorsqu'elle est retirée. Ensuite, vous devez activer le capteur tactile et déplacer et retirer votre main vers le capteur de commutation. La LED HL2 doit clignoter et la LED rouge HL3 doit s'allumer. Lorsque la main est retirée, la LED rouge doit rester allumée. Lorsque vous levez à nouveau la main ou éloignez votre corps du capteur, la LED HL3 doit s'éteindre, c'est-à-dire couper l'alimentation en eau du bidet.

PCB universel

Les capteurs capacitifs présentés ci-dessus sont assemblés sur des circuits imprimés, légèrement différents du circuit imprimé présenté sur la photo ci-dessous. Cela est dû à la combinaison des deux circuits imprimés en un seul universel. Si vous assemblez un interrupteur tactile, il vous suffit de couper la piste numéro 2. Si vous assemblez un capteur de présence tactile, alors la piste numéro 1 est supprimée et tous les éléments ne sont pas installés.

Les éléments nécessaires au fonctionnement de l'interrupteur tactile, mais gênant le fonctionnement du capteur de présence, R4, C5, R6, C6, HL2 et R4, ne sont pas installés. Au lieu de R4 et C6, les cavaliers sont soudés. La chaîne R4, C5 peut être laissée. Cela n'affectera pas le travail.

Vous trouverez ci-dessous un dessin d'une carte de circuit imprimé à moleter en utilisant la méthode thermique d'application de pistes sur une feuille.

Il suffit d'imprimer le dessin sur du papier glacé ou du papier calque et le gabarit est prêt à réaliser un circuit imprimé.

Le fonctionnement sans problème des capteurs capacitifs du système de commande tactile pour l'alimentation en eau d'un bidet a été confirmé dans la pratique sur trois années de fonctionnement continu. Aucun dysfonctionnement n'a été enregistré.

Cependant, je tiens à noter que le circuit est sensible aux puissants bruits impulsionnels. J'ai reçu un e-mail demandant de l'aide pour le configurer. Il s'est avéré que lors du débogage du circuit, il y avait un fer à souder avec un contrôleur de température à thyristor à proximité. Après avoir éteint le fer à souder, le circuit a commencé à fonctionner.

Il y a eu un autre cas similaire. Le capteur capacitif a été installé dans une lampe connectée à la même prise que le réfrigérateur. Lorsqu'elle était allumée, la lumière s'allumait et lorsqu'elle s'éteignait à nouveau. Le problème a été résolu en connectant la lampe à une autre prise.

J'ai reçu une lettre concernant l'utilisation réussie du circuit de capteur capacitif décrit pour réguler le niveau d'eau dans un réservoir de stockage en plastique. Dans les parties inférieure et supérieure, il y avait un capteur collé avec du silicone, qui contrôlait l'allumage et l'arrêt de la pompe électrique.

Parmi la grande variété de conceptions capacitives, il peut parfois être difficile de choisir l'option de capteur capacitif la plus adaptée à un cas donné. Dans de nombreuses publications sur le thème des dispositifs capacitifs, la portée et traits distinctifs Les conceptions proposées sont décrites très brièvement et le radioamateur ne peut souvent pas comprendre quel circuit de dispositif capacitif doit être préféré pour la répétition.

Cet article décrit différents types des capteurs capacitifs, leurs caractéristiques comparatives et des recommandations pour l'utilisation pratique la plus rationnelle de chaque type spécifique de structures capacitives sont donnés.

Comme on le sait, les capteurs capacitifs sont capables de réagir à n'importe quel objet et, en même temps, leur distance de réponse ne dépend pas de propriétés de la surface de l'objet qui s'approche, comme, par exemple, s'il fait chaud ou froid ( contrairement aux capteurs infrarouges), ainsi que s'il est dur ou mou (contrairement aux capteurs de mouvement à ultrasons). De plus, les capteurs capacitifs peuvent détecter des objets à travers diverses « barrières » opaques, par exemple les murs des bâtiments, les clôtures massives, les portes, etc. De tels capteurs peuvent être utilisés aussi bien à des fins de sécurité qu'à des fins domestiques, par exemple pour allumer l'éclairage en entrant dans une pièce ; pour l'ouverture automatique de la porte ; dans les alarmes de niveau de liquide, etc.
Il existe plusieurs types de capteurs capacitifs.

1. Capteurs sur condensateurs.
Dans les capteurs de ce type, le signal de réponse est généré à l'aide de circuits à condensateur et des conceptions similaires peuvent être divisées en plusieurs groupes.
Les plus simples d'entre eux sont circuits basés sur des diviseurs capacitifs.

Dans de tels dispositifs, par exemple, l'antenne du capteur est connectée à la sortie du générateur de travail via un condensateur d'isolation. petite capacité, dans ce cas, au point de connexion de l'antenne et du condensateur ci-dessus, il se forme un potentiel de fonctionnement dont le niveau dépend de la capacité de l'antenne, tandis que l'antenne-capteur et le condensateur de séparation forment un diviseur capacitif et lorsque tout objet s'approche de l'antenne, le potentiel au point de sa connexion avec un condensateur de séparation – il descend, ce qui est un signal pour déclencher l'appareil.

Il y a aussidiagrammes surGénérateurs RC.Dans ces conceptions, par exemple, pour générer un signal de réponse, on utilise un générateur RC dont l'élément de réglage de fréquence est une antenne-capteur dont la capacité change (augmente) lorsqu'un objet s'en approche. Le signal spécifié par la capacité de l'antenne du capteur est ensuite comparé au signal de référence provenant de la sortie du deuxième générateur (de référence).

