Ang isang capacitive sensor ay isa sa mga uri ng non-contact sensor, ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay batay sa isang pagbabago sa dielectric constant ng medium sa pagitan ng dalawang capacitor plate. Ang isang plato ay isang touch sensor circuit sa anyo ng isang metal plate o wire, at ang pangalawa ay isang electrically conductive substance, halimbawa, metal, tubig o katawan ng tao.

Kapag bumubuo ng isang sistema para sa awtomatikong pag-on ng supply ng tubig sa banyo para sa isang bidet, naging kinakailangan na gumamit ng isang capacitive presence sensor at switch na lubos na maaasahan, lumalaban sa mga pagbabago sa panlabas na temperatura, kahalumigmigan, alikabok at boltahe ng supply. Nais ko ring alisin ang pangangailangan para sa isang tao na hawakan ang mga kontrol ng system. Ang mga kinakailangan na ipinakita ay maaari lamang matugunan ng mga touch sensor circuit na tumatakbo sa prinsipyo ng pagpapalit ng kapasidad. Hindi ako makahanap ng isang handa na pamamaraan na nakakatugon sa mga kinakailangang kinakailangan, kaya kinailangan kong bumuo nito sa aking sarili.

Ang resulta ay isang unibersal na capacitive touch sensor na hindi nangangailangan ng configuration at tumutugon sa papalapit na mga electrically conductive na bagay, kabilang ang isang tao, sa layo na hanggang 5 cm Ang saklaw ng aplikasyon ng iminungkahing touch sensor ay hindi limitado. Maaari itong magamit, halimbawa, upang i-on ang pag-iilaw, mga system alarma ng magnanakaw, pagtukoy sa antas ng tubig at sa maraming iba pang mga kaso.

Mga diagram ng electrical circuit

Upang makontrol ang supply ng tubig sa toilet bidet, kailangan ng dalawang capacitive touch sensor. Ang isang sensor ay kailangang mai-install nang direkta sa banyo; Pangalawa capacitive sensor dapat ay nagsilbing switch ng tubig at nasa isa sa dalawang lohikal na estado.

Kapag ang kamay ay dinala sa sensor, ang sensor ay kailangang baguhin ang lohikal na estado sa output - mula sa paunang isang estado sa lohikal na zero na estado, kapag ang kamay ay hinawakan muli, mula sa zero na estado hanggang sa lohikal na isang estado. At iba pa ang ad infinitum, hangga't ang touch switch ay tumatanggap ng logical zero na nagpapagana ng signal mula sa presence sensor.

Capacitive touch sensor circuit

Ang batayan ng capacitive sensor presence sensor circuit ay isang master rectangular pulse generator, na ginawa ayon sa klasikong pamamaraan sa dalawang lohikal na elemento ng microcircuit D1.1 at D1.2. Ang dalas ng generator ay tinutukoy ng mga rating ng mga elementong R1 at C1 at pinili sa paligid ng 50 kHz. Ang halaga ng dalas ay halos walang epekto sa pagpapatakbo ng capacitive sensor. Binago ko ang dalas mula 20 hanggang 200 kHz at biswal na hindi napansin ang anumang epekto sa pagpapatakbo ng device.

Mula sa pin 4 ng D1.2 chip hugis-parihaba na hugis sa pamamagitan ng risistor R2 napupunta ito sa mga input 8, 9 ng microcircuit D1.3 at sa pamamagitan ng variable na risistor R3 sa mga input na 12,13 ng D1.4. Dumating ang signal sa input ng D1.3 chip na may kaunting pagbabago sa slope ng pulse front dahil sa naka-install na sensor, na isang piraso ng wire o isang metal plate. Sa input D1.4, dahil sa capacitor C2, nagbabago ang harap para sa oras na kinakailangan upang muling magkarga nito. Salamat sa pagkakaroon ng trimming risistor R3, posibleng itakda ang pulse edge sa input D1.4 na katumbas ng pulse edge sa input D1.3.

