Kapacitivni senzor je jedna od vrsta beskontaktnih senzora, čiji se princip rada temelji na promjeni dielektrične konstante medija između dviju ploča kondenzatora. Jedna ploča je krug senzora dodira u obliku metalne ploče ili žice, a druga je električki vodljiva tvar, na primjer metal, voda ili ljudsko tijelo.

Prilikom razvoja sustava za automatsko uključivanje dovoda vode u WC školjku za bide, pojavila se potreba za korištenjem kapacitivnog senzora prisutnosti i prekidača koji su visoko pouzdani, otporni na promjene vanjske temperature, vlage, prašine i napona napajanja. Također sam želio eliminirati potrebu da osoba dodiruje kontrole sustava. Predstavljene zahtjeve mogu zadovoljiti samo krugovi senzora dodira koji rade na principu promjene kapaciteta. Nisam mogao pronaći gotovu shemu koja bi zadovoljila potrebne zahtjeve, pa sam je morao sam razviti.

Rezultat je univerzalni kapacitivni senzor dodira koji ne zahtijeva konfiguraciju i reagira na približavanje električno vodljivih objekata, uključujući osobu, na udaljenosti do 5 cm. Opseg primjene predloženog senzora dodira nije ograničen. Može se koristiti, na primjer, za uključivanje rasvjete, sustava protuprovalni alarm, određivanje razine vode iu mnogim drugim slučajevima.

Dijagrami električnih kola

Za kontrolu dovoda vode u WC bideu bila su potrebna dva kapacitivna senzora na dodir. Jedan senzor je morao biti postavljen direktno na WC školjku, morao je proizvesti signal logičke nule u prisutnosti osobe, a u odsutnosti signala logičke jedinice. Drugi kapacitivni senzor trebao služiti kao prekidač za vodu i biti u jednom od dva logična stanja.

Kada je ruka prinesena senzoru, senzor je morao promijeniti logičko stanje na izlazu - iz početnog stanja jedinica u stanje logičke nule, kada se ruka ponovno dodirne, iz stanja nule u stanje logičke jedinice. I tako u nedogled, sve dok dodirna sklopka prima signal za aktiviranje logičke nule od senzora prisutnosti.

Krug kapacitivnog senzora dodira

Osnova kruga senzora prisutnosti kapacitivnog senzora je glavni pravokutni generator impulsa, izrađen prema klasična shema na dva logička elementa mikrokruga D1.1 i D1.2. Frekvencija generatora je određena vrijednostima elemenata R1 i C1 i odabrana je oko 50 kHz. Vrijednost frekvencije praktički nema utjecaja na rad kapacitivnog senzora. Promijenio sam frekvenciju s 20 na 200 kHz i vizualno nisam primijetio nikakav utjecaj na rad uređaja.

Od pina 4 D1.2 čipa pravokutnog oblika preko otpornika R2 ide na ulaze 8, 9 mikrokruga D1.3 i preko promjenjivog otpornika R3 na ulaze 12,13 D1.4. Signal dolazi na ulaz čipa D1.3 s blagom promjenom nagiba fronte impulsa zbog instaliranog senzora, koji je komad žice ili metalna ploča. Na ulazu D1.4, zbog kondenzatora C2, front se mijenja za vrijeme potrebno za njegovo ponovno punjenje. Zahvaljujući postojanju otpornika za podešavanje R3, moguće je podesiti rub impulsa na ulazu D1.4 jednak rubu impulsa na ulazu D1.3.

Ako približite ruku ili metalni predmet anteni (senzor za dodir), kapacitivnost na ulazu DD1.3 mikro kruga će se povećati, a prednji dio dolaznog impulsa će biti vremenski odgođen u odnosu na prednji dio impulsa dolazeći na ulaz DD1.4. Kako bi se "uhvatilo" ovo kašnjenje, invertirani impulsi šalju se na DD2.1 čip, koji je D flip-flop koji radi na sljedeći način. Duž pozitivnog ruba impulsa koji dolazi na ulaz mikrokruga C, na izlaz okidača prenosi se signal koji je u tom trenutku bio na ulazu D. Prema tome, ako se signal na ulazu D ne promijeni, dolazni impulsi na ulaz za brojanje C ne utječe na razinu izlaznog signala. Ovo svojstvo D okidača omogućilo je izradu jednostavnog kapacitivnog senzora dodira.

Kada se kapacitet antene, zbog približavanja ljudskog tijela njemu, na ulazu DD1.3 povećava, puls se odgađa i to popravlja D okidač, mijenjajući njegovo izlazno stanje. LED HL1 služi za indikaciju prisutnosti napona napajanja, a LED HL2 za indikaciju blizine senzora dodira.

Krug dodirnog prekidača

Krug kapacitivnog senzora za dodir također se može koristiti za upravljanje prekidačem za dodir, ali uz malu preinaku, budući da ne samo da mora reagirati na približavanje ljudskog tijela, već i ostati u stabilnom stanju nakon uklanjanja ruke. Kako bismo riješili ovaj problem, morali smo dodati još jedan D okidač, DD2.2, na izlaz senzora za dodir, povezan pomoću razdjelnika s dva kruga.

Krug kapacitivnog senzora malo je modificiran. Kako bi se isključili lažni alarmi, budući da osoba može polagano donijeti i ukloniti ruku, zbog prisutnosti smetnji, senzor može poslati nekoliko impulsa na ulaz za brojanje D okidača, kršeći potrebni algoritam rada prekidača. Stoga je dodan RC lanac elemenata R4 i C5 koji je nakratko blokirao mogućnost prebacivanja D okidača.

Okidač DD2.2 radi na isti način kao DD2.1, ali se signal na ulaz D ne dovodi iz drugih elemenata, već iz inverznog izlaza DD2.2. Kao rezultat, duž pozitivnog ruba impulsa koji dolazi na ulaz C, signal na ulazu D mijenja se u suprotan. Na primjer, ako je u početnom stanju na pinu 13 bila logička nula, tada će se jednim podizanjem ruke do senzora okidač prebaciti i na pinu 13 će se postaviti logička jedinica. Sljedeći put kada budete komunicirali sa senzorom, pin 13 ponovno će biti postavljen na logičku nulu.

Za blokiranje prekidača u odsutnosti osobe na WC-u, logička jedinica se dovodi od senzora do R ulaza (postavljanje nule na izlazu okidača, bez obzira na signale na svim ostalim ulazima). Logička nula postavljena je na izlazu kapacitivne sklopke, koja se dovodi kroz kabelski svežanj na bazu ključnog tranzistora za uključivanje solenoidnog ventila u jedinici napajanja i sklopke.

Otpornik R6, u nedostatku signala blokiranja kapacitivnog senzora u slučaju njegovog kvara ili prekida kontrolne žice, blokira okidač na ulazu R, čime se eliminira mogućnost spontanog dovoda vode u bide. Kondenzator C6 štiti ulaz R od smetnji. LED HL3 služi za indikaciju dovoda vode u bide.