Capteurs sur condensateurs déployés.Dans de tels dispositifs, par exemple, deux plaques métalliques plates placées dans le même plan sont utilisées comme antenne-capteur. Ces plaques sont les plaques d'un condensateur déplié et lorsque des objets s'approchent, la constante diélectrique du milieu entre les plaques change et, en conséquence, la capacité du condensateur ci-dessus augmente, ce qui est un signal pour déclencher le capteur.
On connaît également des appareils, par exemple, dans lesquels ils utilisent un procédé pour comparer la capacité d'une antenne avec la capacité d'un condensateur exemplaire (de référence)(Lien Rospatent).

En même temps, trait caractéristique capteurs capacitifs sur condensateurs est leur faible immunité au bruit - les entrées de tels appareils ne contiennent pas d'éléments capables de supprimer efficacement les influences étrangères. Divers capteurs et interférences radio reçus par l'antenne créent une grande quantité de bruit et d'interférences à l'entrée de l'appareil, rendant ces conceptions insensibles aux signaux faibles. Pour cette raison, la portée de détection d'objets des capteurs à condensateur est petite ; par exemple, ils détectent l'approche d'une personne à une distance ne dépassant pas 10 à 15 cm.
Dans le même temps, de tels dispositifs peuvent être de conception très simple (par exemple) et il n'est pas nécessaire d'utiliser des pièces d'enroulement - bobines, circuits, etc., ce qui rend ces conceptions assez pratiques et technologiquement avancées à fabriquer.

Champ d'application capteurs capacitifs sur condensateurs.
Ces appareils peuvent être utilisés là où une sensibilité élevée et une immunité au bruit ne sont pas requises, par exemple dans les détecteurs de contact métallique. objets, capteurs de niveau de liquide, etc., ainsi que pour les radioamateurs débutants se familiarisant avec la technologie capacitive.

2. Capteurs capacitifs sur circuit LC à réglage de fréquence.
Les appareils de ce type sont moins sensibles aux interférences radio et aux interférences que les capteurs à condensateur.
L'antenne du capteur (généralement une plaque métallique) est connectée (soit directement, soit via un condensateur d'une capacité de plusieurs dizaines de pF) au circuit LC de réglage de fréquence du générateur RF. Lorsqu'un objet s'approche, la capacité de l'antenne change (augmente) et, par conséquent, la capacité du circuit LC. En conséquence, la fréquence du générateur change (diminue) et le fonctionnement se produit.

Particularités capteurs capacitifs de ce type.
1) Le circuit LC auquel est fixé l'antenne-capteur fait partie du générateur, de sorte que les interférences et les interférences radio affectant l'antenne affectent également son fonctionnement : à travers des éléments de rétroaction positive, les signaux d'interférence (en particulier les impulsions) s'échappent vers l'entrée de l'élément actif du générateur et y sont amplifiés, formant des bruits parasites à la sortie de l'appareil, réduisant la sensibilité de la structure aux signaux faibles et créant un risque de fausses alarmes.
2) Le circuit LC, fonctionnant comme élément de réglage de fréquence du générateur, est fortement chargé et a un facteur de qualité réduit, ce qui réduit les propriétés sélectives du circuit et sa capacité à modifier son accord lorsque l'antenne les changements de capacité sont détériorés, ce qui réduit encore la sensibilité de la conception.
Les caractéristiques mentionnées ci-dessus des capteurs sur le circuit LC de réglage de fréquence limitent leur immunité au bruit et leur portée de détection d'objets ; par exemple, la distance de détection humaine avec des capteurs de ce type est généralement de 20 à 30 cm ;

Il existe plusieurs variétés et modifications de capteurs capacitifs avec un circuit LC de réglage de fréquence.

1) Capteurs avec résonateur à quartz.
Dans de tels dispositifs, par exemple, afin d'augmenter la sensibilité et la stabilité de la fréquence du générateur, sont introduits : un résonateur à quartz et un transformateur RF différentiel dont l'enroulement primaire est un élément du circuit de réglage de fréquence du générateur, et ses deux enroulements secondaires (identiques) sont des éléments du pont de mesure auquel est connectée une antenne-capteur connectée en série avec un résonateur à quartz, et lorsqu'un objet s'approche de l'antenne, un signal de réponse est généré.
La sensibilité de telles conceptions est plus élevée que celle des capteurs conventionnels sur un circuit LC à réglage de fréquence, cependant, elles nécessitent la fabrication d'un transformateur HF différentiel (dans la conception ci-dessus, ses enroulements sont placés sur un anneau de taille standard K10 × 6 × 2 en ferrite M3000NM, en même temps, pour augmenter le facteur de qualité, un espace de 0,9...1,1 mm de large est découpé dans l'anneau.

2) Capteurs avec aspirationCircuit LC.
Ces conceptions, par exemple, sont des dispositifs capacitifs dans lesquels, afin d'augmenter la sensibilité, un circuit LC supplémentaire (appelé aspiration) est introduit, couplé inductivement au circuit de réglage de fréquence du générateur et accordé en résonance avec ce circuit.
L'antenne du capteur, dans ce cas, n'est pas connectée au circuit de réglage de fréquence, mais au circuit d'aspiration LC mentionné ci-dessus, qui comprend un condensateur de faible capacité et un solénoïde dont l'inductance est augmentée en conséquence. Parce que Le condensateur de boucle, dans ce cas, doit être petit - au niveau M33 - M75.
En raison de la petite capacité de ce circuit, la capacité de l'antenne du capteur lui devient comparable, grâce à quoi les changements dans la capacité de l'antenne ont un impact significatif sur le réglage du circuit LC d'aspiration ci-dessus, tandis que l'amplitude des oscillations de la fréquence -circuit de réglage du générateur et , respectivement, est le niveau du signal RF à sa sortie.

