Penderia kapasitif adalah salah satu jenis penderia bukan sentuhan, prinsip operasinya berdasarkan perubahan dalam pemalar dielektrik medium antara dua plat kapasitor. Satu plat adalah litar sensor sentuh dalam bentuk plat logam atau wayar, dan yang kedua adalah bahan konduktif elektrik, contohnya, logam, air atau badan manusia.

Apabila membangunkan sistem untuk menghidupkan bekalan air secara automatik ke tandas untuk bidet, ia menjadi perlu untuk menggunakan sensor kehadiran kapasitif dan suis yang sangat dipercayai, tahan terhadap perubahan suhu luaran, kelembapan, habuk dan voltan bekalan. Saya juga ingin menghapuskan keperluan seseorang untuk menyentuh kawalan sistem. Keperluan yang dibentangkan hanya boleh dipenuhi oleh litar sensor sentuh yang beroperasi pada prinsip menukar kapasiti. Saya tidak dapat mencari skim siap sedia yang memenuhi keperluan yang diperlukan, jadi saya terpaksa membangunkannya sendiri.

Hasilnya ialah sensor sentuh kapasitif sejagat yang tidak memerlukan konfigurasi dan bertindak balas terhadap objek konduktif elektrik yang menghampiri, termasuk seseorang, pada jarak sehingga 5 cm Skop penggunaan sensor sentuh yang dicadangkan tidak terhad. Ia boleh digunakan, sebagai contoh, untuk menghidupkan lampu, sistem penggera pencuri, menentukan paras air dan dalam banyak kes lain.

Gambar rajah litar elektrik

Untuk mengawal bekalan air dalam bidet tandas, dua sensor sentuh kapasitif diperlukan. Satu sensor perlu dipasang terus pada tandas; ia perlu menghasilkan isyarat sifar logik dengan kehadiran seseorang, dan jika tiada isyarat logik. Kedua sensor kapasitif sepatutnya berfungsi sebagai suis air dan berada dalam salah satu daripada dua keadaan logik.

Apabila tangan dibawa ke penderia, penderia terpaksa menukar keadaan logik pada output - daripada keadaan awal kepada keadaan sifar logik, apabila tangan disentuh semula, daripada keadaan sifar kepada keadaan logik. Dan seterusnya ad infinitum, selagi suis sentuh menerima isyarat pemboleh sifar logik daripada penderia kehadiran.

Litar sensor sentuh kapasitif

Asas litar sensor kehadiran sensor kapasitif adalah penjana nadi segi empat tepat induk, dibuat mengikut skema klasik pada dua elemen logik litar mikro D1.1 dan D1.2. Kekerapan penjana ditentukan oleh penarafan unsur R1 dan C1 dan dipilih sekitar 50 kHz. Nilai frekuensi hampir tidak mempunyai kesan ke atas operasi sensor kapasitif. Saya menukar frekuensi dari 20 hingga 200 kHz dan secara visual tidak melihat sebarang kesan pada pengendalian peranti.

Dari pin 4 cip D1.2 bentuk segi empat tepat melalui perintang R2 ia pergi ke input 8, 9 litar mikro D1.3 dan melalui perintang boleh ubah R3 ke input 12,13 D1.4. Isyarat tiba pada input cip D1.3 dengan sedikit perubahan pada cerun depan nadi disebabkan oleh sensor yang dipasang, iaitu sekeping wayar atau plat logam. Pada input D1.4, disebabkan oleh kapasitor C2, bahagian hadapan berubah untuk masa yang diperlukan untuk mengecasnya semula. Terima kasih kepada kehadiran perintang pemangkasan R3, adalah mungkin untuk menetapkan tepi nadi pada input D1.4 sama dengan tepi nadi pada input D1.3.

Jika anda membawa tangan anda atau objek logam lebih dekat dengan antena (sentuh sensor), kapasitansi pada input litar mikro DD1.3 akan meningkat dan bahagian hadapan nadi yang masuk akan ditangguhkan dalam masa berbanding dengan bahagian hadapan nadi. tiba di input DD1.4. Untuk "menangkap" kelewatan ini, denyutan terbalik disalurkan ke cip DD2.1, yang merupakan flip-flop D yang berfungsi seperti berikut. Di sepanjang tepi positif nadi yang tiba pada input litar mikro C, isyarat yang berada pada masa itu pada input D dihantar ke output pencetus Akibatnya, jika isyarat pada input D tidak berubah, denyutan masuk pada input pengiraan C tidak menjejaskan tahap isyarat keluaran. Sifat pencetus D ini memungkinkan untuk membuat penderia sentuhan kapasitif yang mudah.

Apabila kapasitansi antena, disebabkan oleh pendekatan badan manusia kepadanya, pada input DD1.3 meningkat, nadi ditangguhkan dan ini membetulkan pencetus D, mengubah keadaan keluarannya. LED HL1 digunakan untuk menunjukkan kehadiran voltan bekalan, dan LED HL2 digunakan untuk menunjukkan kedekatan dengan sensor sentuh.

Litar suis sentuh

Litar sensor sentuh kapasitif juga boleh digunakan untuk mengendalikan suis sentuh, tetapi dengan sedikit pengubahsuaian, kerana ia bukan sahaja perlu bertindak balas terhadap pendekatan tubuh manusia, tetapi juga untuk kekal dalam keadaan stabil selepas tangan dikeluarkan. Untuk menyelesaikan masalah ini, kami terpaksa menambah satu lagi pencetus D, DD2.2, pada output sensor sentuh, disambungkan menggunakan pembahagi dengan dua litar.

Litar sensor kapasitif telah diubah suai sedikit. Untuk mengecualikan penggera palsu, kerana seseorang boleh membawa dan mengeluarkan tangannya perlahan-lahan, disebabkan kehadiran gangguan, sensor boleh mengeluarkan beberapa denyutan ke input pengiraan D pencetus, melanggar algoritma operasi suis yang diperlukan. Oleh itu, rantaian RC elemen R4 dan C5 telah ditambah, yang untuk masa yang singkat menyekat keupayaan untuk menukar pencetus D.

Pencetus DD2.2 berfungsi dengan cara yang sama seperti DD2.1, tetapi isyarat kepada input D dibekalkan bukan daripada elemen lain, tetapi daripada output songsang DD2.2. Akibatnya, di sepanjang tepi positif nadi yang tiba pada input C, isyarat pada input D berubah kepada sebaliknya. Sebagai contoh, jika dalam keadaan awal terdapat sifar logik pada pin 13, maka dengan mengangkat tangan anda ke sensor sekali, pencetus akan bertukar dan yang logik akan ditetapkan pada pin 13. Pada kali seterusnya anda berinteraksi dengan penderia, pin 13 sekali lagi akan ditetapkan kepada sifar logik.

Untuk menyekat suis tanpa kehadiran seseorang di tandas, unit logik dibekalkan dari sensor ke input R (menetapkan sifar pada output pencetus, tanpa mengira isyarat pada semua input lain). Sifar logik ditetapkan pada output suis kapasitif, yang dibekalkan melalui abah-abah ke pangkal transistor kunci untuk menghidupkan injap solenoid dalam Unit Kuasa dan Pensuisan.

Perintang R6, jika tiada isyarat menyekat dari sensor kapasitif sekiranya kegagalannya atau putus wayar kawalan, menyekat pencetus pada input R, dengan itu menghapuskan kemungkinan bekalan air spontan dalam bidet. Kapasitor C6 melindungi input R daripada gangguan. LED HL3 berfungsi untuk menunjukkan bekalan air dalam bidet.