Dizajn i detalji kapacitivnih senzora za dodir

Kada sam počeo razvijati senzorski sustav za dovod vode u bide, najteži zadatak činio mi se razvoj kapacitivnog senzora zauzetosti. To je bilo zbog niza ograničenja instalacije i rada. Nisam želio da senzor bude mehanički povezan s poklopcem WC školjke, jer ga treba povremeno vaditi radi pranja i ne bi smetao sanitizacija sam WC. Zato sam odabrao spremnik kao reakcijski element.

Senzor prisutnosti

Na temelju gore objavljenog dijagrama napravio sam prototip. Dijelovi kapacitivnog senzora sastavljeni su na tiskanoj pločici koja je smještena u plastičnu kutiju i zatvorena poklopcem. Za spajanje antene u kućište je ugrađen jednopinski konektor, četveropinski RSh2N za napajanje naponom i signalom. Tiskana pločica spaja se na konektore lemljenjem bakreni vodiči u fluoroplastičnoj izolaciji.

Kapacitivni senzor dodira sastavljen je na dva mikro kruga serije KR561, LE5 ​​​​i TM2. Umjesto KR561LE5 mikro kruga, možete koristiti KR561LA7. Također su prikladni mikro krugovi serije 176 i uvezeni analozi. Otpornici, kondenzatori i LED će odgovarati svim vrstama. Kondenzator C2, za stabilan rad kapacitivnog senzora pri radu u uvjetima velikih fluktuacija temperature okoline, mora se uzeti s malim TKE.

Senzor se postavlja ispod WC platforme na koju je ugrađen cisterna na mjestu gdje u slučaju curenja iz spremnika voda ne može ući. Tijelo senzora je zalijepljeno na WC školjku pomoću dvostrane trake.

Antenski senzor kapacitivnog senzora je komad bakra upletena žica Duljine 35 cm izolirana fluoroplastikom, zalijepljena prozirnom trakom na vanjsku stijenku WC školjke centimetar ispod ravnine naočala. Senzor je jasno vidljiv na fotografiji.

Da biste podesili osjetljivost senzora za dodir, nakon postavljanja na WC školjku, promijenite otpor otpornika za podrezivanje R3 tako da se LED HL2 ugasi. Zatim stavite ruku na poklopac WC-a iznad mjesta senzora, HL2 LED bi trebao svijetliti, ako maknete ruku, trebao bi se ugasiti. Budući da ljudsko bedro po masi više ruku, tada će tijekom rada senzor dodira, nakon takve prilagodbe, zajamčeno raditi.

Dizajn i detalji kapacitivnog prekidača na dodir

Strujni krug kapacitivnog prekidača na dodir ima više dijelova i za njihov smještaj bilo je potrebno veće kućište, a iz estetskih razloga izgled kućišta u kojem je postavljen senzor prisutnosti nije bio baš pogodan za ugradnju na vidljivo mjesto. Pažnju je privukla zidna utičnica rj-11 za priključak telefona. Bio je prave veličine i dobro je izgledao. Nakon što sam iz utičnice izvadio sve nepotrebno, u nju sam postavio tiskanu pločicu za kapacitivni prekidač na dodir.

Osigurati isprintana matična ploča Na dnu kućišta postavljeno je kratko postolje i na njega je vijkom pričvršćena tiskana pločica s dijelovima prekidača na dodir.

Kapacitivni senzor napravljen je tako da se na dno poklopca utičnice Moment ljepilom zalijepi list mesinga, prethodno izrezavši prozor za LED diode u njima. Prilikom zatvaranja poklopca, opruga (izvađena iz silikonskog upaljača) dolazi u dodir s mesinganim limom i na taj način osigurava električni kontakt između kruga i senzora.

Kapacitivni dodirni prekidač montiran je na zid pomoću jednog samoreznog vijka. U tu svrhu u kućištu je predviđena rupa. Zatim se postavljaju ploča i konektor, a poklopac se učvršćuje zasunima.

Postavljanje kapacitivnog prekidača praktički se ne razlikuje od postavljanja gore opisanog senzora prisutnosti. Za konfiguraciju morate primijeniti napon napajanja i podesiti otpornik tako da LED HL2 svijetli kada se ruka prinese senzoru i ugasi kada se ukloni. Zatim morate aktivirati senzor dodira te pomaknuti i maknuti ruku do senzora prekidača. HL2 LED treba treptati, a crvena HL3 LED treba svijetliti. Kada se ruka ukloni, crvena LED lampica bi trebala ostati upaljena. Kada ponovno podignete ruku ili odmaknete tijelo od senzora, HL3 LED bi se trebala ugasiti, odnosno zatvoriti dovod vode u bideu.

Univerzalni PCB

Gornji kapacitivni senzori sastavljeni su na tiskanim pločicama, koje se malo razlikuju od tiskanih pločica prikazanih na slici ispod. To je zbog kombinacije obje tiskane ploče u jednu univerzalnu. Ako sastavite dodirnu sklopku, trebate samo izrezati stazu broj 2. Ako sastavite senzor prisutnosti dodira, tada se staza broj 1 uklanja i nisu ugrađeni svi elementi.

Nisu ugrađeni elementi potrebni za rad prekidača na dodir, a koji ometaju rad senzora prisutnosti R4, C5, R6, C6, HL2 i R4. Umjesto R4 i C6, zalemljeni su premosnici žice. Lanac R4, C5 može se ostaviti. To neće utjecati na rad.

Ispod je crtež tiskane pločice za narezivanje termičkom metodom nanošenja staza na foliju.

Dovoljno je isprintati crtež na sjajni papir ili paus papir i šablona je spremna za izradu tiskane pločice.

Besprijekoran rad kapacitivnih senzora za sustav upravljanja dodirom za dovod vode u bideu potvrđen je u praksi tijekom tri godine neprekidnog rada. Nisu zabilježeni kvarovi.

Međutim, želim napomenuti da je krug osjetljiv na snažan impulsni šum. Primio sam e-poruku u kojoj se traži pomoć pri postavljanju. Ispostavilo se da je tijekom otklanjanja grešaka u krugu u blizini bilo lemilo s tiristorskim regulatorom temperature. Nakon isključivanja lemilice, krug je počeo raditi.

Bio je još jedan takav slučaj. Kapacitivni senzor je ugrađen u lampu koja je bila spojena na istu utičnicu kao i hladnjak. Kad je upaljen, svjetlo se upalilo, a kad se opet ugasilo. Problem je riješen spajanjem svjetiljke na drugu utičnicu.

Primio sam pismo o uspješnoj uporabi opisanog kruga kapacitivnog senzora za regulaciju razine vode u plastičnom spremniku. U donjem i gornjem dijelu nalazio se senzor zalijepljen silikonom, koji je kontrolirao paljenje i gašenje električne pumpe.