Kung dadalhin mo ang iyong kamay o metal na bagay sa antenna (touch sensor), tataas ang capacitance sa input ng DD1.3 microcircuit at ang harap ng papasok na pulso ay maaantala sa oras na may kaugnayan sa harap ng pagdating ng pulso. sa DD1.4 input. Upang "mahuli" ang pagkaantala na ito, ang mga baligtad na pulso ay ipinadala sa DD2.1 chip, na isang D flip-flop na gumagana tulad ng sumusunod. Sa kahabaan ng positibong gilid ng pulso na dumarating sa input ng microcircuit C, ang signal na sa sandaling iyon sa input D ay ipinapadala sa output ng trigger Dahil dito, kung ang signal sa input D ay hindi nagbabago, ang mga papasok na pulso sa ang pagbibilang ng input C ay hindi nakakaapekto sa antas ng output signal. Ang pag-aari na ito ng D trigger ay naging posible na gumawa ng isang simpleng capacitive touch sensor.

Kapag ang kapasidad ng antenna, dahil sa paglapit ng katawan ng tao dito, sa pag-input ng DD1.3 ay tumataas, ang pulso ay naantala at inaayos nito ang D trigger, binabago ang estado ng output nito. Ang LED HL1 ay ginagamit upang ipahiwatig ang pagkakaroon ng supply boltahe, at ang LED HL2 ay ginagamit upang ipahiwatig ang kalapitan sa touch sensor.

Pindutin ang switch circuit

Ang capacitive touch sensor circuit ay maaari ding gamitin upang patakbuhin ang isang touch switch, ngunit may kaunting pagbabago, dahil kailangan nito hindi lamang upang tumugon sa paglapit ng katawan ng isang tao, kundi pati na rin upang manatili sa isang matatag na estado pagkatapos alisin ang kamay. Upang malutas ang problemang ito, kailangan naming magdagdag ng isa pang D trigger, DD2.2, sa output ng touch sensor, na konektado gamit ang isang divider ng dalawang circuit.

Ang capacitive sensor circuit ay bahagyang nabago. Upang ibukod ang mga maling alarma, dahil ang isang tao ay maaaring dalhin at alisin ang kanyang kamay nang dahan-dahan, dahil sa pagkakaroon ng pagkagambala, ang sensor ay maaaring mag-output ng ilang mga pulso sa pagbibilang ng input D ng trigger, na lumalabag sa kinakailangang operating algorithm ng switch. Samakatuwid, ang isang RC chain ng mga elemento na R4 at C5 ay idinagdag, na sa maikling panahon ay hinarangan ang kakayahang ilipat ang D trigger.

Ang trigger DD2.2 ay gumagana sa parehong paraan tulad ng DD2.1, ngunit ang signal sa input D ay ibinibigay hindi mula sa iba pang mga elemento, ngunit mula sa kabaligtaran na output ng DD2.2. Bilang resulta, kasama ang positibong gilid ng pulso na dumarating sa input C, ang signal sa input D ay nagbabago sa kabaligtaran. Halimbawa, kung sa paunang estado ay mayroong isang lohikal na zero sa pin 13, pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagtaas ng iyong kamay sa sensor nang isang beses, ang trigger ay lilipat at isang lohikal na isa ay itatakda sa pin 13. Sa susunod na makipag-ugnayan ka sa sensor, muling itatakda ang pin 13 sa logical zero.

Upang harangan ang switch sa kawalan ng isang tao sa banyo, ang isang lohikal na yunit ay ibinibigay mula sa sensor hanggang sa R ​​input (pagtatakda ng zero sa output ng trigger, anuman ang mga signal sa lahat ng iba pang mga input nito). Ang isang lohikal na zero ay nakatakda sa output ng capacitive switch, na ibinibigay sa pamamagitan ng harness sa base ng key transistor para sa pag-on ng solenoid valve sa Power and Switching Unit.

Ang Resistor R6, sa kawalan ng isang blocking signal mula sa capacitive sensor sa kaganapan ng pagkabigo nito o isang break sa control wire, hinaharangan ang trigger sa R ​​input, sa gayon ay inaalis ang posibilidad ng kusang supply ng tubig sa bidet. Pinoprotektahan ng Capacitor C6 ang input R mula sa interference. Ang LED HL3 ay nagsisilbing ipahiwatig ang supply ng tubig sa bidet.