Reka bentuk dan butiran penderia sentuhan kapasitif

Apabila saya mula membangunkan sistem penderia untuk bekalan air dalam bidet, tugas yang paling sukar bagi saya ialah pembangunan penderia penghunian kapasitif. Ini disebabkan oleh beberapa sekatan pemasangan dan operasi. Saya tidak mahu sensor disambungkan secara mekanikal ke penutup tandas, kerana ia perlu dikeluarkan secara berkala untuk mencuci, dan tidak akan mengganggu sanitasi tandas itu sendiri. Itulah sebabnya saya memilih bekas sebagai unsur tindak balas.

Penderia kehadiran

Berdasarkan rajah yang diterbitkan di atas, saya membuat prototaip. Bahagian sensor kapasitif dipasang pada papan litar bercetak papan diletakkan di dalam kotak plastik dan ditutup dengan penutup. Untuk menyambungkan antena, penyambung pin tunggal dipasang dalam kes itu penyambung empat pin RSh2N dipasang untuk membekalkan voltan dan isyarat bekalan. Papan litar bercetak disambungkan kepada penyambung dengan pematerian pengalir kuprum dalam penebat fluoroplastik.

Penderia sentuhan kapasitif dipasang pada dua litar mikro siri KR561, LE5 ​​​​dan TM2. Daripada litar mikro KR561LE5, anda boleh menggunakan KR561LA7. Litar mikro 176 siri dan analog yang diimport juga sesuai. Perintang, kapasitor dan LED akan sesuai dengan apa-apa jenis. Kapasitor C2, untuk operasi stabil sensor kapasitif apabila beroperasi dalam keadaan turun naik yang besar dalam suhu ambien, mesti diambil dengan TKE kecil.

Sensor dipasang di bawah platform tandas di mana ia dipasang tangki di tempat di mana, sekiranya berlaku kebocoran dari tangki, air tidak boleh masuk. Badan sensor dilekatkan pada tandas menggunakan pita dua sisi.

Penderia antena bagi penderia kapasitif ialah sekeping kuprum wayar terdampar 35 cm panjang berpenebat dengan fluoroplastik, dilekatkan dengan pita lutsinar pada dinding luar mangkuk tandas satu sentimeter di bawah satah cermin mata. Penderia jelas kelihatan dalam foto.

Untuk melaraskan sensitiviti sensor sentuh, selepas memasangnya di tandas, tukar rintangan perintang pemangkasan R3 supaya LED HL2 padam. Seterusnya, letakkan tangan anda pada penutup tandas di atas lokasi sensor, LED HL2 harus menyala, jika anda mengeluarkan tangan anda, ia akan padam. Sejak paha manusia mengikut jisim lebih banyak tangan, kemudian semasa operasi sensor sentuh, selepas pelarasan sedemikian, akan dijamin berfungsi.

Reka bentuk dan butiran suis sentuh kapasitif

Litar suis sentuh kapasitif mempunyai lebih banyak bahagian dan perumah yang lebih besar diperlukan untuk menampungnya, dan atas sebab estetik, penampilan perumah di mana penderia kehadiran diletakkan tidak begitu sesuai untuk dipasang di tempat yang boleh dilihat. Soket dinding rj-11 untuk menyambungkan telefon menarik perhatian. Ia adalah saiz yang betul dan kelihatan baik. Setelah mengeluarkan semua yang tidak perlu dari soket, saya meletakkan papan litar bercetak untuk suis sentuh kapasitif di dalamnya.

Untuk mengamankan papan litar bercetak Pendirian pendek dipasang di pangkal kes dan papan litar bercetak dengan bahagian suis sentuh telah diskrukan padanya menggunakan skru.

Penderia kapasitif dibuat dengan melekatkan kepingan tembaga ke bahagian bawah penutup soket dengan gam Moment, setelah sebelumnya memotong tingkap untuk LED di dalamnya. Apabila menutup penutup, spring (diambil daripada pemetik api silikon) bersentuhan dengan kepingan loyang dan dengan itu memastikan sentuhan elektrik antara litar dan penderia.

Suis sentuh kapasitif dipasang pada dinding menggunakan satu skru mengetuk sendiri. Untuk tujuan ini, lubang disediakan di perumahan. Seterusnya, papan dan penyambung dipasang dan penutupnya diikat dengan selak.

Menyediakan suis kapasitif secara praktikalnya tidak berbeza dengan menyediakan penderia kehadiran yang diterangkan di atas. Untuk mengkonfigurasi, anda perlu menggunakan voltan bekalan dan melaraskan perintang supaya LED HL2 menyala apabila tangan dibawa ke sensor, dan padam apabila ia dikeluarkan. Seterusnya, anda perlu mengaktifkan penderia sentuh dan gerakkan serta keluarkan tangan anda ke penderia suis. LED HL2 harus berkelip dan LED HL3 merah akan menyala. Apabila tangan dikeluarkan, LED merah harus kekal bercahaya. Apabila anda mengangkat tangan anda sekali lagi atau mengalihkan badan anda dari penderia, LED HL3 harus padam, iaitu, mematikan bekalan air dalam bidet.

PCB sejagat

Penderia kapasitif yang dibentangkan di atas dipasang pada papan litar bercetak, berbeza sedikit daripada papan litar bercetak yang ditunjukkan dalam foto di bawah. Ini disebabkan oleh gabungan kedua-dua papan litar bercetak menjadi satu yang universal. Jika anda memasang suis sentuh, anda hanya perlu memotong nombor trek 2. Jika anda memasang penderia kehadiran sentuhan, maka nombor trek 1 dialih keluar dan tidak semua elemen dipasang.

Unsur-unsur yang diperlukan untuk operasi suis sentuh, tetapi mengganggu operasi penderia kehadiran, R4, C5, R6, C6, HL2 dan R4, tidak dipasang. Daripada R4 dan C6, pelompat wayar dipateri. Rantai R4, C5 boleh ditinggalkan. Ia tidak akan menjejaskan kerja.

Di bawah ialah lukisan papan litar bercetak untuk knurling menggunakan kaedah terma untuk menggunakan trek pada kerajang.

Ia cukup untuk mencetak lukisan pada kertas berkilat atau kertas surih dan templat sedia untuk membuat papan litar bercetak.

Operasi tanpa masalah bagi penderia kapasitif untuk sistem kawalan sentuh untuk bekalan air dalam bidet telah disahkan dalam amalan selama tiga tahun operasi berterusan. Tiada kerosakan direkodkan.

Walau bagaimanapun, saya ingin ambil perhatian bahawa litar itu sensitif kepada bunyi impuls yang kuat. Saya menerima e-mel yang meminta bantuan untuk menyediakannya. Ternyata semasa penyahpepijatan litar terdapat seterika pematerian dengan pengawal suhu thyristor berdekatan. Selepas mematikan besi pematerian, litar mula berfungsi.

Terdapat satu lagi kes sedemikian. Sensor kapasitif dipasang dalam lampu yang disambungkan ke saluran keluar yang sama dengan peti sejuk. Apabila ia dihidupkan, lampu dihidupkan dan apabila ia dimatikan semula. Isu ini telah diselesaikan dengan menyambungkan lampu ke soket lain.

Saya menerima surat mengenai kejayaan penggunaan litar sensor kapasitif yang diterangkan untuk mengawal paras air dalam tangki simpanan plastik. Di bahagian bawah dan atas terdapat sensor yang dilekatkan dengan silikon, yang mengawal menghidupkan dan mematikan pam elektrik.