Među velikom raznolikošću kapacitivnih dizajna, ponekad može biti teško odabrati najprikladniju opciju kapacitivnog senzora za određeni slučaj. U mnogim publikacijama na temu kapacitivnih uređaja, opseg i razlikovna obilježja Predloženi dizajni opisani su vrlo kratko i radio amater često ne može shvatiti koji kapacitivni sklop uređaja treba preferirati za ponavljanje.

Ovaj članak opisuje različite vrste kapacitivnih senzora, dane su njihove usporedne karakteristike i preporuke za najracionalniju praktičnu primjenu svake pojedine vrste kapacitivnih struktura.

Kao što je poznato, kapacitivni senzori mogu reagirati na bilo koje objekte, a njihova udaljenost odgovora ne ovisi o takvim svojstvima površine objekta koji se približava, kao što je, na primjer, je li toplo ili hladno ( za razliku od infracrvenih senzora), kao i da li je tvrd ili mekan (za razliku od ultrazvučnih senzora kretanja). Osim toga, kapacitivni senzori mogu otkriti objekte kroz razne neprozirne "prepreke", na primjer, zidove zgrada, masivne ograde, vrata itd. Takvi se senzori mogu koristiti iu sigurnosne svrhe iu kućanstvu, na primjer, za uključivanje rasvjete prilikom ulaska u sobu; za automatsko otvaranje vrata; u alarmima razine tekućine itd.
Postoji nekoliko vrsta kapacitivnih senzora.

1. Senzori na kondenzatorima.
U senzorima ove vrste, signal odgovora generira se korištenjem kondenzatorskih krugova i slične izvedbe mogu se podijeliti u nekoliko skupina.
Najjednostavniji od njih su sklopovi na bazi kapacitivnih razdjelnika.

U takvim uređajima, na primjer, senzorska antena je spojena na izlaz radnog generatora preko izolacijskog kondenzatora mali kapacitet, u ovom slučaju, na mjestu spajanja antene i gore navedenog kondenzatora, formira se radni potencijal čija razina ovisi o kapacitetu antene, dok antena-senzor i razdjelni kondenzator čine kapacitivni razdjelnik i kada bilo koji predmet se približi anteni, potencijal na mjestu njegovog spajanja s odvajajućim kondenzatorom - pada, što je signal za pokretanje uređaja.

Postoje takođerdijagrami naRC generatori.U ovim dizajnima, na primjer, za generiranje signala odgovora koristi se RC generator, čiji je element za podešavanje frekvencije senzor antene, čiji se kapacitet mijenja (povećava) kada mu se bilo koji objekt približi. Signal određen kapacitetom antene senzora se zatim uspoređuje s referentnim signalom koji dolazi s izlaza drugog (referentnog) generatora.

Senzori na postavljenim kondenzatorima.U takvim uređajima, na primjer, dvije ravne metalne ploče postavljene u istoj ravnini koriste se kao antena-senzor. Ove ploče su ploče rasklopljenog kondenzatora i kada se bilo koji predmet približi, dielektrična konstanta medija između ploča se mijenja i, sukladno tome, povećava se kapacitet gornjeg kondenzatora, što je signal za aktiviranje senzora.
Poznati su i uređaji, na primjer, u kojima se koriste metoda za usporedbu kapaciteta antene s kapacitetom uzornog (referentnog) kondenzatora(link na Rospatent).

pri čemu, karakteristična značajka kapacitivni senzori na kondenzatorima je njihova niska otpornost na buku - ulazi takvih uređaja ne sadrže elemente koji mogu učinkovito suzbiti vanjske utjecaje. Različita hvatanja i radio smetnje koje prima antena stvaraju veliku količinu šuma i smetnji na ulazu uređaja, čineći takve dizajne neosjetljivima na slabe signale. Iz tog razloga, raspon detekcije objekta senzora koji se temelje na kondenzatoru je mali; na primjer, oni detektiraju približavanje osobe s udaljenosti koja ne prelazi 10 - 15 cm.
Istodobno, takvi uređaji mogu biti vrlo jednostavni u dizajnu (na primjer) i nema potrebe za korištenjem dijelova za namatanje - zavojnice, krugovi itd., Zbog čega su ti dizajni prilično prikladni i tehnološki napredni za proizvodnju.

Područje primjene kapacitivni senzori na kondenzatorima.
Ovi se uređaji mogu koristiti tamo gdje nije potrebna visoka osjetljivost i otpornost na buku, na primjer u metalnim kontakt detektorima. objekata, senzora razine tekućina i sl., kao i za početnike radio amatere koji se upoznaju s kapacitivnom tehnologijom.

2. Kapacitivni senzori na LC krugu za podešavanje frekvencije.
Uređaji ove vrste manje su osjetljivi na radio smetnje i smetnje u usporedbi sa senzorima na bazi kondenzatora.
Antena senzora (obično metalna ploča) spojena je (bilo izravno ili preko kondenzatora kapaciteta nekoliko desetaka pF) na LC krug za podešavanje frekvencije RF generatora. Kada se bilo koji objekt približi, kapacitivnost antene se mijenja (povećava) i, sukladno tome, kapacitivnost LC kruga. Kao rezultat toga, frekvencija generatora se mijenja (smanjuje) i dolazi do rada.

Osobitosti kapacitivnih senzora ove vrste.
1) LC krug s antenskim senzorom pričvršćenim na njega dio je generatora, zbog čega smetnje i radio smetnje koje utječu na antenu također utječu na njezin rad: kroz elemente pozitivne povratne sprege signali smetnji (osobito pulsirajući) cure u ulaz aktivnog elementa generatora i pojačavaju se u njemu, stvarajući vanjski šum na izlazu uređaja, smanjujući osjetljivost strukture na slabe signale i stvarajući opasnost od lažnih alarma.
2) LC krug, koji radi kao element za podešavanje frekvencije generatora, jako je opterećen i ima smanjen faktor kvalitete, zbog čega su smanjena selektivna svojstva kruga i njegova sposobnost da promijeni svoje podešavanje kada antena promjene kapacitivnosti se pogoršavaju, što dodatno smanjuje osjetljivost dizajna.
Gore spomenute značajke senzora na LC krugu za podešavanje frekvencije ograničavaju njihovu otpornost na buku i raspon detekcije objekta; na primjer, udaljenost ljudske detekcije sa senzorima ovog tipa obično je 20 - 30 cm.

Postoji nekoliko varijanti i modifikacija kapacitivnih senzora s LC krugom za podešavanje frekvencije.