Disenyo at mga detalye ng mga capacitive touch sensor

Nang magsimula akong bumuo ng isang sensor system para sa supply ng tubig sa isang bidet, ang pinakamahirap na gawain ay tila sa akin ay ang pagbuo ng isang capacitive occupancy sensor. Ito ay dahil sa ilang mga paghihigpit sa pag-install at pagpapatakbo. Hindi ko nais na ang sensor ay mekanikal na konektado sa takip ng banyo, dahil dapat itong alisin nang pana-panahon para sa paghuhugas, at hindi makagambala sa sanitization ang palikuran mismo. Iyon ang dahilan kung bakit pinili ko ang isang lalagyan bilang isang elemento ng reaksyon.

Sensor ng presensya

Batay sa nai-publish na diagram sa itaas, gumawa ako ng isang prototype. Ang mga bahagi ng capacitive sensor ay binuo sa isang naka-print na circuit board ang board ay inilalagay sa isang plastic box at sarado na may takip. Upang ikonekta ang antena, ang isang solong-pin na konektor ay naka-install sa kaso ng isang apat na pin na konektor na RSh2N ay naka-install upang matustusan ang supply ng boltahe at signal. Ang naka-print na circuit board ay konektado sa mga konektor sa pamamagitan ng paghihinang mga konduktor ng tanso sa fluoroplastic insulation.

Ang capacitive touch sensor ay binuo sa dalawang KR561 series microcircuits, LE5 ​​​​at TM2. Sa halip na KR561LE5 microcircuit, maaari mong gamitin ang KR561LA7. Ang 176 series microcircuits at imported na mga analogue ay angkop din. Ang mga resistors, capacitor at LED ay angkop sa anumang uri. Ang Capacitor C2, para sa matatag na operasyon ng capacitive sensor kapag nagpapatakbo sa mga kondisyon ng malalaking pagbabago sa temperatura ng kapaligiran, ay dapat kunin gamit ang isang maliit na TKE.

Ang sensor ay naka-install sa ilalim ng toilet platform kung saan ito naka-install balon sa isang lugar kung saan, sakaling may tumagas mula sa tangke, hindi makapasok ang tubig. Ang katawan ng sensor ay nakadikit sa banyo gamit ang double-sided tape.

Ang antenna sensor ng capacitive sensor ay isang piraso ng tanso stranded wire 35 cm ang haba na insulated na may fluoroplastic, nakadikit na may transparent tape sa panlabas na dingding ng toilet bowl isang sentimetro sa ibaba ng eroplano ng mga baso. Ang sensor ay malinaw na nakikita sa larawan.

Upang ayusin ang sensitivity ng touch sensor, pagkatapos i-install ito sa banyo, baguhin ang resistensya ng trimming resistor R3 upang lumabas ang HL2 LED. Susunod, ilagay ang iyong kamay sa takip ng banyo sa itaas ng lokasyon ng sensor, ang HL2 LED ay dapat umilaw, kung aalisin mo ang iyong kamay, dapat itong lumabas. Dahil ang hita ng tao sa pamamagitan ng masa mas maraming kamay, pagkatapos ay sa panahon ng operasyon ang touch sensor, pagkatapos ng naturang pagsasaayos, ay garantisadong gagana.

Disenyo at mga detalye ng capacitive touch switch

Ang capacitive touch switch circuit ay may higit pang mga bahagi at ang isang mas malaking pabahay ay kinakailangan upang mapaunlakan ang mga ito, at para sa aesthetic na mga kadahilanan, ang hitsura ng pabahay kung saan ang presensya ng sensor ay inilagay ay hindi masyadong angkop para sa pag-install sa isang nakikitang lugar. Nakatawag pansin ang rj-11 wall socket para sa pagkonekta ng telepono. Tama ang sukat nito at maganda ang hitsura. Ang pag-alis ng lahat ng hindi kailangan mula sa socket, inilagay ko ang isang naka-print na circuit board para sa isang capacitive touch switch sa loob nito.

Para ma-secure naka-print na circuit board Ang isang maikling stand ay na-install sa base ng kaso at isang naka-print na circuit board na may mga bahagi ng touch switch ay screwed dito gamit ang isang turnilyo.

Ang capacitive sensor ay ginawa sa pamamagitan ng pagdikit ng isang sheet ng tanso sa ilalim ng socket cover na may Moment glue, na dati nang nag-cut ng isang window para sa mga LED sa kanila. Kapag isinasara ang takip, ang spring (kinuha mula sa isang silicon lighter) ay nakikipag-ugnayan sa brass sheet at sa gayon ay tinitiyak ang electrical contact sa pagitan ng circuit at ng sensor.