Di antara pelbagai jenis reka bentuk kapasitif, kadangkala sukar untuk memilih pilihan sensor kapasitif yang paling sesuai untuk kes tertentu. Dalam banyak penerbitan mengenai topik peranti kapasitif, skop dan ciri tersendiri Reka bentuk yang dicadangkan diterangkan secara ringkas dan amatur radio selalunya tidak dapat mengetahui litar peranti kapasitif mana yang patut diutamakan untuk pengulangan.

Artikel ini menerangkan pelbagai jenis sensor kapasitif, ciri perbandingannya dan cadangan untuk kegunaan praktikal yang paling rasional bagi setiap jenis struktur kapasitif tertentu diberikan.

Seperti yang diketahui, sensor kapasitif mampu bertindak balas kepada mana-mana objek dan, pada masa yang sama, jarak tindak balas mereka tidak bergantung pada sifat permukaan objek yang menghampiri, seperti, sebagai contoh, sama ada ia panas atau sejuk ( tidak seperti penderia inframerah), serta sama ada ia keras atau lembut (tidak seperti penderia gerakan ultrasonik). Di samping itu, sensor kapasitif boleh mengesan objek melalui pelbagai "halangan" legap, contohnya, dinding bangunan, pagar besar, pintu, dll. Penderia sedemikian boleh digunakan untuk tujuan keselamatan dan untuk tujuan isi rumah, sebagai contoh, untuk menghidupkan lampu apabila memasuki bilik; untuk pembukaan pintu automatik; dalam penggera paras cecair, dsb.
Terdapat beberapa jenis sensor kapasitif.

1. Penderia pada kapasitor.
Dalam penderia jenis ini, isyarat tindak balas dijana menggunakan litar kapasitor dan reka bentuk yang serupa boleh dibahagikan kepada beberapa kumpulan.
Yang paling mudah ialah litar berdasarkan pembahagi kapasitif.

Dalam peranti sedemikian, sebagai contoh, antena penderia disambungkan kepada output penjana kerja melalui kapasitor pengasingan kapasiti kecil, dalam kes ini, pada titik sambungan antena dan kapasitor di atas, potensi operasi terbentuk, tahap yang bergantung kepada kapasitansi antena, manakala antena-sensor dan kapasitor pemisah membentuk pembahagi kapasitif dan apabila sebarang objek menghampiri antena, potensi pada titik sambungannya dengan kapasitor pemisah - ia turun, yang merupakan isyarat untuk mencetuskan peranti.

Terdapat jugagambar rajah padaPenjana RC.Dalam reka bentuk ini, sebagai contoh, untuk menjana isyarat tindak balas, penjana RC digunakan, elemen penetapan frekuensi yang merupakan penderia antena, kapasitansi yang berubah (meningkat) apabila mana-mana objek mendekatinya. Isyarat yang ditentukan oleh kapasitansi antena sensor kemudiannya dibandingkan dengan isyarat rujukan yang datang daripada output penjana kedua (rujukan).

Penderia pada kapasitor yang digunakan.Dalam peranti sedemikian, sebagai contoh, dua plat logam rata yang diletakkan dalam satah yang sama digunakan sebagai penderia antena. Plat ini adalah plat bagi kapasitor yang tidak dilipat dan apabila mana-mana objek mendekati, pemalar dielektrik medium antara plat berubah dan, dengan itu, kapasitansi kapasitor di atas meningkat, yang merupakan isyarat untuk mencetuskan sensor.
Peranti juga dikenali, sebagai contoh, di mana ia digunakan kaedah untuk membandingkan kemuatan antena dengan kemuatan kapasitor (rujukan) teladan(Pautan Rospaten).

Di mana, ciri ciri sensor kapasitif pada kapasitor adalah imuniti hingar yang rendah - input peranti sedemikian tidak mengandungi unsur-unsur yang boleh menyekat pengaruh luar secara berkesan. Pelbagai gangguan dan gangguan radio yang diterima oleh antena membentuk sejumlah besar bunyi dan gangguan pada input peranti, menjadikan reka bentuk sedemikian tidak sensitif kepada isyarat yang lemah. Atas sebab ini, julat pengesanan objek penderia berasaskan kapasitor adalah kecil, contohnya, mereka mengesan pendekatan seseorang dari jarak tidak melebihi 10 - 15 cm.
Pada masa yang sama, peranti sedemikian boleh menjadi sangat mudah dalam reka bentuk (contohnya) dan tidak perlu menggunakan bahagian penggulungan - gegelung, litar, dan lain-lain, kerana reka bentuk ini agak mudah dan maju dari segi teknologi untuk dihasilkan.

Kawasan permohonan sensor kapasitif pada kapasitor.
Peranti ini boleh digunakan di mana kepekaan tinggi dan imuniti bunyi tidak diperlukan, contohnya dalam pengesan sentuhan logam. objek, penderia paras cecair, dsb., serta untuk amatur radio pemula yang membiasakan diri dengan teknologi kapasitif.

2. Penderia kapasitif pada litar LC tetapan frekuensi.
Peranti jenis ini kurang terdedah kepada gangguan dan gangguan radio berbanding dengan penderia berasaskan kapasitor.
Antena sensor (biasanya plat logam) disambungkan (sama ada secara langsung atau melalui kapasitor dengan kapasiti beberapa puluh pF) ke litar LC tetapan frekuensi penjana RF. Apabila mana-mana objek menghampiri, kapasitansi antena berubah (meningkat) dan, dengan itu, kemuatan litar LC. Akibatnya, kekerapan penjana berubah (berkurang) dan operasi berlaku.

Keanehan penderia kapasitif jenis ini.
1) Litar LC dengan antena penderia yang dipasang padanya adalah sebahagian daripada penjana, akibatnya gangguan dan gangguan radio yang menjejaskan antena juga mempengaruhi operasinya: melalui elemen maklum balas positif, isyarat gangguan (terutamanya yang berdenyut) bocor ke input unsur aktif penjana dan dikuatkan di dalamnya, membentuk bunyi luar pada output peranti, mengurangkan sensitiviti struktur kepada isyarat lemah dan mewujudkan bahaya penggera palsu.
2) Litar LC, yang beroperasi sebagai elemen penetapan frekuensi penjana, dimuatkan dengan banyak dan mempunyai faktor kualiti yang berkurangan, akibatnya sifat selektif litar dikurangkan dan keupayaannya untuk menukar penalaannya apabila antena perubahan kapasitans merosot, yang seterusnya mengurangkan sensitiviti reka bentuk.
Ciri penderia yang disebutkan di atas pada litar LC tetapan frekuensi mengehadkan imuniti hingar dan julat pengesanan objek sebagai contoh, jarak pengesanan manusia dengan penderia jenis ini biasanya 20 - 30 cm.

Terdapat beberapa jenis dan pengubahsuaian penderia kapasitif dengan litar LC tetapan frekuensi.

1) Penderia dengan resonator kuarza.
Dalam peranti sedemikian, sebagai contoh, untuk meningkatkan sensitiviti dan kestabilan frekuensi penjana, yang berikut diperkenalkan: resonator kuarza dan pengubah RF pembezaan, penggulungan utama yang merupakan elemen litar tetapan frekuensi bagi penjana, dan dua belitan sekundernya (serupa) ialah elemen jambatan pengukur yang mana ia disambungkan dengan penderia antena yang disambungkan secara bersiri dengan resonator kuarza, dan apabila sebarang objek menghampiri antena, isyarat tindak balas dihasilkan.
Kepekaan reka bentuk sedemikian adalah lebih tinggi berbanding dengan penderia konvensional pada litar LC tetapan frekuensi, bagaimanapun, mereka memerlukan pembuatan pengubah HF pembezaan (dalam reka bentuk di atas, belitannya diletakkan pada cincin saiz standard K10 × 6 × 2 diperbuat daripada ferit M3000NM, pada masa yang sama, untuk meningkatkan faktor kualiti, jurang 0.9...1.1 mm lebar dipotong di dalam gelang.