On peut également noter que dans de telles conceptions, la connexion entre l'antenne et le circuit de réglage de fréquence du générateur n'est pas directe, mais inductive, de sorte que les influences météorologiques et climatiques sur l'antenne ne peuvent pas avoir d'effet direct sur le fonctionnement du élément actif du générateur (transistor ou ampli-op), qui constitue une propriété positive de telles structures.
Comme dans le cas des capteurs basés sur un résonateur à quartz, l'augmentation de la sensibilité des dispositifs capacitifs dotés d'un circuit LC d'aspiration est obtenue grâce à une certaine complication de la conception - dans ce cas, il est nécessaire de fabriquer un circuit LC supplémentaire, comprenant un inducteur. avec un nombre de tours deux fois plus grand (en - 100 tours) par rapport à la bobine du circuit LC de réglage de fréquence.

3) Certains capteurs capacitifs utilisent une méthode telle queaugmenter la taille de l'antenne du capteur. Dans le même temps, ces structures augmentent également leur sensibilité aux interférences électromagnétiques et radioélectriques ; pour cette raison, ainsi qu'en raison de l'encombrement de tels appareils (par exemple, treillis métallique 0,5 × 0,5 M), il est conseillé d'utiliser ces conceptions en dehors de la ville - dans des endroits à faible fond électromagnétique et, de préférence, à l'extérieur des locaux d'habitation - afin qu'il n'y ait aucune interférence des fils réseau.
Les appareils dotés de capteurs de grande taille sont mieux utilisés dans les zones rurales à des fins de sécurité. parcelles de jardin et les installations de terrain.

Champ d'application capteurs avec un circuit LC de réglage de fréquence.
De tels appareils peuvent être utilisés à diverses fins domestiques (allumer les lumières, etc.), ainsi que pour détecter des objets dans des endroits dotés d'un environnement électromagnétique calme, par exemple dans sous-sols(situés sous le niveau du sol), ainsi qu'en dehors de la ville (en zone rurale - en l'absence d'interférences radio - des capteurs de ce type peuvent détecter, par exemple, l'approche d'une personne à une distance allant jusqu'à plusieurs dizaines de cm ).
En milieu urbain, il est conseillé d'utiliser ces conceptions soit comme capteurs pour toucher des objets métalliques, soit dans le cadre de dispositifs d'alarme qui, en cas de fausses alarmes, ne causent pas de grands désagréments aux autres, par exemple dans les dispositifs comprenant un flux lumineux dissuasif et un signal sonore faible.

3. Capteurs capacitifs différentiels(appareils sur transformateurs différentiels).
De tels capteurs, par exemple, diffèrent des conceptions décrites ci-dessus en ce qu'ils comportent non pas une, mais deux antennes de capteur, ce qui permet de supprimer (compensation mutuelle) les influences météorologiques et climatiques (température, humidité, neige, gel, pluie, etc. ).
Dans ce cas, pour détecter l'approche d'objets vers l'une des antennes du dispositif capacitif, un pont LC de mesure symétrique est utilisé, qui répond aux changements de capacité entre le fil commun et l'antenne.

Ces appareils fonctionnent comme suit.
Les éléments sensibles du capteur - les antennes - sont connectés aux entrées de mesure du pont LC, et la tension RF nécessaire à l'alimentation du pont est générée dans un transformateur différentiel dont l'enroulement primaire est alimenté par un signal d'alimentation RF provenant du sortie du générateur RF (dans - par souci de simplicité, - la bobine du circuit de réglage de fréquence du générateur est également l'enroulement primaire du transformateur différentiel).
Le transformateur de conception différentielle contient deux enroulements secondaires identiques, aux extrémités opposées desquels une tension RF alternative antiphase est générée pour alimenter le pont LC.
Dans ce cas, à la sortie du pont, il n'y a pas de tension RF car les signaux RF à sa sortie seront égaux en amplitude et de signe opposé, grâce à quoi leur compensation et leur suppression mutuelles se produiront (dans le pont LC de mesure, les courants de fonctionnement se rapprochent et se compensent mutuellement en sortie).
Dans son état initial, il n'y a pas de signal à la sortie du pont de mesure LC ; si un objet s'approche de l'une des antennes, la capacité de l'un ou l'autre bras du pont de mesure augmente, provoquant ainsi un déséquilibre dans son équilibrage. dont la compensation mutuelle des signaux RF du générateur devient incomplète et un signal de déclenchement du dispositif apparaît en sortie du pont LC.

De plus, si la capacité augmente (ou diminue) pour les deux antennes à la fois, alors le fonctionnement ne se produit pas car dans ce cas, l'équilibrage du pont LC n'est pas perturbé et les signaux RF circulant dans le circuit en pont LC conservent toujours la même amplitude et des signes opposés.

Grâce à la propriété ci-dessus, les dispositifs basés sur des transformateurs différentiels, ainsi que les capteurs à condensateur différentiel décrits ci-dessus, résistent aux intempéries et aux fluctuations climatiques car ils affectent les deux antennes de la même manière, puis s'annulent et sont supprimés. Dans ce cas, les interférences et les interférences radio ne sont pas supprimées, seules les influences météorologiques et climatiques sont éliminées. Par conséquent, les capteurs différentiels, comme les capteurs du circuit LC de réglage de fréquence, subissent périodiquement de fausses alarmes.
Les antennes doivent être positionnées de manière à ce que lorsqu'un objet s'approche, l'impact sur l'une d'elles soit plus important que sur l'autre.