1) Senzori s kvarcnim rezonatorom.
U takvim uređajima, na primjer, radi povećanja osjetljivosti i stabilnosti frekvencije generatora, uvode se: kvarcni rezonator i diferencijalni RF transformator, čiji je primarni namot element kruga za podešavanje frekvencije generator, a njegova dva sekundarna (identična) namota elementi su mjernog mosta na koji je spojena antena-senzor spojena u seriju s kvarcnim rezonatorom, a kada se bilo koji predmet približi anteni, generira se odgovorni signal.
Osjetljivost takvih dizajna je veća u usporedbi s konvencionalnim senzorima na LC krugu s podešavanjem frekvencije, međutim, oni zahtijevaju proizvodnju diferencijalnog HF transformatora (u gornjem dizajnu, njegovi namoti postavljeni su na prsten standardne veličine K10 × 6 × 2 izrađen od ferita M3000NM, istodobno, za povećanje faktora kvalitete, u prstenu je izrezan razmak od 0,9...1,1 mm.

2) Senzori s usisavanjemLC krug.
Ovi su dizajni, na primjer, kapacitivni uređaji u koje se, kako bi se povećala osjetljivost, uvodi dodatni (koji se naziva usisni) LC krug, induktivno povezan s krugom za podešavanje frekvencije generatora i podešen na rezonanciju s tim krugom.
Senzor antene, u ovom slučaju, nije spojen na krug za podešavanje frekvencije, već na gore spomenuti usisni LC krug, koji uključuje kondenzator niskog kapaciteta i solenoid, čiji je induktivitet, prema tome, povećan. Jer Kondenzator petlje, u ovom slučaju, trebao bi biti mali - na razini M33 - M75.
Zbog malog kapaciteta ovog kruga, kapacitet antene senzora postaje usporediv s njim, zbog čega promjene u kapacitetu antene imaju značajan utjecaj na postavku gornjeg usisnog LC kruga, dok amplituda oscilacija u frekvenciji -krug za podešavanje generatora i , odnosno, je razina RF signala na njegovom izlazu.

Također se može primijetiti da u takvim izvedbama veza između antene i kruga za podešavanje frekvencije generatora nije izravna, već induktivna, zbog čega vremenski i klimatski utjecaji na antenu ne mogu izravno utjecati na rad antene. aktivni element generatora (tranzistor ili op-amp), što je pozitivna svojstva takvih struktura.
Kao iu slučaju senzora koji se temelje na kvarcnom rezonatoru, povećanje osjetljivosti kapacitivnih uređaja s usisnim LC krugom postiže se zbog neke komplikacije dizajna - u ovom slučaju potrebna je izrada dodatnog LC kruga, uključujući induktor s dvostruko većim brojem zavoja (u - 100 zavoja) u odnosu na zavojnicu LC kruga za podešavanje frekvencije.

3) Neki kapacitivni senzori koriste metodu kao što jepovećanje veličine senzorske antene. U isto vrijeme, takve strukture također povećavaju svoju osjetljivost na elektromagnetske smetnje i radio smetnje; iz tog razloga, kao i zbog glomaznosti takvih uređaja (npr. metalna rešetka 0,5 × 0,5 M), preporučljivo je koristiti ove dizajne izvan grada - na mjestima sa slabom elektromagnetskom pozadinom i, po mogućnosti, izvan stambenih prostorija - tako da nema smetnji mrežnih žica.
Uređaji s velikim senzorima najbolje se koriste u ruralnim područjima u sigurnosne svrhe. vrtne parcele i terenskim objektima.

Područje primjene senzori s LC krugom za podešavanje frekvencije.
Takvi se uređaji mogu koristiti u razne kućanske svrhe (paljenje svjetla, itd.), kao i za otkrivanje bilo kakvih objekata na mjestima s tihim elektromagnetskim okruženjem, na primjer u podrumima(nalazi se ispod razine tla), kao i izvan grada (u ruralnim područjima - u nedostatku radio smetnji - senzori ove vrste mogu otkriti, na primjer, pristup osobe na udaljenosti do nekoliko desetaka cm ).
U urbanim uvjetima preporučljivo je koristiti ove dizajne ili kao senzore za dodirivanje metalnih predmeta, ili kao dio onih alarmnih uređaja koji u slučaju lažnih alarma ne uzrokuju velike neugodnosti drugima, na primjer, u uređajima koji uključuju odvraćajući svjetlosni tok i slab zvučni signal.

3. Diferencijalni kapacitivni senzori(uređaji na diferencijalnim transformatorima).
Takvi se senzori, na primjer, razlikuju od gore opisanih izvedbi po tome što nemaju jednu, već dvije senzorske antene, što omogućuje supresiju (međusobnu kompenzaciju) vremenskih i klimatskih utjecaja (temperatura, vlaga, snijeg, mraz, kiša itd.). ).
U ovom slučaju, za otkrivanje približavanja objekata bilo kojoj od antena kapacitivnog uređaja, koristi se simetrični mjerni LC most, koji reagira na promjene u kapacitetu između zajedničke žice i antene.

Ovi uređaji rade na sljedeći način.
Osjetljivi elementi senzora - antene - spojeni su na mjerne ulaze LC mosta, a RF napon potreban za napajanje mosta stvara se u diferencijalnom transformatoru čiji se primarni namot napaja RF signalom napajanja iz izlaz RF generatora (u - radi jednostavnosti, - zavojnica kruga za podešavanje frekvencije generatora također je primarni namot diferencijalnog transformatora).
Transformator diferencijalnog dizajna sadrži dva identična sekundarna namota, na suprotnim krajevima kojih se generira protufazni izmjenični RF napon za napajanje LC mosta.
U tom slučaju na izlazu mosta nema RF napona jer će RF signali na njegovom izlazu biti jednake amplitude i suprotnog predznaka, zbog čega će doći do njihove međusobne kompenzacije i potiskivanja (u mjernom LC mostu, radne struje idu jedna drugoj ususret i međusobno se kompenziraju na izlazu).
U početnom stanju nema signala na izlazu mjernog LC mosta; ako se objekt približi bilo kojoj od antena, povećava se kapacitet jednog ili drugog kraka mjernog mosta, uzrokujući neravnotežu u njegovom balansiranju, kao rezultat od kojih međusobna kompenzacija RF signala generatora postaje nepotpuna i na izlazu LC mosta javlja se signal za okidanje uređaja.

Štoviše, ako se kapacitet poveća (ili smanji) za obje antene odjednom, tada se rad ne događa jer u ovom slučaju, uravnoteženje LC mosta nije poremećeno i RF signali koji teku u krugu LC mosta i dalje zadržavaju istu amplitudu i suprotne predznake.

Zahvaljujući navedenom svojstvu, uređaji temeljeni na diferencijalnim transformatorima, kao i gore opisani senzori diferencijalnih kondenzatora, otporni su na vremenske i klimatske promjene jer jednako utječu na obje antene, a zatim se međusobno poništavaju i potiskuju. U ovom slučaju smetnje i radio smetnje nisu potisnute, eliminiraju se samo vremenski i klimatski utjecaji, stoga diferencijalni senzori, poput senzora na LC krugu za podešavanje frekvencije, povremeno doživljavaju lažne alarme.
Antene trebaju biti postavljene tako da pri približavanju objekta udar na jednu od njih bude veći nego na drugu.