2) Penderia dengan sedutanlitar LC.
Reka bentuk ini, sebagai contoh, adalah peranti kapasitif di mana, untuk meningkatkan kepekaan, litar LC tambahan (dipanggil sedutan) diperkenalkan, digandingkan secara induktif kepada litar tetapan frekuensi penjana dan ditala kepada resonans dengan litar ini.
Sensor antena, dalam kes ini, tidak disambungkan kepada litar tetapan frekuensi, tetapi kepada litar LC sedutan yang disebutkan di atas, yang termasuk kapasitor berkapasiti rendah dan solenoid, yang induktansinya, sewajarnya, meningkat. Kerana Kapasitor gelung, dalam kes ini, harus kecil - pada tahap M33 - M75.
Oleh kerana kapasitansi kecil litar ini, kapasitansi antena sensor menjadi setanding dengannya, kerana perubahan dalam kapasitans antena mempunyai kesan yang ketara ke atas penetapan litar LC sedutan di atas, manakala amplitud ayunan dalam frekuensi -litar tetapan penjana dan , masing-masing, ialah tahap isyarat RF pada outputnya.

Ia juga boleh diperhatikan bahawa dalam reka bentuk sedemikian sambungan antara antena dan litar tetapan frekuensi penjana tidak langsung, tetapi induktif, kerana pengaruh cuaca dan iklim pada antena tidak boleh memberi kesan langsung ke atas operasi elemen aktif penjana (transistor atau op-amp), yang merupakan sifat positif struktur tersebut.
Seperti dalam kes sensor berdasarkan resonator kuarza, meningkatkan sensitiviti peranti kapasitif dengan litar LC sedutan dicapai disebabkan oleh beberapa komplikasi reka bentuk - dalam kes ini, pembuatan litar LC tambahan diperlukan, termasuk induktor. dengan bilangan lilitan dua kali lebih besar (dalam - 100 lilitan) berbanding gegelung litar LC tetapan frekuensi.

3) Sesetengah sensor kapasitif menggunakan kaedah sepertimeningkatkan saiz antena penderia. Pada masa yang sama, struktur sedemikian juga meningkatkan kerentanan mereka kepada gangguan elektromagnet dan gangguan radio; atas sebab ini, dan juga disebabkan oleh besarnya peranti sedemikian (contohnya, grid logam 0.5 × 0.5 M), adalah dinasihatkan untuk menggunakan reka bentuk ini di luar bandar - di tempat dengan latar belakang elektromagnet yang lemah dan, sebaik-baiknya, di luar premis kediaman - supaya tiada gangguan dari wayar rangkaian.
Peranti dengan saiz penderia yang besar paling sesuai digunakan di kawasan luar bandar untuk tujuan keselamatan. plot taman dan kemudahan padang.

Kawasan permohonan penderia dengan litar LC tetapan frekuensi.
Peranti sedemikian boleh digunakan untuk pelbagai tujuan isi rumah (menyalakan lampu, dsb.), serta untuk mengesan sebarang objek di tempat dengan persekitaran elektromagnet yang tenang, contohnya dalam ruang bawah tanah(terletak di bawah paras tanah), serta di luar bandar (di kawasan luar bandar - jika tiada gangguan radio - sensor jenis ini boleh mengesan, sebagai contoh, pendekatan seseorang pada jarak sehingga beberapa puluh cm ).
Dalam keadaan bandar, adalah dinasihatkan untuk menggunakan reka bentuk ini sama ada sebagai penderia untuk menyentuh objek logam, atau sebagai sebahagian daripada peranti penggera yang, sekiranya berlaku penggera palsu, tidak menyebabkan kesulitan besar kepada orang lain, contohnya, dalam peranti yang termasuk fluks cahaya penghalang dan isyarat bunyi yang rendah.

3. Penderia kapasitif berbeza(peranti pada transformer pembezaan).
Sensor sedemikian, sebagai contoh, berbeza daripada reka bentuk yang diterangkan di atas kerana mereka tidak mempunyai satu, tetapi dua antena sensor, yang membolehkan penindasan (pampasan bersama) pengaruh cuaca dan iklim (suhu, kelembapan, salji, fros, hujan, dll. ).
Dalam kes ini, untuk mengesan pendekatan objek kepada mana-mana antena peranti kapasitif, jambatan LC pengukur simetri digunakan, yang bertindak balas kepada perubahan dalam kapasiti antara wayar biasa dan antena.

Peranti ini berfungsi seperti berikut.
Elemen sensitif sensor - antena - disambungkan kepada input pengukur jambatan LC, dan voltan RF yang diperlukan untuk kuasa jambatan dijana dalam pengubah pembezaan, belitan utama yang dibekalkan dengan isyarat bekalan RF daripada output penjana RF (dalam - demi kesederhanaan, - gegelung litar tetapan frekuensi penjana juga merupakan penggulungan utama pengubah pembezaan).
Pengubah reka bentuk pembezaan mengandungi dua belitan sekunder yang sama, pada hujung bertentangan yang mana voltan RF berselang-seli antifasa dijana untuk menggerakkan jambatan LC.
Dalam kes ini, pada output jambatan, tiada voltan RF kerana isyarat RF pada outputnya akan sama dalam amplitud dan bertentangan dalam tanda, yang menyebabkan pampasan dan penindasan bersama mereka akan berlaku (dalam jambatan LC pengukur, arus operasi pergi ke arah satu sama lain dan saling dikompensasikan pada output).
Dalam keadaan awalnya, tiada isyarat pada output jambatan LC pengukur jika objek menghampiri mana-mana antena, kapasiti satu atau satu lagi lengan jambatan pengukur meningkat, menyebabkan ketidakseimbangan dalam pengimbangannya; yang mana pampasan bersama bagi isyarat RF penjana menjadi tidak lengkap dan isyarat untuk mencetuskan peranti muncul pada output jambatan LC.

Selain itu, jika kapasitansi meningkat (atau berkurang) untuk kedua-dua antena sekaligus, maka operasi tidak berlaku kerana dalam kes ini, pengimbangan jambatan LC tidak terganggu dan isyarat RF yang mengalir dalam litar jambatan LC masih mengekalkan amplitud yang sama dan tanda bertentangan.

Terima kasih kepada sifat di atas, peranti berdasarkan transformer pembezaan, serta penderia kapasitor pembezaan yang diterangkan di atas, tahan terhadap turun naik cuaca dan iklim kerana ia menjejaskan kedua-dua antena secara sama rata dan kemudian membatalkan satu sama lain dan ditindas. Dalam kes ini, gangguan dan gangguan radio tidak ditindas, hanya pengaruh cuaca dan iklim dihapuskan, oleh itu, penderia pembezaan, seperti penderia pada litar LC tetapan frekuensi, mengalami penggera palsu secara berkala.
Antena harus diletakkan supaya apabila objek menghampiri, impak pada salah satu daripadanya akan lebih besar daripada yang lain.