Ang capacitive touch switch ay nakakabit sa dingding gamit ang isang self-tapping screw. Para sa layuning ito, ang isang butas ay ibinigay sa pabahay. Susunod, ang board at connector ay naka-install at ang takip ay sinigurado ng mga latch.

Ang pag-set up ng capacitive switch ay halos hindi naiiba sa pag-set up ng presence sensor na inilarawan sa itaas. Upang i-configure, kailangan mong ilapat ang boltahe ng supply at ayusin ang risistor upang ang HL2 LED ay umilaw kapag ang isang kamay ay dinala sa sensor, at lumabas kapag ito ay tinanggal. Susunod, kailangan mong i-activate ang touch sensor at ilipat at alisin ang iyong kamay sa switch sensor. Dapat kumikislap ang HL2 LED at dapat umilaw ang pulang HL3 LED. Kapag tinanggal ang kamay, ang pulang LED ay dapat manatiling iluminado. Kapag itinaas mo muli ang iyong kamay o inilayo ang iyong katawan mula sa sensor, dapat na lumabas ang HL3 LED, ibig sabihin, patayin ang supply ng tubig sa bidet.

Universal PCB

Ang mga capacitive sensor na ipinakita sa itaas ay pinagsama sa mga naka-print na circuit board, bahagyang naiiba mula sa naka-print na circuit board na ipinapakita sa larawan sa ibaba. Ito ay dahil sa kumbinasyon ng parehong naka-print na circuit board sa isang unibersal. Kung mag-assemble ka ng touch switch, kailangan mo lang i-cut ang track number 2. Kung mag-assemble ka ng touch presence sensor, aalisin ang track number 1 at hindi lahat ng elemento ay naka-install.

Ang mga elemento na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng touch switch, ngunit nakakasagabal sa pagpapatakbo ng sensor ng presensya, R4, C5, R6, C6, HL2 at R4, ay hindi naka-install. Sa halip na R4 at C6, ang mga wire jumper ay ibinebenta. Maaaring iwan ang chain R4, C5. Hindi ito makakaapekto sa trabaho.

Nasa ibaba ang isang pagguhit ng isang naka-print na circuit board para sa knurling gamit ang thermal method ng paglalagay ng mga track sa foil.

Ito ay sapat na upang i-print ang pagguhit sa makintab na papel o tracing paper at ang template ay handa na para sa paggawa ng isang naka-print na circuit board.

Ang walang problema na operasyon ng mga capacitive sensor para sa touch control system para sa supply ng tubig sa isang bidet ay nakumpirma sa pagsasanay sa loob ng tatlong taon ng tuluy-tuloy na operasyon. Walang naitalang mga malfunctions.

Gayunpaman, nais kong tandaan na ang circuit ay sensitibo sa malakas na ingay ng salpok. Nakatanggap ako ng email na humihingi ng tulong sa pag-set up nito. Ito ay lumabas na sa panahon ng pag-debug ng circuit mayroong isang panghinang na bakal na may malapit na controller ng temperatura ng thyristor. Matapos patayin ang panghinang na bakal, nagsimulang gumana ang circuit.

May isa pang ganitong kaso. Ang capacitive sensor ay naka-install sa isang lampara na konektado sa parehong outlet bilang refrigerator. Pagkabukas nito, bumukas ang ilaw at nang patayin muli. Ang isyu ay nalutas sa pamamagitan ng pagkonekta sa lampara sa isa pang outlet.

Nakatanggap ako ng liham tungkol sa matagumpay na paggamit ng inilarawang capacitive sensor circuit upang ayusin ang antas ng tubig sa isang plastic storage tank. Sa ibaba at itaas na bahagi mayroong isang sensor na nakadikit na may silicone, na kinokontrol ang pag-on at off ng electric pump.

Kabilang sa iba't ibang uri ng capacitive na disenyo, minsan ay mahirap piliin ang pinakaangkop na opsyon ng capacitive sensor para sa isang partikular na kaso. Sa maraming mga publikasyon sa paksa ng mga capacitive device, ang saklaw at mga natatanging katangian Ang mga iminungkahing disenyo ay inilarawan nang napakaikling at ang radio amateur ay madalas na hindi malaman kung aling capacitive device circuit ang dapat na mas gusto para sa pag-uulit.