Značajke diferencijalnih senzora.
Raspon detekcije ovih uređaja nešto je veći u usporedbi sa senzorima na LC krugu s podešavanjem frekvencije, ali diferencijalni senzori su složenijeg dizajna i imaju povećanu potrošnju struje zbog gubitaka u transformatoru, koji ima ograničenu učinkovitost. Osim toga, takvi uređaji imaju zonu smanjene osjetljivosti između antena.

Područje primjene.
Senzori na diferencijalnom transformatoru namijenjeni su za korištenje u vanjskim uvjetima. Ovi se uređaji mogu koristiti na istom mjestu kao i senzori na LC krugu za podešavanje frekvencije, s jedinom razlikom što je za ugradnju diferencijalnog senzora potreban prostor za drugu antenu.

4. Rezonantni kapacitivni senzori(RF patent br. 2419159; poveznica Rospatent).
Visoko osjetljivi kapacitivni uređaji - odzivni signal u ovim izvedbama generira se u ulaznom LC krugu, koji je u djelomično nepodešenom stanju u odnosu na signal iz radnog RF generatora, na koji je krug spojen preko malog kondenzatora (potreban element otpora u krugu).
Princip rada takvih struktura ima dvije komponente: prva je prikladno konfiguriran LC krug, a druga je otporni element preko kojeg je LC krug spojen na izlaz generatora.

Zbog činjenice da je LC krug u stanju djelomične rezonancije (na nagibu karakteristike), njegov otpor u RF signalnom krugu jako ovisi o kapacitetu - kako vlastitom, tako i kapacitetu senzorske antene koja je na njega spojena. . Kao rezultat toga, kada se bilo koji objekt približi anteni, RF napon na LC krugu značajno mijenja svoju amplitudu, što je signal za okidanje uređaja.

Istodobno, LC krug ne gubi svoja selektivna svojstva i učinkovito suzbija (usmjerava na tijelo) vanjske utjecaje koji dolaze iz senzorske antene - smetnje i radio smetnje, pružajući visoka razina otpornost dizajna na buku.

U rezonantnim kapacitivnim senzorima, radni signal s izlaza RF generatora mora se dovoditi u LC krug kroz neki otpor, čija vrijednost mora biti usporediva s otporom LC kruga na radnoj frekvenciji, inače, kada se objekti približavaju antena senzora, radni napon LC krug će vrlo slabo reagirati na promjene u otporu LC kruga u krugu (RF napon kruga će jednostavno ponoviti izlazni napon generatora).

Može se činiti da će LC krug koji je u stanju djelomične rezonancije biti nestabilan i previše pod utjecajem temperaturnih promjena. U stvarnosti, - pod uvjetom da se koristi kondenzator petlje male vrijednosti, tj. (M33 – M75) - krug je prilično stabilan, uključujući i kada kapacitivni uređaj radi u vanjskim uvjetima. Na primjer, kada se temperatura promijeni s +25 na -12 stupnjeva. RF napon na LC krugu ne mijenja se za više od 6%.

Osim toga, u rezonantnim kapacitivnim izvedbama, antena je spojena na LC krug preko malog kondenzatora (nema potrebe za korištenjem jake sprege u takvim uređajima), zbog čega vremenski utjecaji na senzorsku antenu ne ometaju rad senzora. LC krug i njegov radni RF napon ostaju praktički nepromijenjeni čak i po kiši.
Po svom dometu rezonantni kapacitivni senzori značajno (ponekad i nekoliko puta) nadmašuju uređaje temeljene na frekvencijskim LC krugovima i diferencijalnim transformatorima, detektirajući približavanje osobe na udaljenosti znatno većoj od 1 metra.

Uz sve to, vrlo osjetljivi dizajni koji koriste rezonantni princip rada pojavili su se tek nedavno - prva publikacija na ova tema je članak “Kapacitivni relej” (časopis “Radio” 2010/5, str. 38, 39); Osim, dodatne informacije o rezonantnim kapacitivnim uređajima i njihovim modifikacijama također je dostupno na web stranici autora gornjeg članka: http://sv6502.narod.ru/index.html.

Značajke rezonantnih kapacitivnih senzora.
1) Prilikom proizvodnje rezonantnog senzora namijenjenog za rad u vanjskim uvjetima, potrebna je obvezna provjera ulaznog čvora za toplinsku stabilnost, za koju se potencijal na izlazu detektora mjeri na različitim temperaturama (za to možete koristiti hladnjak zamrzivač), detektor mora biti toplinski stabilan (na tranzistoru s efektom polja).
2) U rezonantnim kapacitivnim senzorima, veza između antene i RF generatora je slaba i stoga je emisija radio smetnji u zrak za takve dizajne vrlo beznačajna - nekoliko puta manja u usporedbi s drugim vrstama kapacitivnih uređaja.

Područje primjene.
Rezonantni kapacitivni senzori mogu se učinkovito koristiti ne samo u ruralnim i terenskim, već iu urbanim uvjetima, uz suzdržavanje od postavljanja senzora u blizini snažnih izvora radio signala (radio postaja, televizijskih centara itd.), inače će rezonantni kapacitivni uređaji također pokazivati ​​lažne okidanje.
Rezonantni senzori također se mogu instalirati u neposrednoj blizini drugih elektroničkih uređaja - zbog niske razine emisije radio signala i visoke otpornosti na buku, rezonantne kapacitivne strukture imaju povećanu elektromagnetsku kompatibilnost s drugim uređajima.

Nečajev I. "Kapacitivni relej", časopis. „Radio“ 1988 /1, str.33.
Eršov M. "Kapacitivni senzor", časopis. „Radio“ 2004/3, str. 41, 42.
Moskvin A. "Beskontaktni kapacitivni senzori", časopis. "Radio" 2002/10,
str. 38, 39.
Galkov A., Khomutov O., Yakunin A.. "Kapacitivni adaptivni sigurnosni sustav"RF patent br. 2297671 (C2), s prvenstvom od 23. lipnja 2005. - Bilten "Izumi. Korisni modeli", 2007., br. 11.
Savčenko V, Gribova L.„Beskontaktni kapacitivni senzor s kvarcom
rezonator", žurnal. „Radio“ 2010./11., str. 27, 28.
“Kapacitivni relej” - dnevnik. "Radio" 1967 / 9, str. 61 (odjeljak stranih
strukture).
Rubcov V."Sigurnosni alarmni uređaj", časopis. "Radio amater" 1992 / 8, str. 26.
Gluzman I. "Relej prisutnosti", časopis. "Model dizajner" 1981 / 1,
str. 41, 42).

Senzori pokreta - nevjerojatno zgodna stvar, koji vam omogućuje kontrolu svjetla u prostoriji ili kontrolu otvaranja i zatvaranja vrata, a također vas može obavijestiti o neželjenim gostima. U ovom članku ćemo vam reći kako napraviti senzor pokreta vlastitim rukama kod kuće i pogledati područje moguća primjena podaci uređaja.