Ciri-ciri penderia pembezaan.
Julat pengesanan peranti ini lebih tinggi sedikit berbanding dengan penderia pada litar LC tetapan frekuensi, tetapi penderia pembezaan adalah lebih kompleks dalam reka bentuk dan telah meningkatkan penggunaan arus akibat kehilangan dalam pengubah, yang mempunyai kecekapan terhad. Di samping itu, peranti sedemikian mempunyai zon sensitiviti yang berkurangan antara antena.

Kawasan permohonan.
Penderia pada pengubah pembezaan bertujuan untuk digunakan dalam keadaan luar. Peranti ini boleh digunakan di tempat yang sama seperti penderia pada litar LC tetapan frekuensi, dengan satu-satunya perbezaan ialah untuk memasang penderia pembezaan, ruang diperlukan untuk antena kedua.

4. Penderia kapasitif resonans(Paten RF No. 2419159; pautan Rospatent).
Peranti kapasitif yang sangat sensitif - isyarat tindak balas dalam reka bentuk ini dijana dalam litar LC input, yang berada dalam keadaan terputus separa berkenaan dengan isyarat daripada penjana RF yang berfungsi, yang mana litar disambungkan melalui kapasitor kecil (perlu elemen rintangan dalam litar).
Prinsip operasi struktur sedemikian mempunyai dua komponen: yang pertama ialah litar LC yang dikonfigurasikan dengan betul, dan yang kedua ialah elemen rintangan di mana litar LC disambungkan ke output penjana.

Oleh kerana litar LC berada dalam keadaan resonans separa (pada cerun ciri), rintangannya dalam litar isyarat RF sangat bergantung pada kapasitansi - kedua-duanya sendiri dan kapasitansi antena sensor yang dipasang padanya . Akibatnya, apabila mana-mana objek menghampiri antena, voltan RF pada litar LC dengan ketara mengubah amplitudnya, yang merupakan isyarat untuk mencetuskan peranti.

Pada masa yang sama, litar LC tidak kehilangan sifat selektifnya dan secara berkesan menindas (mengecilkan badan) pengaruh luar yang datang dari antena sensor - gangguan dan gangguan radio, memberikan tahap tinggi imuniti bunyi reka bentuk.

Dalam penderia kapasitif resonan, isyarat operasi daripada output penjana RF mesti dibekalkan kepada litar LC melalui beberapa rintangan, yang nilainya mesti setanding dengan rintangan litar LC pada frekuensi operasi, jika tidak, apabila objek mendekati antena penderia, voltan operasi Litar LC akan bertindak balas dengan sangat lemah terhadap perubahan rintangan litar LC dalam litar (voltan RF litar hanya akan mengulangi voltan keluaran penjana).

Nampaknya litar LC yang berada dalam keadaan resonans separa akan menjadi tidak stabil dan terlalu dipengaruhi oleh perubahan suhu. Pada hakikatnya, - dengan syarat bahawa kapasitor gelung dengan nilai kecil digunakan, i.e. (M33 – M75) - litar agak stabil, termasuk apabila peranti kapasitif beroperasi dalam keadaan luar. Sebagai contoh, apabila suhu berubah dari +25 hingga -12 darjah. Voltan RF pada litar LC berubah tidak lebih daripada 6%.

Di samping itu, dalam reka bentuk kapasitif resonan, antena disambungkan ke litar LC melalui kapasitor kecil (tidak perlu menggunakan gandingan yang kuat dalam peranti sedemikian), kerana pengaruh cuaca pada antena sensor tidak mengganggu operasi peranti. Litar LC dan voltan RF operasinya kekal hampir tidak berubah walaupun dalam hujan.
Dari segi julatnya, penderia kapasitif resonan adalah ketara (kadang-kadang beberapa kali) lebih baik daripada peranti berdasarkan litar LC tetapan frekuensi dan pengubah pembezaan, mengesan pendekatan seseorang pada jarak yang jauh melebihi 1 meter.

Dengan semua ini, reka bentuk yang sangat sensitif menggunakan prinsip operasi resonan telah muncul baru-baru ini - penerbitan pertama pada topik ini ialah artikel "Relay kapasitif" (majalah "Radio" 2010 / 5, ms. 38, 39); selain itu, Maklumat tambahan mengenai peranti kapasitif resonan dan pengubahsuaiannya juga tersedia di laman web pengarang artikel di atas: http://sv6502.narod.ru/index.html.

Ciri-ciri penderia kapasitif resonans.
1) Apabila mengeluarkan sensor resonan yang dimaksudkan untuk operasi dalam keadaan luar, pemeriksaan mandatori nod input untuk kestabilan terma diperlukan, yang mana potensi pada output pengesan diukur pada suhu yang berbeza (untuk ini anda boleh menggunakan peti sejuk penyejuk beku), pengesan mestilah stabil dari segi haba (pada transistor kesan medan).
2) Dalam penderia kapasitif resonan, sambungan antara antena dan penjana RF adalah lemah dan oleh itu pelepasan gangguan radio ke udara untuk reka bentuk sedemikian adalah sangat tidak penting - beberapa kali kurang berbanding dengan jenis peranti kapasitif lain.

Kawasan permohonan.
Penderia kapasitif resonan boleh digunakan dengan berkesan bukan sahaja di luar bandar dan lapangan, tetapi juga dalam keadaan bandar, sambil mengelak daripada meletakkan penderia berhampiran sumber isyarat radio yang berkuasa (stesen radio, pusat televisyen, dll.), jika tidak, peranti kapasitif resonan juga akan menunjukkan palsu. mencetuskan.
Penderia resonan juga boleh dipasang berdekatan dengan peranti elektronik lain - disebabkan oleh tahap pelepasan isyarat radio yang rendah dan imuniti hingar yang tinggi, struktur kapasitif resonan telah meningkatkan keserasian elektromagnet dengan peranti lain.

Nechaev I. "Geganti kapasitif", jurnal. "Radio" 1988/1, hlm.33.
Ershov M. "Penderia kapasitif", jurnal. "Radio" 2004 / 3, ms 41, 42.
Moskvin A. "Penderia kapasitif bukan sentuhan", jurnal. "Radio" 2002/10,
ms 38, 39.
Galkov A., Khomutov O., Yakunin A.. "Adaptif kapasitif sistem sekuriti"Paten RF No. 2297671 (C2), dengan keutamaan bertarikh 23 Jun 2005 - Buletin "Penciptaan. Model utiliti", 2007, No. 11.
Savchenko V, Gribova L."Penderia kapasitif bukan sentuh dengan kuarza
resonator", jurnal. "Radio" 2010 / 11, ms 27, 28.
"Relay kapasitif" - jurnal. "Radio" 1967 / 9, ms 61 (bahagian asing
struktur).
Rubtsov V."Peranti penggera keselamatan", jurnal. "Radio Amatur" 1992 / 8, ms 26.
Gluzman I. "Geganti kehadiran", jurnal. "Pereka model" 1981/1,
ms 41, 42).

Penderia gerakan - luar biasa perkara yang selesa, yang membolehkan anda mengawal cahaya di dalam bilik atau mengawal pembukaan dan penutupan pintu, dan juga boleh memberitahu anda tentang tetamu yang tidak diingini. Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda cara membuat sensor gerakan dengan tangan anda sendiri di rumah dan melihat kawasan itu permohonan yang mungkin data peranti.

Secara ringkas mengenai sensor

Salah satu yang paling jenis mudah penderia - suis had atau butang set semula kendiri (tanpa penetapan).