Inilalarawan ng artikulong ito iba't ibang uri capacitive sensors, ang kanilang mga comparative na katangian at mga rekomendasyon para sa pinaka-makatuwirang praktikal na paggamit ng bawat partikular na uri ng capacitive structures ay ibinigay.

Tulad ng nalalaman, ang mga capacitive sensor ay may kakayahang tumugon sa anumang mga bagay at, sa parehong oras, ang kanilang distansya ng pagtugon ay hindi nakasalalay sa mga naturang katangian ng ibabaw ng papalapit na bagay, tulad ng, halimbawa, kung ito ay mainit o malamig ( hindi tulad ng mga infrared sensor), pati na rin kung ito ay matigas o malambot (hindi tulad ng mga ultrasonic motion sensor). Bilang karagdagan, ang mga capacitive sensor ay maaaring makakita ng mga bagay sa pamamagitan ng iba't ibang opaque na "mga hadlang", halimbawa, ang mga dingding ng mga gusali, napakalaking bakod, mga pintuan, atbp. Ang ganitong mga sensor ay maaaring gamitin kapwa para sa mga layunin ng seguridad at para sa mga layunin ng sambahayan, halimbawa, upang i-on ang ilaw kapag pumapasok sa isang silid; para sa awtomatikong pagbubukas ng pinto; sa mga alarma sa antas ng likido, atbp.
Mayroong ilang mga uri ng mga capacitive sensor.

1. Mga sensor sa mga capacitor.
Sa ganitong uri ng mga sensor, ang signal ng tugon ay nabuo gamit ang mga capacitor circuit at ang mga katulad na disenyo ay maaaring nahahati sa ilang mga grupo.
Ang pinakasimple sa kanila ay mga circuit batay sa mga capacitive divider.

Sa ganitong mga aparato, halimbawa, ang sensor antenna ay konektado sa output ng gumaganang generator sa pamamagitan ng isang isolation capacitor maliit na kapasidad, sa kasong ito, sa punto ng koneksyon ng antenna at sa itaas na kapasitor, nabuo ang isang potensyal na operating, ang antas nito ay nakasalalay sa kapasidad ng antena, habang ang antenna-sensor at naghihiwalay na kapasitor ay bumubuo ng isang capacitive divider at kapag ang anumang bagay ay lumalapit sa antena, ang potensyal sa punto ng koneksyon nito sa isang separating capacitor - bumaba ito, na isang senyas upang ma-trigger ang device.

Meron dinmga diagram saMga generator ng RC.Sa mga disenyong ito, halimbawa, upang makabuo ng signal ng tugon, ginagamit ang isang RC generator, ang elemento ng frequency-setting na kung saan ay isang antenna-sensor, ang capacitance na nagbabago (tumataas) kapag lumalapit ang anumang bagay dito. Ang signal na tinukoy ng capacitance ng sensor antenna ay inihambing sa reference signal na nagmumula sa output ng pangalawang (reference) generator.

Mga sensor sa mga naka-deploy na capacitor.Sa ganitong mga aparato, halimbawa, dalawang flat metal plate na inilagay sa parehong eroplano ay ginagamit bilang isang antenna-sensor. Ang mga plate na ito ay ang mga plato ng isang nakabukas na kapasitor at kapag lumalapit ang anumang bagay, ang dielectric na pare-pareho ng daluyan sa pagitan ng mga plato ay nagbabago at, nang naaayon, ang kapasidad ng nabanggit na kapasitor ay tumataas, na isang senyas upang ma-trigger ang sensor.
Kilala rin ang mga device, halimbawa, kung saan ginagamit nila isang paraan para sa paghahambing ng capacitance ng isang antenna sa capacitance ng isang exemplary (reference) capacitor(Rospatent link).