Caractéristiques des capteurs différentiels.
La plage de détection de ces appareils est légèrement supérieure à celle des capteurs sur un circuit LC à réglage de fréquence, mais les capteurs différentiels sont de conception plus complexe et ont une consommation de courant accrue en raison des pertes dans le transformateur, dont l'efficacité est limitée. De plus, de tels dispositifs présentent une zone de sensibilité réduite entre les antennes.

Champ d'application.
Les capteurs sur un transformateur différentiel sont destinés à être utilisés dans des conditions extérieures. Ces dispositifs peuvent être utilisés au même endroit que les capteurs du circuit LC de réglage de fréquence, la seule différence étant que pour installer un capteur différentiel, il faut de la place pour une deuxième antenne.

4. Capteurs capacitifs résonants(Brevet RF n° 2419159 ; lien Rospatent).
Dispositifs capacitifs très sensibles - le signal de réponse dans ces conceptions est généré dans le circuit LC d'entrée, qui est dans un état partiellement désaccordé par rapport au signal du générateur RF en fonctionnement, auquel le circuit est connecté via un petit condensateur (un élément de résistance dans le circuit).
Le principe de fonctionnement de telles structures comporte deux éléments : le premier est un circuit LC configuré de manière appropriée et le second est un élément de résistance à travers lequel le circuit LC est connecté à la sortie du générateur.

En raison du fait que le circuit LC est dans un état de résonance partielle (à la pente de la caractéristique), sa résistance dans le circuit du signal RF dépend fortement de la capacité - à la fois la sienne et celle de l'antenne du capteur qui y est attachée. . En conséquence, lorsqu'un objet s'approche de l'antenne, la tension RF sur le circuit LC modifie considérablement son amplitude, ce qui constitue un signal permettant de déclencher l'appareil.

Dans le même temps, le circuit LC ne perd pas ses propriétés sélectives et supprime efficacement (shunt vers le corps) les influences étrangères provenant de l'antenne du capteur - interférences et interférences radio, fournissant haut niveau immunité au bruit de la conception.

Dans les capteurs capacitifs résonants, le signal de fonctionnement de la sortie du générateur RF doit être fourni au circuit LC à travers une certaine résistance dont la valeur doit être comparable à la résistance du circuit LC à la fréquence de fonctionnement, sinon, lorsque des objets s'approchent l'antenne du capteur, la tension de fonctionnement du circuit LC répondra très faiblement aux changements de résistance du circuit LC dans le circuit (la tension RF du circuit répétera simplement la tension de sortie du générateur).

Il peut sembler qu’un circuit LC en état de résonance partielle soit instable et trop affecté par les changements de température. En réalité, - à condition d'utiliser un condensateur de boucle de petite valeur, c'est-à-dire (M33 – M75) - le circuit est assez stable, y compris lorsque le dispositif capacitif fonctionne en extérieur. Par exemple, lorsque la température passe de +25 à -12 degrés. La tension RF sur le circuit LC ne change pas de plus de 6 %.

De plus, dans les conceptions capacitives résonantes, l'antenne est connectée au circuit LC via un petit condensateur (il n'est pas nécessaire d'utiliser un couplage fort dans de tels dispositifs), grâce à quoi les influences météorologiques sur l'antenne du capteur ne perturbent pas le fonctionnement du Le circuit LC et sa tension RF de fonctionnement restent pratiquement inchangés même sous la pluie.
En termes de portée, les capteurs capacitifs résonants sont nettement (parfois plusieurs fois) supérieurs aux dispositifs basés sur des circuits LC de réglage de fréquence et des transformateurs différentiels, détectant l'approche d'une personne à une distance dépassant largement 1 mètre.

Malgré tout cela, des conceptions très sensibles utilisant le principe de fonctionnement résonant ne sont apparues que récemment - la première publication sur ce sujet est l'article «Relais capacitif» (magazine «Radio» 2010/5, pp. 38, 39); En plus, Informations Complémentaires sur les dispositifs capacitifs résonants et leurs modifications est également disponible sur le site Web de l'auteur de l'article ci-dessus : http://sv6502.narod.ru/index.html.

Caractéristiques des capteurs capacitifs résonants.
1) Lors de la fabrication d'un capteur résonnant destiné à fonctionner dans des conditions extérieures, un contrôle obligatoire de la stabilité thermique du nœud d'entrée est requis, pour lequel le potentiel à la sortie du détecteur est mesuré à différentes températures (pour cela, vous pouvez utiliser un réfrigérateur congélateur), le détecteur doit être thermiquement stable (sur transistor à effet de champ).
2) Dans les capteurs capacitifs résonants, la connexion entre l'antenne et le générateur RF est faible et donc l'émission d'interférences radio dans l'air pour de telles conceptions est très insignifiante - plusieurs fois moindre par rapport à d'autres types de dispositifs capacitifs.

Champ d'application.
Les capteurs capacitifs résonants peuvent être utilisés efficacement non seulement en milieu rural et sur le terrain, mais également en milieu urbain, tout en évitant de placer les capteurs à proximité de sources puissantes de signaux radio (stations de radio, centres de télévision, etc.), sinon les dispositifs capacitifs résonants subiront également de faux déclenchement.
Les capteurs résonants peuvent également être installés à proximité d'autres appareils électroniques - en raison du faible niveau d'émission de signaux radio et de l'immunité élevée au bruit, les conceptions capacitives résonantes ont une compatibilité électromagnétique accrue avec d'autres appareils.