Ia dipasang berhampiran pintu dan bertindak balas terhadap pembukaan dan penutupannya. Menggunakan litar ringkas, peranti ini menghidupkan lampu di dalam peti sejuk. Ia boleh dilengkapi dengan ruang simpanan atau ruang depan lorong, pintu di pintu masuk, bilik tugas Lampu latar LED, gunakan suis ini sebagai penggera yang akan memberitahu anda tentang pembukaan atau penutupan pintu. Kelemahan reka bentuk mungkin kesukaran dalam pemasangan, dan kadang-kadang penampilan yang tidak dapat dilihat.

Peranti berdasarkan magnet boleh dilihat pada pintu dan tingkap objek yang dilindungi. Prinsip operasi mereka sangat serupa dengan butang. Suis buluh boleh membuka atau menyambungkan kenalan apabila magnet konvensional dibawa kepadanya. Oleh itu, suis buluh itu sendiri dipasang di ambang pintu, dan magnet digantung di pintu. Reka bentuk ini kelihatan kemas dan digunakan lebih kerap daripada butang biasa. Kekurangan peranti untuk aplikasi yang sangat khusus. Ia tidak sesuai untuk memantau kawasan lapang, dataran dan laluan.

Untuk laluan terbuka, terdapat peranti yang bertindak balas terhadap perubahan dalam persekitaran. Ini termasuk geganti foto, kapasitif (penderia medan), terma (PIR), geganti bunyi. Untuk merakam persimpangan kawasan tertentu, mengawal halangan, atau kehadiran pergerakan objek dalam kawasan bertindih, peranti gema foto atau bunyi digunakan.

Prinsip operasi penderia tersebut adalah berdasarkan pembentukan nadi dan rakamannya selepas pantulan daripada objek. Apabila objek memasuki zon sedemikian, ciri isyarat yang dipantulkan berubah, dan pengesan menjana isyarat kawalan pada output.

Untuk kejelasan, gambarajah skema operasi geganti foto dan geganti bunyi dibentangkan:

LED inframerah digunakan sebagai peranti pemancar dalam sensor optik, dan phototransistor digunakan sebagai penerima. Penderia bunyi beroperasi dalam julat ultrasonik, jadi operasinya kelihatan senyap di telinga kita, tetapi setiap daripadanya mengandungi pemancar kecil dan pengesan.

Sebagai contoh, adalah bagus untuk melengkapkan cermin bercahaya belakang dengan pengesan gerakan. Pencahayaan akan dihidupkan hanya pada masa seseorang berada betul-betul di sebelahnya. Tidak mahu membuatnya sendiri?

Gambar rajah pemasangan

Ketuhar gelombang mikro

Untuk kawalan kawasan lapang dan memantau kehadiran objek di zon yang dikehendaki, terdapat geganti kapasitif. Prinsip operasi peranti ini terdiri daripada mengukur jumlah penyerapan gelombang radio. Semua orang telah memerhati atau menjadi peserta dalam kesan ini apabila, mendekati penerima radio yang berfungsi, kekerapan ia beroperasi hilang dan gangguan muncul.

Mari kita bincangkan tentang cara membuat penderia gerakan jenis gelombang mikro. Jantung pengesan ini ialah penjana gelombang mikro radio dan antena khas.

Mengenai ini gambarajah skematik membentangkan cara mudah untuk membuat penderia gerakan gelombang mikro. Transistor VT1 ialah penjana frekuensi tinggi dan juga penerima radio. Diod pengesan membetulkan voltan dengan menggunakan pincang pada tapak transistor VT2. Penggulungan pengubah T1 ditala kepada frekuensi yang berbeza. Dalam keadaan awal, apabila antena tidak dipengaruhi oleh kapasitans luaran, amplitud isyarat saling dikompensasikan dan tiada voltan pada pengesan VD1 Apabila frekuensi berubah, amplitudnya ditambah dan dikesan oleh diod. Transistor VT2 mula dibuka. Sebagai pembanding untuk pemprosesan jelas keadaan "hidup" dan "mati", thyristor VS1 digunakan, yang mengawal geganti kuasa 12 volt.

Di bawah ialah gambarajah berkesan geganti kehadiran menggunakan komponen yang tersedia, yang akan membantu anda memasang pengesan gerakan dengan tangan anda sendiri atau hanya berguna untuk membiasakan diri dengan peranti.

terma

Thermal IR (PIR) ialah peranti penderia yang paling biasa dalam sektor perniagaan. Ini dijelaskan oleh komponen murah, skema pemasangan mudah, ketiadaan tetapan kompleks tambahan, dan julat suhu operasi yang luas.

Peranti siap boleh dibeli di mana-mana kedai barangan elektrik. Selalunya sensor ini dilengkapi dengan lampu, peranti penggera dan pengawal lain. Walau bagaimanapun, kini kami akan memberitahu anda cara membuat sensor gerakan terma di rumah. Skim mudah untuk mengulanginya kelihatan seperti ini:

Sensor haba khas B1 dan elemen foto VD1 membentuk kompleks kawalan pencahayaan automatik. Peranti mula berfungsi hanya selepas senja; ambang tindak balas boleh ditetapkan dengan perintang R2. Penderia menyambungkan beban apabila orang yang bergerak memasuki zon kawalan. Masa pemasa terbina dalam untuk penutupan boleh ditetapkan menggunakan pengawal selia R5.

Modul buatan sendiri untuk Arduino

Sensor yang murah boleh dibuat daripada papan siap sedia khas untuk pereka radio. Dengan cara ini anda boleh mendapatkan peranti yang agak kecil. Untuk pemasangan, kami memerlukan modul sensor gerakan untuk mikropengawal Arduino dan modul geganti satu saluran.

Setiap papan mempunyai penyambung tiga pin, VCC +5 volt, GND -5 volt, output OUT pada pengesan dan input IN pada papan geganti. Untuk membuat peranti dengan tangan anda sendiri, anda perlu membekalkan 5 Volt (tambah dan tolak) ke papan dari sumber kuasa, contohnya, dari pengecas telefon, dan sambungkan keluar dan masuk bersama-sama. Sambungan boleh dibuat menggunakan penyambung, tetapi ia akan menjadi lebih selamat untuk memateri segala-galanya. Anda boleh ikut rajah di bawah. Transistor kecil, sebagai peraturan, sudah dibina ke dalam modul geganti, jadi tidak perlu memasangnya tambahan.

Apabila seseorang bergerak, modul menghantar isyarat kepada geganti dan ia terbuka. Ambil perhatian bahawa terdapat geganti aras tinggi dan rendah. Ia mesti dipilih berdasarkan isyarat yang dihasilkan oleh sensor pada output. Pengesan siap boleh diletakkan di dalam perumahan dan bertopeng di lokasi yang dikehendaki. Selain itu, kami mengesyorkan menonton video yang menunjukkan arahan pemasangan dengan jelas sensor buatan sendiri pergerakan di rumah. Jika anda masih mempunyai sebarang soalan, anda sentiasa boleh bertanyakannya dalam ulasan.

Apakah helah yang dilakukan oleh pemilik untuk melindungi harta mereka! Bermula daripada kunci gembok paling ringkas sebesar bata yang baik(di Utara mereka juga menggunakan... perangkap serigala!) kepada sistem penggera moden dengan elektronik yang canggih. Keselamatan elektronik selalunya berdasarkan fakta bahawa penjenayah entah bagaimana akan menyerahkan dirinya dan menghantar maklumat tentang penampilannya. Ia mungkin bunyi tapak kaki - "telinga" elektronik akan bertindak balas serta-merta dan memberi isyarat bahaya. Terdapat sistem keselamatan yang bertindak balas terhadap sinaran manusia, komposisi spektrumnya berbeza secara mendadak dari latar belakang utama. Tetapi penjenayah itu tidak tidur, cuba untuk menjadi tidak disedari semasa melakukan perbuatan kotornya - saman penyamaran khas dan segala macam peranti cerdik muncul.