Kasabay nito, katangiang katangian capacitive sensor sa mga capacitor ay ang kanilang mababang kaligtasan sa ingay - ang mga input ng naturang mga aparato ay hindi naglalaman ng mga elemento na maaaring epektibong sugpuin ang mga panlabas na impluwensya. Ang iba't ibang interference at radio interference na natatanggap ng antenna ay lumilikha ng malaking dami ng ingay at interference sa input ng device, na ginagawang hindi sensitibo ang mga disenyo sa mahihinang signal. Para sa kadahilanang ito, ang hanay ng pagtuklas ng mga sensor na nakabatay sa kapasitor ay maliit, halimbawa, nakita nila ang paglapit ng isang tao mula sa layo na hindi hihigit sa 10 - 15 cm.
Kasabay nito, ang mga naturang aparato ay maaaring maging napaka-simple sa disenyo (halimbawa) at hindi na kailangang gumamit ng mga paikot-ikot na bahagi - mga coils, circuits, atbp., dahil sa kung saan ang mga disenyo na ito ay medyo maginhawa at teknolohikal na advanced sa paggawa.

Saklaw ng aplikasyon capacitive sensor sa mga capacitor.
Maaaring gamitin ang mga device na ito kung saan hindi kinakailangan ang mataas na sensitivity at noise immunity, halimbawa sa mga metal contact detector. mga bagay, mga sensor ng antas ng likido, atbp., pati na rin para sa mga baguhan na radio amateur na nakikilala sa capacitive technology.

2. Mga capacitive sensor sa isang frequency-setting LC circuit.
Ang mga device ng ganitong uri ay hindi gaanong madaling kapitan sa interference at interference ng radyo kumpara sa mga sensor na nakabatay sa capacitor.
Ang sensor antenna (karaniwan ay isang metal plate) ay konektado (alinman sa direkta o sa pamamagitan ng isang kapasitor na may kapasidad na ilang sampu ng pF) sa frequency-setting LC circuit ng RF generator. Kapag lumalapit ang anumang bagay, nagbabago ang kapasidad ng antena (tumataas) at, nang naaayon, ang kapasidad ng LC circuit. Bilang resulta, ang dalas ng generator ay nagbabago (bumababa) at nangyayari ang operasyon.

Mga kakaiba capacitive sensor ng ganitong uri.
1) Ang LC circuit na may antenna-sensor na nakakabit dito ay bahagi ng generator, bilang isang resulta kung saan ang interference at radio interference na nakakaapekto sa antenna ay nakakaapekto rin sa operasyon nito: sa pamamagitan ng mga positibong elemento ng feedback, ang mga interference signal (lalo na ang mga pulsed) ay tumutulo sa ang input ng aktibong elemento ng generator at pinalakas dito, na bumubuo ng labis na ingay sa output ng aparato, binabawasan ang sensitivity ng istraktura sa mahinang signal at lumilikha ng panganib ng mga maling alarma.
2) Ang LC circuit, na nagpapatakbo bilang isang elemento ng frequency-setting ng generator, ay mabigat na na-load at may pinababang kalidad na kadahilanan, bilang isang resulta kung saan ang mga pumipili na katangian ng circuit ay nabawasan at ang kakayahang baguhin ang pag-tune nito kapag ang antenna ang mga pagbabago sa kapasidad ay lumala, na higit na binabawasan ang sensitivity ng disenyo.
Ang mga nabanggit na feature ng mga sensor sa frequency-setting LC circuit ay nililimitahan ang kanilang noise immunity at object detection range, halimbawa, ang human detection distance na may ganitong uri ng sensor ay karaniwang 20 - 30 cm.

Mayroong ilang mga uri at pagbabago ng mga capacitive sensor na may frequency-setting LC circuit.

1) Mga sensor na may quartz resonator.
Sa mga naturang device, halimbawa, upang mapataas ang sensitivity at katatagan ng frequency ng generator, ang mga sumusunod ay ipinakilala: isang quartz resonator at isang differential RF transformer, ang pangunahing paikot-ikot na kung saan ay isang elemento ng frequency-setting circuit ng generator, at ang dalawang pangalawang (magkapareho) na windings nito ay mga elemento ng panukat na tulay kung saan ito ay konektado sa isang antenna-sensor na konektado sa serye na may isang quartz resonator, at kapag ang anumang bagay ay lumalapit sa antena, isang signal ng tugon ay nabuo.
Ang sensitivity ng naturang mga disenyo ay mas mataas kumpara sa mga maginoo na sensor sa isang frequency-setting LC circuit, gayunpaman, nangangailangan sila ng paggawa ng isang differential HF transpormer (sa disenyo sa itaas, ang mga windings nito ay inilalagay sa isang singsing na karaniwang laki K10 × 6 × 2 na gawa sa M3000NM ferrite, sa parehong oras, upang madagdagan ang kadahilanan ng kalidad, isang puwang na 0.9...1.1 mm ang lapad ay pinutol sa singsing.