Nechaev Ier. "Relais capacitif", revue. "Radio" 1988/1, p.33.
Ershov M.. "Capteur capacitif", revue. "Radio" 2004/3, pages 41, 42.
Moskvin A. "Capteurs capacitifs sans contact", revue. "Radio" 2002/10,
p. 38, 39.
Galkov A., Khomutov O., Yakunin A.. "Adaptatif capacitif système de sécurité« Brevet RF n° 2297671 (C2), de priorité du 23 juin 2005 – Bulletin « Inventions. Modèles d'utilité", 2007, n° 11.
Savtchenko V., Gribova L."Capteur capacitif sans contact à quartz
résonateur", journal. "Radio" 2010/11, p. 27, 28.
"Relais capacitif" - journal. "Radio" 1967/9, p. 61 (section des émissions étrangères
structures).
Rubtsov V."Dispositif d'alarme de sécurité", journal. "Radio-Amateur" 1992/8, p.
Gluzman Ier. "Relais de présence", journal. "Concepteur de modèles" 1981/1,
p. 41, 42).

Capteurs de mouvement - incroyable chose pratique, qui permet de contrôler les lumières de la pièce ou de contrôler l'ouverture et la fermeture des portes, et peut également vous avertir des invités indésirables. Dans cet article, nous vous expliquerons comment fabriquer un capteur de mouvement de vos propres mains à la maison et examiner la zone. application possible données de l'appareil.

En bref sur les capteurs

L'un des plus types simples capteurs - fin de course ou bouton de réarmement automatique (sans fixation).

Il s'installe près de la porte et réagit à son ouverture et sa fermeture. À l'aide d'un circuit simple, cet appareil allume la lumière du réfrigérateur. Il peut être équipé d'un débarras ou d'un vestibule de couloir, d'une porte à l'entrée, d'une salle de garde Rétroéclairage LED, utiliser ce commutateur comme une alarme qui vous avertira de l'ouverture ou de la fermeture d'une porte. Les inconvénients de la conception peuvent être des difficultés d'installation et parfois une apparence non présentable.

Des dispositifs basés sur des aimants sont visibles sur les portes et fenêtres des objets protégés. Leur principe de fonctionnement est très similaire à celui d’un bouton. Un interrupteur à lames peut ouvrir ou connecter des contacts lorsqu'un aimant conventionnel y est amené. Ainsi, l'interrupteur à lames lui-même est installé sur l'embrasure de la porte et l'aimant est accroché à la porte. Cette conception a l'air soignée et est utilisée plus souvent qu'un bouton ordinaire. Manque d'appareils pour des applications hautement spécialisées. Ils ne conviennent pas à la surveillance de zones ouvertes, de places et de passages.

Pour les passages ouverts, il existe des dispositifs qui répondent aux changements de environnement. Il s'agit notamment de relais photo, capacitifs (capteurs de champ), thermiques (PIR), sonores. Pour enregistrer l'intersection d'une certaine zone, contrôler un obstacle ou la présence de mouvement d'un objet dans la zone de chevauchement, des dispositifs d'écho photo ou sonore sont utilisés.

Le principe de fonctionnement de tels capteurs repose sur la formation d'une impulsion et son enregistrement après réflexion sur un objet. Lorsqu'un objet pénètre dans une telle zone, la caractéristique du signal réfléchi change et le détecteur génère un signal de contrôle en sortie.

Pour plus de clarté, un schéma de principe du fonctionnement d'un relais photo et d'un relais sonore est présenté :

Les LED infrarouges sont utilisées comme dispositif de transmission dans les capteurs optiques et les phototransistors sont utilisés comme récepteur. Les capteurs sonores fonctionnent dans la gamme des ultrasons, leur fonctionnement semble donc silencieux à nos oreilles, mais chacun d'eux contient un petit émetteur et un petit capteur.

Par exemple, il est génial d’équiper un miroir rétroéclairé d’un détecteur de mouvement. L'éclairage ne s'allumera qu'au moment où une personne se trouvera directement à côté. Vous ne voulez pas en fabriquer un vous-même ?

Schémas de montage

Micro-ondes

Pour le contrôle espaces ouverts et surveillant la présence d'objets dans la zone souhaitée, il y a un relais capacitif. Principe de fonctionnement de cet appareil consiste à mesurer la quantité d’absorption des ondes radio. Tout le monde a observé ou participé à cet effet lorsque, à l'approche d'un récepteur radio en état de marche, la fréquence sur laquelle il fonctionne se perd et des interférences apparaissent.

Parlons de la façon de fabriquer un capteur de mouvement de type micro-ondes. Le cœur de ce détecteur est un générateur radio micro-ondes et une antenne spéciale.

Sur ce diagramme schématique présente un moyen simple de fabriquer un capteur de mouvement à micro-ondes. Le transistor VT1 est un générateur haute fréquence et également un récepteur radio. La diode détectrice redresse la tension en appliquant une polarisation à la base du transistor VT2. Les enroulements du transformateur T1 sont accordés sur différentes fréquences. A l'état initial, lorsque l'antenne n'est pas affectée par une capacité externe, les amplitudes des signaux se compensent mutuellement et il n'y a pas de tension sur le détecteur VD1. Lorsque la fréquence change, leurs amplitudes sont additionnées et détectées par une diode. Le transistor VT2 commence à s'ouvrir. En tant que comparateur pour un traitement clair des états « marche » et « arrêt », le thyristor VS1 est utilisé, qui contrôle un relais de puissance 12 volts.

Vous trouverez ci-dessous un schéma efficace d'un relais de présence utilisant les composants disponibles, qui vous aidera à assembler un détecteur de mouvement de vos propres mains ou sera simplement utile pour vous familiariser avec l'appareil.

Thermique

L'IR thermique (PIR) est le capteur le plus courant dans le secteur des entreprises. Cela s'explique par des composants bon marché, un schéma d'assemblage simple, l'absence de réglages complexes supplémentaires et une large plage de température de fonctionnement.