Sementara itu ada secara mutlak sistem yang boleh dipercayai perlindungan. Dia bersedia untuk itu bidang fizikal seseorang yang sifatnya sendiri mengecualikan kemungkinan sebarang halangan. Ini adalah medan graviti yang dimiliki oleh setiap objek yang mempunyai jisim. Graviti ialah graviti (tarikan), interaksi sejagat antara mana-mana jenis jirim fizikal (jirim biasa, mana-mana medan fizikal), seperti yang dikatakan oleh undang-undang ketiga Isaac Newton.

Prinsip ini membentuk asas peranti pencipta terkenal Sh Lifshitz. Daya graviti boleh diabaikan. Katakan tarikan bersama antara dua badan yang terletak pada jarak satu meter antara satu sama lain dan dengan setiap jisim satu tan, hanya kira-kira 0.006 g Mereka hanya boleh diperhatikan dengan bantuan peranti besar yang hanya digunakan di planetarium. Peranti Sh Lifshitz adalah kecil, padat, sangat mudah untuk dihasilkan dan cerdik, seperti segala-galanya yang bijak. Asasnya adalah bekas lutsinar yang dilekatkan bersama dari plexiglass. Di dalamnya terdapat partition yang membahagikannya secara simetri kepada separuh ketinggian dan keluar. Dua tiub dengan keratan rentas 1 meter persegi dipasang pada kedua-dua belah partition. mm. Di sisi kapal terdapat dua tiub pendek dengan pili. Semua sambungan peranti dimeteraikan.

Kapal itu diletakkan di atas meja atau di atas platform tetap. Setitik cecair berwarna dimasukkan ke dalam tiub kecil. Kedua-dua titisan hendaklah pada tahap yang sama. Selepas ini, kapal diisi dengan air melalui tiub pendek ke tahap di mana bahagian bawah partition sepenuhnya direndam dalam cecair, dan lapisan udara 2 - 3 mm kekal sebelum penutup kapal. Paip ditutup dan peranti sedia untuk digunakan. Jika seseorang kini mendekati salah satu hujungnya, sebahagian daripada cecair akan Daya graviti dari satu separuh kapal akan berpindah ke yang lain - ke yang dia mendekati. Dan kerana pergerakan cecair di bahagian yang dipisahkan dari kapal dikaitkan dengan pergerakan ruang udara, maka titisan berwarna dalam tiub kecil juga akan bergerak. Mengeluarkan seseorang daripada peranti akan menyebabkan kesan sebaliknya - anjakan terbalik titisan. Terdapat demonstrasi kesan graviti.

Jika anda membawa beban ke peranti, penurunan dalam kapilari kiri akan meningkat, dan di sebelah kanan ia akan jatuh

Sekarang bolehkah anda meneka ke mana kita akan pergi dengan ini? Kami hanya perlu menambah baik sedikit peranti kami supaya ia secara automatik memberikan isyarat apabila seseorang menghampirinya. Terdapat banyak pilihan di sini. Titisan yang bergerak dan berwarna boleh menghalang pancaran cahaya dan menyebabkan fotosel menyala dan menghidupkan siren.

Lihat gambar dan anda akan lebih memahami mekanisme tindakan pengawal sedemikian. Peranti berfungsi jika ia dipasang di belakang pintu selamat berperisai atau di belakang pintu tebal dinding konkrit- tiada halangan untuk graviti. Dengan kata lain, serupa peranti keselamatan yang paling boleh dipercayai.

Peranti sedemikian akan membunyikan isyarat secara automatik apabila seseorang menghampirinya.

Hari ini anda tidak akan mengejutkan sesiapa sahaja dengan tujuan dan keberkesanan yang berbeza. peranti elektronik amaran pencegahan yang memberitahu orang ramai atau menghidupkan penggera keselamatan lama sebelum menghubungi tetamu yang tidak diingini dengan sempadan yang dilindungi (wilayah). Kebanyakan nod ini diterangkan dalam kesusasteraan, contohnya dalam, menurut pengarang, menarik, tetapi rumit.

Berbeza dengan mereka, yang mudah litar elektronik sensor kapasitif bukan sentuh (Rajah 2.2), yang boleh dipasang walaupun radio amatur pemula. Peranti ini mempunyai sensitiviti input yang tinggi, yang membolehkan ia digunakan untuk memberi amaran tentang seseorang yang menghampiri sensor E1.

Prinsip operasi peranti adalah berdasarkan perubahan kapasitansi antara sensor-antena E1 dan "tanah" (wayar biasa: semua yang sepadan dengan gelung tanah - dalam kes ini, lantai dan dinding bilik). Apabila seseorang menghampiri, kapasitans ini berubah dengan ketara, yang mencukupi untuk mencetuskan litar mikro K561TL1.

nasi. 2.2. Gambar rajah elektrik sensor kapasitif bukan sentuh

Reka bentuk ini berdasarkan dua elemen litar mikro K561TL1 (DD1), disambungkan sebagai penyongsang. Litar mikro ini mengandungi empat unsur yang sama jenis dengan fungsi 2I-NOT dengan pencetus Schmitt dengan histerisis (kelewatan) pada input dan penyongsangan pada output.

Penggunaan litar mikro K561TL1 adalah disebabkan oleh penggunaan arus yang rendah, imuniti hingar yang tinggi (sehingga 45% daripada paras voltan bekalan), operasi dalam julat voltan bekalan yang luas (dalam julat 3-15 V), perlindungan input daripada elektrik statik dan lebihan tahap input jangka pendek, dan banyak lagi kelebihan lain yang membolehkan cip digunakan secara meluas dalam reka bentuk radio amatur tanpa memerlukan sebarang langkah berjaga-jaga dan perlindungan khas.

Di samping itu, litar mikro K561TL1 membolehkan anda menyambungkan elemen logik bebasnya secara selari, sebagai elemen penampan, akibatnya kuasa isyarat output meningkat secara berkadar. Pencetus Schmitt ialah litar bistable yang boleh beroperasi dengan isyarat input yang meningkat secara perlahan, termasuk yang mengandungi hingar. Pada masa yang sama, tepi tajam denyutan yang memberikan output boleh dihantar ke nod litar berikutnya untuk digandingkan dengan elemen utama dan litar mikro yang lain. Litar mikro K561TL (serta K561TL2) boleh memilih isyarat kawalan (termasuk digital) untuk peranti lain daripada nadi input analog atau kabur.

Analog asing K561TL1 ialah CD4093B.

Gambar rajah sambungan penyongsang adalah klasik, ia diterangkan dalam penerbitan rujukan. Keanehan pembangunan yang dibentangkan terletak pada nuansa reka bentuknya. Selepas menghidupkan kuasa, keadaan tidak ditentukan hampir kepada tahap logik rendah hadir pada input unsur DD1.1. Keluaran DD1.1 tinggi, keluaran DD1.2 rendah semula. Transistor VT1 ditutup. Kapsul piezoelektrik HAI (dengan penjana dalaman 34) tidak aktif.