Ukratko o senzorima

Jedan od naj jednostavne vrste senzori - granični prekidač ili gumb za samoresetiranje (bez fiksacije).

Instalira se u blizini vrata i reagira na njihovo otvaranje i zatvaranje. Pomoću jednostavnog kruga ovaj uređaj pali svjetlo u hladnjaku. Može se opremiti spremištem ili hodnikom, vratima na ulazu, dežurnom sobom LED pozadinsko osvjetljenje, koristiti ovaj prekidač kao alarm koji će vas obavijestiti o otvaranju ili zatvaranju vrata. Nedostaci dizajna mogu biti poteškoće u instalaciji, a ponekad i nepristojan izgled.

Uređaji na bazi magneta mogu se vidjeti na vratima i prozorima štićenih objekata. Njihov princip rada vrlo je sličan principu rada gumba. Reed prekidač može otvoriti ili spojiti kontakte kada se do njega dovede konvencionalni magnet. Dakle, sam reed prekidač je instaliran na vratima, a magnet je obješen na vrata. Ovaj dizajn izgleda uredno i koristi se češće od običnog gumba. Nedostatak uređaja za visoko specijalizirane primjene. Nisu prikladni za nadzor otvorenih površina, trgova i prolaza.

Za otvorene prolaze postoje uređaji koji reagiraju na promjene u okoliš. To uključuje foto releje, kapacitivne (senzori polja), toplinske (PIR), zvučne releje. Za snimanje presjeka određenog područja, kontrole prepreke ili prisutnosti kretanja objekta u području preklapanja koriste se foto ili zvučni eho uređaji.

Načelo rada takvih senzora temelji se na formiranju pulsa i njegovom snimanju nakon refleksije od objekta. Kada objekt uđe u takvu zonu, mijenja se karakteristika reflektiranog signala, a detektor na izlazu generira kontrolni signal.

Radi jasnoće, prikazan je shematski dijagram rada foto releja i zvučnog releja:

Infracrvene LED diode koriste se kao prijenosni uređaj u optičkim senzorima, a fototranzistori se koriste kao prijemnici. Senzori zvuka rade u ultrazvučnom području, pa našem uhu djeluje tiho, ali svaki od njih sadrži mali emiter i detektor.

Na primjer, sjajno je opremiti ogledalo s pozadinskim osvjetljenjem detektorom pokreta. Rasvjeta će se uključiti samo u trenutku kada je osoba neposredno pored nje. Ne želite sami napraviti jedan?

Montažni dijagrami

Mikrovalna pećnica

Za kontrolu otvoreni prostori i praćenje prisutnosti objekata u željenoj zoni, postoji kapacitivni relej. Princip rada ovog uređaja sastoji se od mjerenja količine apsorpcije radio valova. Svatko je primijetio ili sudjelovao u ovom efektu kada se pri približavanju radijskom prijamniku gubi frekvencija na kojoj radi i pojavljuju se smetnje.

Razgovarajmo o tome kako napraviti senzor pokreta mikrovalnog tipa. Srce ovog detektora je radio mikrovalni generator i posebna antena.

Na ovo shematski dijagram predstavlja jednostavan način izrade mikrovalnog senzora kretanja. Tranzistor VT1 je visokofrekventni generator i također radio prijemnik. Detektorska dioda ispravlja napon primjenom prednapona na bazu tranzistora VT2. Namoti transformatora T1 podešeni su na različite frekvencije. U početnom stanju, kada na antenu ne utječe vanjski kapacitet, amplitude signala su međusobno kompenzirane i nema napona na detektoru VD1.Kada se frekvencija promijeni, njihove amplitude se zbrajaju i detektiraju diodom. Tranzistor VT2 počinje se otvarati. Kao komparator za jasnu obradu stanja "uključeno" i "isključeno" koristi se tiristor VS1, koji upravlja relejem snage od 12 volti.

Ispod je učinkovit dijagram releja prisutnosti koji koristi dostupne komponente, što će vam pomoći da sastavite detektor pokreta vlastitim rukama ili jednostavno biti korisno za upoznavanje s uređajem.

Toplinski

Termalni IR (PIR) je najčešći senzorski uređaj u poslovnom sektoru. To se objašnjava jeftinim komponentama, jednostavnom shemom montaže, nedostatkom dodatnih složenih postavki i širokim temperaturnim rasponom rada.

Gotovi uređaj može se kupiti u bilo kojoj trgovini električnih proizvoda. Često je ovaj senzor opremljen svjetiljkama, alarmnim uređajima i drugim kontrolerima. Međutim, sada ćemo vam reći kako napraviti toplinski senzor kretanja kod kuće. Jednostavna shema da ponovim izgleda ovako:

Poseban toplinski senzor B1 i foto element VD1 čine automatizirani kompleks upravljanja rasvjetom. Uređaj počinje raditi tek nakon sumraka, prag odziva može se postaviti otpornikom R2. Senzor povezuje opterećenje kada osoba u pokretu uđe u kontrolnu zonu. Vrijeme ugrađenog timera za isključivanje može se podesiti pomoću regulatora R5.

Domaći modul za Arduino

Jeftin senzor može se napraviti od posebnih gotovih ploča za radio dizajnera. Na taj način možete dobiti prilično minijaturni uređaj. Za montažu će nam trebati modul senzora kretanja za Arduino mikrokontrolere i jednokanalni relejni modul.

Svaka ploča ima tropinski konektor, VCC +5 volti, GND -5 volti, OUT izlaz na detektoru i IN ulaz na relejnoj ploči. Da biste napravili uređaj vlastitim rukama, trebate napajati 5 volti (plus i minus) na ploče iz izvora napajanja, na primjer, iz punjača za telefon, te spojiti van i unutra zajedno. Veze se mogu napraviti pomoću konektora, ali bit će sigurnije sve lemiti. Možete slijediti dijagram u nastavku. Minijaturni tranzistor, u pravilu, već je ugrađen u relejni modul, tako da ga nema potrebe dodatno instalirati.

Kada se osoba pomakne, modul šalje signal releju i on se otvara. Imajte na umu da postoje releji visoke i niske razine. Mora se odabrati na temelju signala koji senzor proizvodi na izlazu. Gotov detektor se može staviti u kućište i maskirati na željeno mjesto. Osim toga, preporučamo gledanje videozapisa koji jasno pokazuju upute za sastavljanje senzori kućne izrade kretanja kod kuće. Ako još imate pitanja, uvijek ih možete postaviti u komentarima.