L'appareil fini peut être acheté dans n'importe quel magasin d'électroménager. Ce capteur est souvent équipé de lampes, de dispositifs d'alarme et d'autres contrôleurs. Cependant, nous allons maintenant vous expliquer comment fabriquer un capteur de mouvement thermique à la maison. Schéma simple pour répéter ça ressemble à ça :

Un capteur thermique spécial B1 et un élément photo VD1 constituent un complexe de contrôle automatisé de l'éclairage. L'appareil ne commence à fonctionner qu'après le crépuscule ; le seuil de réponse peut être réglé avec la résistance R2. Le capteur connecte la charge lorsqu'une personne en mouvement entre dans la zone de contrôle. L'heure de la minuterie d'arrêt intégrée peut être réglée à l'aide du régulateur R5.

Module fait maison pour Arduino

Un capteur peu coûteux peut être fabriqué à partir de cartes spéciales prêtes à l'emploi pour un concepteur radio. De cette façon, vous pouvez obtenir un appareil assez miniature. Pour l'assemblage, nous aurons besoin d'un module de capteur de mouvement pour les microcontrôleurs Arduino et d'un module de relais monocanal.

Chaque carte possède un connecteur à trois broches, VCC +5 volts, GND -5 volts, une sortie OUT sur le détecteur et une entrée IN sur la carte relais. Afin de fabriquer un appareil de vos propres mains, vous devez fournir 5 volts (plus et moins) aux cartes à partir d'une source d'alimentation, par exemple à partir d'un chargeur de téléphone, et les connecter ensemble. Les connexions peuvent être réalisées à l'aide de connecteurs, mais il sera plus sûr de tout souder. Vous pouvez suivre le schéma ci-dessous. En règle générale, un transistor miniature est déjà intégré au module relais, il n'est donc pas nécessaire de l'installer en plus.

Lorsqu'une personne bouge, le module envoie un signal au relais et celui-ci s'ouvre. Notez qu'il existe des relais de niveau haut et bas. Il doit être sélectionné en fonction du signal que le capteur produit en sortie. Le détecteur fini peut être placé dans le boîtier et masqué à l'endroit souhaité. De plus, nous vous recommandons de regarder des vidéos montrant clairement les instructions de montage. capteurs faits maison mouvements à la maison. Si vous avez encore des questions, vous pouvez toujours les poser dans les commentaires.

À quelles astuces les propriétaires ont-ils recours pour protéger leur propriété ! En partant des cadenas les plus simples de la taille de bonne brique(dans le Nord, ils utilisaient même... des pièges à loups !) aux systèmes d'alarme modernes dotés d'une électronique sophistiquée. La sécurité électronique repose souvent sur le fait que le criminel se trahira d'une manière ou d'une autre et enverra des informations sur son apparence. Il peut s'agir d'un bruit de pas : les « oreilles » électroniques réagiront instantanément et donneront un signal de danger. Il existe des systèmes de sécurité qui répondent aux rayonnements humains, dont la composition spectrale diffère fortement du fond principal. Mais le criminel ne dort pas, essayant de passer inaperçu tout en commettant ses sales actions - des combinaisons de camouflage spéciales et toutes sortes d'appareils ingénieux apparaissent.

En attendant, il y a absolument système fiable protection. Elle est partante champ physique une personne pour qui la nature elle-même exclut la possibilité de tout obstacle. Il s’agit du champ gravitationnel que possède tout objet ayant une masse. La gravité est la gravitation (attraction), l’interaction universelle entre tout type de matière physique (matière ordinaire, tout champ physique), comme le dit la troisième loi d’Isaac Newton.

Ce principe était à la base du dispositif du célèbre inventeur Sh. Lifshitz. Les forces gravitationnelles sont négligeables. Disons attirance mutuelle entre deux corps situés à une distance d'un mètre l'un de l'autre et ayant chacun une masse d'une tonne, n'est que d'environ 0,006 g. Ils ne peuvent être observés qu'à l'aide d'appareils volumineux utilisés uniquement dans les planétariums. L'appareil de S. Lifshitz est petit, compact, extrêmement simple à fabriquer et ingénieux, comme tout ce qui est ingénieux. Sa base est un récipient transparent collé en plexiglas. À l’intérieur, il y a une cloison qui le divise symétriquement sur la moitié de la hauteur et sort. Deux tubes d'une section de 1 mètre carré sont montés de part et d'autre de la cloison. mm. Sur les côtés du récipient se trouvent deux tubes courts avec robinets. Toutes les connexions de l'appareil sont scellées.

Le navire est posé sur une table ou sur une plateforme fixe. Une goutte de liquide coloré est introduite dans les petits tubes. Les deux gouttes doivent être au même niveau. Après cela, le récipient est rempli d'eau à travers des tubes courts jusqu'à un niveau auquel la partie inférieure de la cloison est complètement immergée dans le liquide et une couche d'air de 2 à 3 mm reste devant le couvercle du récipient. Les robinets sont fermés et l'appareil est prêt à l'emploi. Si maintenant une personne s'approche d'une de ses extrémités, une partie du liquide est sous l'influence force gravitationnelle d'une moitié du navire passera à l'autre - à celle dont il s'est approché. Et puisque le mouvement du liquide dans les parties séparées du récipient est associé au mouvement entrefer, alors les gouttes colorées dans les petits tubes bougeront également. Retirer une personne de l'appareil provoquera l'effet inverse : un déplacement inverse des gouttelettes. Il y a une démonstration de l'effet de la gravité.