Antena disambungkan ke sensor E1 - antena teleskopik kereta akan berfungsi. Apabila seseorang berada berhampiran antena, kapasitansi antara pin antena dan lantai berubah. Ini menyebabkan elemen DD1.1, DD1.2 bertukar kepada keadaan bertentangan. Untuk menukar nod, seseorang dengan ketinggian purata mesti (berjalan) di sebelah antena sepanjang 35 cm pada jarak sehingga 1.5 m Tahap voltan tinggi muncul pada pin 4 litar mikro, akibatnya transistor VT1 terbuka dan kapsul HA1 berbunyi.

Dengan memilih kapasitansi kapasitor C1, anda boleh menukar mod pengendalian elemen litar mikro. Jadi, apabila kapasitans C1 dikurangkan kepada 82-120 pF, nod beroperasi secara berbeza. Kini isyarat bunyi hanya berbunyi manakala input DD1.1 dipengaruhi oleh gangguan voltan AC - sentuhan manusia.

Litar elektrik (Rajah 2.2) juga boleh digunakan sebagai asas untuk penderia sentuhan pencetus. Untuk melakukan ini, hapuskan perintang malar R1, wayar terlindung, dan sensor adalah kenalan litar mikro 1 dan 2.

Wayar terlindung disambung secara bersiri dengan R1 (kabel RK-50, RK-75, wayar terlindung untuk isyarat AF - semua jenis sesuai) 1-1.5 m panjang, skrin disambungkan ke wayar biasa, teras pusat di hujung disambungkan ke pin antena.

Jika pengesyoran yang ditentukan diikuti dan jenis dan penilaian elemen yang ditunjukkan dalam rajah digunakan, unit menjana isyarat bunyi dengan frekuensi kira-kira 1 kHz (bergantung pada jenis kapsul HA1) apabila seseorang menghampiri pin antena pada jarak 1.5-1 m Tiada kesan pencetus. Sebaik sahaja objek bergerak menjauhi antena, sensor masuk ke mod keselamatan (siap sedia).

Percubaan juga dijalankan dengan haiwan - kucing dan anjing: nod tidak bertindak balas terhadap pendekatan mereka kepada sensor antena.

Keupayaan peranti tidak boleh dianggarkan terlalu tinggi. Dalam versi pengarang ia dipasang di sebelah bingkai pintu; Pintu masuk- logam.

Jumlah isyarat AF yang dipancarkan oleh kapsul HA1 adalah mencukupi untuk mendengarnya dalam loggia tertutup (ia adalah setanding dengan volum loceng pangsapuri).

Bekalan kuasa distabilkan, dengan voltan 9-15 V, dengan penapisan voltan riak yang baik merentasi output. Penggunaan semasa boleh diabaikan dalam mod siap sedia (beberapa mikroamp) dan meningkat kepada 22-28 mA apabila pemancar HA1 beroperasi secara aktif. Sumber tanpa transformer tidak boleh digunakan kerana kemungkinan kerosakan kejutan elektrik. Kapasitor oksida C2 bertindak sebagai penapis bekalan kuasa tambahan, jenisnya ialah K50-35 atau serupa, untuk voltan operasi tidak lebih rendah daripada voltan sumber kuasa.

Semasa operasi unit, ciri menarik. Voltan bekalan nod menjejaskan operasinya: apabila voltan bekalan dinaikkan kepada 15 V, hanya elektrik berbilang teras biasa yang tidak dilindungi. dawai tembaga keratan rentas 1-2 mm, panjang 1 m; Dalam kes ini, tiada skrin atau perintang R1 diperlukan; wayar tembaga elektrik disambungkan terus ke pin 1 dan 2 elemen DD1.1. Kesannya serupa. Apabila menukar fasa palam rangkaian sumber kuasa, nod secara malapetaka kehilangan sensitiviti dan hanya mampu berfungsi sebagai penderia (bertindak balas terhadap sentuhan E1). Ini adalah benar untuk sebarang nilai voltan bekalan kuasa dalam julat 9-15 V. Jelas sekali, tujuan kedua litar ini ialah sensor biasa (atau pencetus sensor).

Nuansa ini harus diambil kira apabila mengulangi peranti. Walau bagaimanapun, dalam kes sambungan yang betul yang diterangkan di sini, komponen penting penggera keselamatan diperoleh, memastikan keselamatan rumah, memberi amaran kepada pemilik walaupun sebelum situasi kecemasan berlaku.

Unsur-unsur dipasang padat pada papan gentian kaca. Perumahan untuk peranti adalah sebarang bahan dielektrik (tidak konduktif). Untuk mengawal bekalan kuasa, peranti boleh dilengkapi dengan LED penunjuk yang disambungkan selari dengan sumber kuasa.

Tiada pelarasan diperlukan jika cadangan dipatuhi dengan ketat. Jika anda bereksperimen dengan panjang kabel pelindung, panjang dan luas antena-sensor E1 dan menukar voltan bekalan, anda mungkin perlu melaraskan rintangan perintang R1 dalam julat yang luas - dari 0.1 hingga 100 MOhm. Untuk mengurangkan kepekaan, tingkatkan kapasitansi kapasitor C1. Jika ini tidak membawa hasil, perintang malar dengan rintangan 5-10 MOhm disambungkan selari dengan C1.

nasi. 2.3. Penderia kapasitif

Kapasitor bukan kutub C1 ialah jenis KM6. Perintang tetap R2—MLT-0.25. Perintang R1 - jenis BC-0.5, BC-1. Transistor VT1 adalah perlu untuk menguatkan isyarat daripada keluaran unsur DD1.2. Tanpa transistor ini, kapsul HA1 tidak berbunyi kuat. Transistor VT1 boleh digantikan dengan KT503, KT940, KT603, KT801 dengan mana-mana indeks huruf.

Kapsul pemancar HA1 boleh digantikan dengan yang serupa dengan penjana terbina dalam 34 dan arus operasi tidak lebih daripada 50 mA, contohnya FMQ-2015B, KRKH-1212V dan yang serupa.

Terima kasih kepada penggunaan kapsul dengan penjana terbina dalam, unit ini mempamerkan kesan yang menarik: apabila seseorang mendekati antena-sensor E1, bunyi kapsul itu membosankan, dan apabila orang itu bergerak menjauh (atau mendekati orang itu). , bermula dari jarak 1.5 m ke E1), kapsul menghasilkan bunyi terputus-putus yang stabil mengikut perubahan tahap potensi pada output unsur DD1.2. (Kesan yang sama membentuk asas elektronik pertama peralatan muzik- "Theremin".)

Untuk pemahaman yang lebih lengkap tentang sifat sensor kapasitif, penulis mengesyorkan agar anda membiasakan diri dengan bahan tersebut.

Jika kapsul dengan penjana AF terbina dalam, contohnya KRI-4332-12, digunakan sebagai HA1, maka apabila seseorang agak jauh dari antena-sensor, bunyi akan menyerupai siren, dan pada pendekatan maksimum, isyarat terputus-putus.

Beberapa kelemahan peranti boleh dianggap sebagai kekurangan selektiviti (sistem pengecaman "kawan/musuh"), jadi nod akan memberi isyarat pendekatan mana-mana orang ke E1, termasuk pemilik apartmen yang telah keluar ke beli roti. Asas operasi peranti adalah gangguan elektrik dan perubahan dalam kapasiti, yang paling berguna apabila digunakan di kawasan kediaman yang besar dengan rangkaian komunikasi elektrik yang maju; Jelas sekali, peranti itu akan menjadi sia-sia di dalam hutan, di ladang dan di mana-mana sahaja di mana tiada komunikasi elektrik.

Skim Kashkarov A.P. 500 untuk amatur radio. Penderia elektronik.