Na kakve trikove pribjegavaju vlasnici kako bi zaštitili svoju imovinu! Počevši od najjednostavnijih lokota vel dobra cigla(na sjeveru su čak koristili... zamke za vukove!) do modernih alarmnih sustava sa sofisticiranom elektronikom. Elektronička sigurnost često se temelji na činjenici da će se kriminalac nekako odati i poslati informaciju o svom izgledu. To može biti zvuk koraka - elektroničke "uši" će odmah reagirati i dati znak opasnosti. Postoje sigurnosni sustavi koji reagiraju na ljudsko zračenje, čiji se spektralni sastav oštro razlikuje od glavne pozadine. Ali kriminalac ne spava, pokušavajući ostati nezapažen dok čini svoja prljava djela - pojavljuju se posebna maskirna odijela i sve vrste genijalnih naprava.

U međuvremenu postoji apsolutno pouzdan sustav zaštita. Ona je za to fizičko polje osoba za koju sama priroda isključuje mogućnost bilo kakvih prepreka. Ovo je gravitacijsko polje koje ima svaki objekt koji ima masu. Gravitacija je gravitacija (privlačenje), univerzalna interakcija između bilo koje vrste fizičke materije (obične materije, bilo kojeg fizikalnog polja), kako kaže treći zakon Isaaca Newtona.

Ovo je načelo bilo temelj uređaja poznatog izumitelja Sh. Lifshitza. Gravitacijske sile su zanemarive. Recimo obostrana privlačnost između dva tijela koja se nalaze na udaljenosti od jednog metra jedno od drugog i sa svakim mase od jedne tone, iznosi samo oko 0,006 g. Mogu se promatrati samo uz pomoć glomaznih uređaja koji se koriste samo u planetarijima. Uređaj Sh.Lifshitza je malen, kompaktan, izuzetno jednostavan za izradu i genijalan, kao i sve genijalno. Njegova osnova je prozirna posuda zalijepljena od pleksiglasa. Unutra je pregrada koja ga simetrično dijeli do pola visine i izlazi van. Na obje strane pregrade montirane su dvije cijevi presjeka od 1 četvornog metra. mm. Na bočnim stranama posude nalaze se dvije kratke cijevi sa slavinama. Svi priključci uređaja su zapečaćeni.

Posuda se postavlja na stol ili na fiksnu platformu. Kap obojene tekućine unosi se u male cijevi. Oba pada trebaju biti na istoj razini. Nakon toga se posuda kroz kratke cijevi puni vodom do razine da je donji dio pregrade potpuno uronjen u tekućinu, a ispred poklopca posude ostaje sloj zraka od 2 - 3 mm. Slavine su zatvorene i uređaj je spreman za upotrebu. Ako se osoba sada približi jednom od njegovih krajeva, dio tekućine će sila gravitacije s jedne polovice posude prijeći će na drugu – na onu kojoj se približio. A budući da je kretanje tekućine u odvojenim dijelovima posude povezano s kretanjem Zračna rupa, tada će se pomicati i obojene kapi u malim cjevčicama. Uklanjanje osobe s uređaja izazvat će suprotan učinak - obrnuto pomicanje kapljica. Postoji demonstracija učinka gravitacije.

Ako prinesete uteg spravi, kap u lijevoj kapilari će se podići, au desnoj će se spustiti

Možete li sada pogoditi kamo idemo s ovim? Samo trebamo malo poboljšati naš uređaj tako da automatski daje signal kada mu se osoba približi. Postoji mnogo opcija ovdje. Zatamnjene kapljice koje se kreću mogu blokirati snop svjetlosti i uzrokovati paljenje fotoćelije i uključivanje sirene.

Pogledajte sliku i bolje ćete shvatiti mehanizam djelovanja takvog štitnika. Uređaj radi ako je osiguran iza blindiranih sefskih vrata ili iza gustog betonski zid- nema prepreka za gravitaciju. Drugim riječima, slično sigurnosni uređaj najpouzdaniji.

Takav uređaj će automatski dati signal kada mu se osoba približi.

Danas nećete nikoga iznenaditi drugačijim svrhama i učinkovitošću. elektronički uređaji preventivna upozorenja koja obavještavaju ljude ili uključuju sigurnosni alarm mnogo prije izravnog kontakta neželjenog gosta sa zaštićenom granicom (teritorijem). Mnogi od ovih čvorova opisanih u literaturi, npr. u, prema autoru, zanimljivi su, ali komplicirani.

Za razliku od njih, jednostavan elektronički sklop beskontaktni kapacitivni senzor (slika 2.2), koji čak i početnik radio amater može sastaviti. Uređaj ima visoku ulaznu osjetljivost, što mu omogućuje da se koristi za upozoravanje na približavanje osobe senzoru E1.

Princip rada uređaja temelji se na promjeni kapacitivnosti između senzorske antene E1 i "uzemljenja" (zajednička žica: sve što odgovara petlji uzemljenja - u ovom slučaju pod i zidovi prostorije). Kada se osoba približi, ovaj kapacitet se značajno mijenja, što je dovoljno za aktiviranje mikro kruga K561TL1.

Riža. 2.2. Električni dijagram bezkontaktni kapacitivni senzor

Dizajn se temelji na dva elementa mikro kruga K561TL1 (DD1), povezanih kao pretvarači. Ovaj mikro krug sadrži četiri element iste vrste s 2I-NOT funkcijom sa Schmittovim okidačima s histerezom (kašnjenjem) na ulazu i inverzijom na izlazu.

Korištenje mikro kruga K561TL1 je zbog niske potrošnje struje, visoke otpornosti na buku (do 45% razine napona napajanja), rada u širokom rasponu napona napajanja (u rasponu od 3-15 V), zaštite ulaza od statički elektricitet i kratkotrajno prekoračenje ulaznih razina, te mnoge druge prednosti koje omogućuju široku primjenu čipa u dizajnu radijskih amatera bez potrebe za posebnim mjerama opreza i zaštite.

Osim toga, mikro krug K561TL1 omogućuje paralelno povezivanje njegovih neovisnih logičkih elemenata, kao elemenata međuspremnika, zbog čega se snaga izlaznog signala proporcionalno povećava. Schmittovi okidači su bistabilni sklopovi koji mogu raditi s polagano rastućim ulaznim signalima, uključujući one koji sadrže šum. Istodobno, oštri rubovi impulsa koji daju izlaz mogu se prenijeti na sljedeće čvorove kruga za spajanje s drugim ključnim elementima i mikrokrugovima. Mikro krug K561TL (kao i K561TL2) može odabrati upravljački signal (uključujući digitalni) za druge uređaje iz analognog ili neizrazitog ulaznog impulsa.

Strani analog K561TL1 je CD4093B.

Dijagram spajanja pretvarača je klasičan, opisan je u referentnim publikacijama. Osobitost predstavljenog razvoja leži u njegovim dizajnerskim nijansama. Nakon uključivanja napajanja, na ulazu elementa DD1.1 prisutno je nedefinirano stanje blizu niske logičke razine. Izlaz DD1.1 je visok, izlaz DD1.2 je opet nizak. Tranzistor VT1 je zatvoren. Piezoelektrična kapsula HAI (s unutarnjim generatorom 34) nije aktivna.