Si vous apportez un poids à l'appareil, la goutte dans le capillaire gauche augmentera et dans celui de droite elle tombera

Maintenant, pouvez-vous deviner où nous voulons en venir ? Il nous suffit d'améliorer légèrement notre appareil pour qu'il émette automatiquement un signal lorsqu'une personne s'en approche. Il existe de nombreuses options ici. Des gouttelettes teintées en mouvement peuvent bloquer le faisceau de lumière et provoquer le déclenchement de la cellule photoélectrique et l'activation de la sirène.

Regardez la photo et vous comprendrez mieux le mécanisme d'action d'un tel garde. L'appareil fonctionne s'il est sécurisé derrière une porte blindée ou derrière un épais mur de béton- il n'y a aucun obstacle à la gravité. En d'autres termes, semblable dispositif de sécurité le plus fiable.

Un tel appareil émettra automatiquement un signal lorsqu'une personne s'en approchera.

Aujourd’hui, vous ne surprendrez personne avec des objectifs et une efficacité différents. appareils électroniques des avertissements préventifs qui avertissent les personnes ou activent l'alarme de sécurité bien avant le contact direct d'un invité indésirable avec une limite protégée (territoire). Beaucoup de ces nœuds décrits dans la littérature, par exemple dans, de l'avis de l'auteur, sont intéressants, mais compliqués.

Contrairement à eux, un simple circuit électronique capteur capacitif sans contact (Fig. 2.2), que même un radioamateur novice peut assembler. L'appareil a une sensibilité d'entrée élevée, ce qui lui permet d'être utilisé pour avertir d'une personne s'approchant du capteur E1.

Le principe de fonctionnement de l'appareil repose sur la modification de la capacité entre le capteur-antenne E1 et la « masse » (fil commun : tout ce qui correspond à la boucle de masse - en l'occurrence le sol et les murs de la pièce). Lorsqu'une personne s'approche, cette capacité change de manière significative, ce qui est suffisant pour déclencher le microcircuit K561TL1.

Riz. 2.2. Schéma électrique capteur capacitif sans contact

La conception est basée sur deux éléments du microcircuit K561TL1 (DD1), connectés en inverseurs. Ce microcircuit contient quatre élément du même type avec fonction 2I-NOT avec déclencheurs Schmitt avec hystérésis (retard) en entrée et inversion en sortie.

L'utilisation du microcircuit K561TL1 est due à une faible consommation de courant, une immunité élevée au bruit (jusqu'à 45 % du niveau de tension d'alimentation), un fonctionnement dans une large plage de tension d'alimentation (dans la plage de 3 à 15 V), une protection d'entrée contre l'électricité statique et l'excès à court terme des niveaux d'entrée, et bien d'autres avantages qui permettent à la puce d'être largement utilisée dans les conceptions de radioamateur sans nécessiter de précautions ni de protection particulières.

De plus, le microcircuit K561TL1 vous permet de connecter ses éléments logiques indépendants en parallèle, en tant qu'éléments tampons, ce qui entraîne une augmentation proportionnelle de la puissance du signal de sortie. Les déclencheurs Schmitt sont des circuits bistables qui peuvent fonctionner avec des signaux d'entrée augmentant lentement, y compris ceux contenant du bruit. Dans le même temps, les bords tranchants des impulsions qui fournissent la sortie peuvent être transmis aux nœuds suivants du circuit pour être couplés à d'autres éléments clés et microcircuits. Le microcircuit K561TL (ainsi que le K561TL2) peut sélectionner un signal de commande (y compris numérique) pour d'autres appareils à partir d'une impulsion d'entrée analogique ou floue.

L'analogue étranger du K561TL1 est le CD4093B.

Le schéma de raccordement de l'onduleur est classique, il est décrit dans des publications de référence. La particularité du développement présenté réside dans ses nuances de conception. Après la mise sous tension, un état indéfini proche d'un niveau logique bas est présent à l'entrée de l'élément DD1.1. La sortie DD1.1 est haute, la sortie DD1.2 est à nouveau basse. Le transistor VT1 est fermé. La capsule piézoélectrique HAI (à générateur interne 34) n'est pas active.

Une antenne est connectée au capteur E1 - une antenne télescopique de voiture fera l'affaire. Lorsqu'une personne se trouve à proximité de l'antenne, la capacité entre la broche de l'antenne et le sol change. Cela fait passer les éléments DD1.1, DD1.2 à l'état opposé. Pour commuter le nœud, une personne de taille moyenne doit se trouver (marcher) à côté d'une antenne de 35 cm de long à une distance allant jusqu'à 1,5 m. Un niveau de haute tension apparaît sur la broche 4 du microcircuit, ce qui entraîne le transistor VT1. s'ouvre et la capsule HA1 sonne.

En sélectionnant la capacité du condensateur C1, vous pouvez modifier le mode de fonctionnement des éléments du microcircuit. Ainsi, lorsque la capacité C1 est réduite à 82-120 pF, le nœud fonctionne différemment. Désormais, le signal sonore retentit uniquement lorsque l'entrée DD1.1 est affectée par des interférences de tension alternative - contact humain.

Le circuit électrique (Fig. 2.2) peut également être utilisé comme base pour un capteur tactile à déclenchement. Pour ce faire, éliminez la résistance constante R1, le fil blindé et le capteur ainsi que les contacts du microcircuit 1 et 2.

Un fil blindé est connecté en série avec R1 (câble RK-50, RK-75, fil blindé pour signaux AF - tous les types conviennent) de 1 à 1,5 m de long, le blindage est connecté au fil commun, l'âme centrale au L'extrémité est connectée à la broche de l'antenne.

Si les recommandations spécifiées sont suivies et que les types et valeurs d'éléments indiqués dans le schéma sont utilisés, l'unité génère un signal sonore avec une fréquence d'environ 1 kHz (selon le type de capsule HA1) lorsqu'une personne s'approche de la broche de l'antenne à une distance de 1,5 à 1 m. Il n'y a pas d'effet déclencheur. Dès que l'objet s'éloigne de l'antenne, le capteur passe en mode sécurité (veille).

L'expérience a également été réalisée avec des animaux - un chat et un chien : le nœud ne réagit pas à leur approche du capteur d'antenne.

Les capacités de l'appareil ne peuvent guère être surestimées. Dans la version de l'auteur, il est monté à côté cadre de porte; porte d'entrée- métal.

Le volume du signal AF émis par la capsule HA1 est suffisant pour l'entendre dans une loggia fermée (il est comparable au volume d'une cloche d'appartement).

L'alimentation est stabilisée, avec une tension de 9-15 V, avec un bon filtrage de la tension d'ondulation aux bornes de la sortie. La consommation de courant est négligeable en mode veille (plusieurs microampères) et augmente jusqu'à 22-28 mA lorsque l'émetteur HA1 est en fonctionnement actif. Une source sans transformateur ne peut pas être utilisée en raison du risque de dommages choc électrique. Le condensateur à oxyde C2 agit comme un filtre d'alimentation supplémentaire, son type est K50-35 ou similaire, pour une tension de fonctionnement non inférieure à la tension de la source d'alimentation.

Pendant le fonctionnement de l'unité, fonctionnalités intéressantes. La tension d'alimentation du nœud affecte son fonctionnement : lorsque la tension d'alimentation est augmentée à 15 V, seul un câble électrique multicœur ordinaire non blindé fil de cuivre section transversale 1-2 mm, longueur 1 m; Dans ce cas, aucun écran ni résistance R1 n'est nécessaire ; le fil électrique en cuivre est connecté directement aux broches 1 et 2 de l'élément DD1.1. L'effet est similaire. Lors du changement de phase prise réseau source d'alimentation, le nœud perd catastrophiquement sa sensibilité et ne peut fonctionner que comme un capteur (réagit au contact de E1). Cela est vrai pour toute valeur de tension d'alimentation comprise entre 9 et 15 V. De toute évidence, le deuxième objectif de ce circuit est un capteur ordinaire (ou capteur-déclencheur).

Ces nuances doivent être prises en compte lors de la répétition de l'appareil. Cependant, dans le cas d'une connexion correcte décrite ici, on obtient un élément important de l'alarme de sécurité, assurant la sécurité de la maison, avertissant les propriétaires avant même qu'une situation d'urgence ne se produise.

Les éléments sont montés de manière compacte sur un panneau en fibre de verre. Le boîtier de l'appareil est constitué de n'importe quel matériau diélectrique (non conducteur). Pour contrôler l'alimentation électrique, l'appareil peut être équipé d'un indicateur LED connecté en parallèle avec la source d'alimentation.

Aucun ajustement n’est requis si les recommandations sont strictement suivies. Si vous expérimentez la longueur du câble de blindage, la longueur et la surface du capteur-antenne E1 et modifiez la tension d'alimentation, vous devrez peut-être ajuster la résistance de la résistance R1 dans une large plage - de 0,1 à 100 MOhm. Pour réduire la sensibilité, augmentez la capacité du condensateur C1. Si cela n'apporte pas de résultats, une résistance constante d'une résistance de 5 à 10 MOhm est connectée en parallèle avec C1.

Riz. 2.3. Capteur capacitif

Le condensateur apolaire C1 est de type KM6. Résistance fixe R2—MLT-0,25. Résistance R1 - type BC-0.5, BC-1. Le transistor VT1 est nécessaire pour amplifier le signal de la sortie de l'élément DD1.2. Sans ce transistor, la capsule HA1 ne sonne pas fort. Le transistor VT1 peut être remplacé par KT503, KT940, KT603, KT801 avec n'importe quelle lettre d'index.

La capsule émettrice HA1 peut être remplacée par une capsule similaire avec un générateur 34 intégré et un courant de fonctionnement ne dépassant pas 50 mA, par exemple FMQ-2015B, KRKH-1212V et similaire.

Grâce à l'utilisation d'une capsule avec générateur intégré, l'appareil présente un effet intéressant : lorsqu'une personne s'approche du capteur-antenne E1, le son de la capsule est monotone, et lorsque la personne s'éloigne (ou s'approche de la personne , à partir d'une distance de 1,5 m jusqu'à E1), la capsule produit un son intermittent stable en fonction de l'évolution du niveau de potentiel à la sortie de l'élément DD1.2. (Un effet similaire a constitué la base du premier instrument de musique- « Thérémine ».)

Pour une compréhension plus complète des propriétés d'un capteur capacitif, l'auteur vous recommande de vous familiariser avec le matériel.

Si une capsule avec un générateur AF intégré, par exemple KRI-4332-12, est utilisée comme HA1, alors lorsqu'une personne est relativement éloignée de l'antenne-capteur, le son ressemblera à une sirène et, à l'approche maximale, un signal intermittent.

Certains des inconvénients de l'appareil peuvent être considérés comme le manque de sélectivité (système de reconnaissance « ami/ennemi »), de sorte que le nœud signalera l'approche de toute personne vers l'E1, y compris le propriétaire de l'appartement qui est sorti pour acheter du pain. La base du fonctionnement de l'appareil est constituée d'interférences électriques et de changements de capacité, qui sont particulièrement utiles lorsqu'ils sont utilisés dans de grandes zones résidentielles dotées d'un réseau de communications électriques développé ; Évidemment, l'appareil sera inutile en forêt, sur le terrain et partout où il n'y a pas de communications électriques.

Kashkarov A.P. 500 schémas pour radioamateurs. Capteurs électroniques.