Antena je spojena na senzor E1 - poslužit će i teleskopska antena za automobil. Kada je osoba u blizini antene, mijenja se kapacitivnost između pina antene i poda. To uzrokuje prebacivanje elemenata DD1.1, DD1.2 u suprotno stanje. Za prebacivanje čvora, osoba prosječne visine mora biti (hodati) pored antene duljine 35 cm na udaljenosti do 1,5 m. Visoka razina napona pojavljuje se na pinu 4 mikro kruga, zbog čega tranzistor VT1 otvara se i čuje se kapsula HA1.

Odabirom kapaciteta kondenzatora C1 možete promijeniti način rada elemenata mikro kruga. Dakle, kada se kapacitet C1 smanji na 82-120 pF, čvor radi drugačije. Sada se zvučni signal oglašava samo dok je na ulaz DD1.1 utjecala smetnja izmjeničnog napona - ljudski dodir.

Električni krug (slika 2.2) također se može koristiti kao osnova za senzor dodira okidača. Da biste to učinili, uklonite konstantni otpornik R1, oklopljenu žicu i kontakte 1 i 2 senzora mikro kruga.

Oklopljena žica spojena je u seriju s R1 (kabel RK-50, RK-75, oklopljena žica za AF signale - pogodne su sve vrste) duljine 1-1,5 m, ekran je spojen na zajedničku žicu, središnja jezgra na kraj je spojen na antenski pin.

Ako se poštuju navedene preporuke i koriste tipovi i vrijednosti elemenata navedenih u dijagramu, jedinica generira zvučni signal s frekvencijom od oko 1 kHz (ovisno o vrsti HA1 kapsule) kada se osoba približi pinu antene na udaljenost 1,5-1 m. Nema efekta okidača. Čim se objekt udalji od antene, senzor prelazi u sigurnosni (pripravni) način rada.

Eksperiment je također proveden sa životinjama - mačkom i psom: čvor ne reagira na njihov pristup senzoru antene.

Mogućnosti uređaja teško se mogu precijeniti. U autorskoj verziji montiran je pored okvir vrata; Ulazna vrata- metalni.

Jačina AF signala koju emitira HA1 kapsula dovoljna je da se čuje u zatvorenoj lođi (usporediva je s glasnoćom zvona u stanu).

Napajanje je stabilizirano, s naponom od 9-15 V, s dobrim filtriranjem valovitog napona na izlazu. Potrošnja struje je zanemariva u stanju pripravnosti (nekoliko mikroampera) i povećava se na 22-28 mA kada emiter HA1 aktivno radi. Izvor bez transformatora ne može se koristiti zbog vjerojatnosti oštećenja elektro šok. Oksidni kondenzator C2 djeluje kao dodatni filtar napajanja, njegov tip je K50-35 ili sličan, za radni napon koji nije niži od napona izvora napajanja.

Tijekom rada jedinice, zanimljive karakteristike. Napon napajanja čvora utječe na njegov rad: kada se napon napajanja poveća na 15 V, samo obična višejezgrena neoklopljena električna bakrene žice presjek 1-2 mm, duljina 1 m; U ovom slučaju nije potreban zaslon ili otpornik R1; električna bakrena žica spojena je izravno na pinove 1 i 2 elementa DD1.1. Učinak je sličan. Kod promjene faziranja mrežni utikač izvor napajanja, čvor katastrofalno gubi osjetljivost i može raditi samo kao senzor (reagira na dodir E1). To vrijedi za bilo koju vrijednost napona napajanja u rasponu od 9-15 V. Očito je druga svrha ovog kruga obični senzor (ili senzor-okidač).

Ove nijanse treba uzeti u obzir pri ponavljanju uređaja. Međutim, u slučaju ovdje opisanog ispravnog spajanja, dobiva se važna komponenta sigurnosnog alarma, koja osigurava sigurnost doma, upozoravajući vlasnike čak i prije nego što se dogodi hitna situacija.

Elementi su kompaktno postavljeni na ploču od stakloplastike. Kućište uređaja je bilo koji dielektrični (nevodljivi) materijal. Za kontrolu napajanja, uređaj može biti opremljen LED indikatorom spojenim paralelno s izvorom napajanja.

Nije potrebna prilagodba ako se strogo slijede preporuke. Ako eksperimentirate s duljinom zaštitnog kabela, duljinom i površinom senzorske antene E1 i promjenom napona napajanja, možda ćete morati prilagoditi otpor otpornika R1 u širokom rasponu - od 0,1 do 100 MOhm. Da biste smanjili osjetljivost, povećajte kapacitet kondenzatora C1. Ako to ne donese rezultate, konstantni otpornik s otporom od 5-10 MOhm spojen je paralelno s C1.

Riža. 2.3. Kapacitivni senzor

Nepolarni kondenzator C1 je tip KM6. Nepromjenjivi otpornik R2—MLT-0,25. Otpornik R1 - tip BC-0,5, BC-1. Tranzistor VT1 je neophodan za pojačavanje signala s izlaza elementa DD1.2. Bez ovog tranzistora kapsula HA1 ne zvuči glasno. Tranzistor VT1 može se zamijeniti s KT503, KT940, KT603, KT801 s bilo kojim slovnim indeksom.

Kapsula emitera HA1 može se zamijeniti sličnom s ugrađenim generatorom 34 i radnom strujom ne većom od 50 mA, na primjer FMQ-2015B, KRKH-1212V i slično.

Zahvaljujući korištenju kapsule s ugrađenim generatorom, jedinica pokazuje zanimljiv učinak: kada se osoba približi senzor-anteni E1, zvuk kapsule je monoton, a kada se osoba udalji (ili približi osobi) , počevši od udaljenosti od 1,5 m do E1), kapsula proizvodi stabilan isprekidani zvuk u skladu s promjenom razine potencijala na izlazu elementa DD1.2. (Sličan učinak činio je temelj prve elektronske glazbeni instrument- "teremin".)

Za potpunije razumijevanje svojstava kapacitivnog senzora, autor preporučuje da se upoznate s materijalom.

Ako se kao HA1 koristi kapsula s ugrađenim AF generatorom, na primjer KRI-4332-12, tada kada je osoba relativno daleko od senzorske antene, zvuk će nalikovati sireni, a pri maksimalnom približavanju, isprekidan signal.

Nekim od nedostataka uređaja može se smatrati nedostatak selektivnosti (sustav prepoznavanja "prijatelj/neprijatelj"), pa će čvor signalizirati približavanje bilo koje osobe E1, uključujući i vlasnika stana koji je izašao na kupiti kruh. Temelj rada uređaja su električne smetnje i promjene kapacitivnosti, koje su najkorisnije kada se koriste u velikim stambenim područjima s razvijenom mrežom električnih komunikacija; Očito, uređaj će biti beskoristan u šumi, na polju i bilo gdje gdje nema električnih komunikacija.

Kashkarov A.P. 500 shema za radio amatere. Elektronički senzori.