2) Mga sensor na may pagsipsipLC circuit.
Ang mga disenyong ito, halimbawa, ay mga capacitive device kung saan, upang mapataas ang sensitivity, isang karagdagang (tinatawag na suction) LC circuit ay ipinakilala, inductively coupled sa frequency-setting circuit ng generator at nakatutok sa resonance sa circuit na ito.
Ang antenna-sensor, sa kasong ito, ay konektado hindi sa frequency-setting circuit, ngunit sa nabanggit na suction LC circuit, na kinabibilangan ng isang mababang kapasidad na kapasitor at isang solenoid, ang inductance na kung saan ay, nang naaayon, nadagdagan. kasi Ang loop capacitor, sa kasong ito, ay dapat na maliit - sa antas ng M33 - M75.
Dahil sa maliit na kapasidad ng circuit na ito, ang kapasidad ng sensor antenna ay nagiging maihahambing dito, dahil sa kung saan ang mga pagbabago sa kapasidad ng antena ay may makabuluhang epekto sa setting ng itaas na suction LC circuit, habang ang amplitude ng oscillations sa dalas. -setting circuit ng generator at , ayon sa pagkakabanggit, ay ang antas ng RF signal sa output nito.

Mapapansin din na sa ganitong mga disenyo ang koneksyon sa pagitan ng antena at ang frequency-setting circuit ng generator ay hindi direkta, ngunit inductive, dahil sa kung saan ang lagay ng panahon at klimatiko na impluwensya sa antena ay hindi maaaring magkaroon ng direktang epekto sa pagpapatakbo ng aktibong elemento ng generator (transistor o op-amp), na positibong katangian ng naturang mga istruktura.
Tulad ng sa kaso ng mga sensor batay sa isang quartz resonator, ang pagtaas ng sensitivity ng capacitive device na may suction LC circuit ay nakamit dahil sa ilang komplikasyon ng disenyo - sa kasong ito, ang paggawa ng isang karagdagang LC circuit ay kinakailangan, kabilang ang isang inductor na may bilang ng mga pagliko nang dalawang beses na mas malaki (sa - 100 na mga liko) kumpara sa coil ng frequency-setting LC circuit.

3) Ang ilang mga capacitive sensor ay gumagamit ng isang paraan tulad ngpagtaas ng laki ng sensor antenna. Kasabay nito, ang mga naturang istruktura ay nagdaragdag din ng kanilang pagkamaramdamin sa electromagnetic interference at radio interference; para sa kadahilanang ito, pati na rin dahil sa bulkiness ng mga naturang device (halimbawa, metal mesh 0.5 × 0.5 M ang laki), ipinapayong gamitin ang mga disenyong ito sa labas ng lungsod - sa mga lugar na may mahinang electromagnetic na background at, mas mabuti, sa labas ng tirahan - upang walang interference mula sa mga wire ng network.
Ang mga device na may malalaking sukat ng sensor ay pinakamahusay na ginagamit sa mga rural na lugar para sa mga layuning pangseguridad. mga plot ng hardin at mga pasilidad sa larangan.

Saklaw ng aplikasyon mga sensor na may frequency-setting LC circuit.
Ang mga naturang device ay maaaring gamitin para sa iba't ibang layunin ng sambahayan (pagbukas ng mga ilaw, atbp.), pati na rin para sa pag-detect ng anumang mga bagay sa mga lugar na may tahimik na electromagnetic na kapaligiran, halimbawa sa mga silong(matatagpuan sa ibaba ng antas ng lupa), pati na rin sa labas ng lungsod (sa mga rural na lugar - sa kawalan ng pagkagambala sa radyo - ang mga sensor ng ganitong uri ay maaaring makakita, halimbawa, ang paglapit ng isang tao sa layo na hanggang sa ilang sampu-sampung cm. ).
Sa mga kondisyon sa lunsod, ipinapayong gamitin ang mga disenyong ito bilang mga sensor para sa pagpindot sa mga bagay na metal, o bilang bahagi ng mga aparatong alarma na, kung sakaling magkaroon ng mga maling alarma, ay hindi nagdudulot ng malaking abala sa iba, halimbawa, sa mga device na may kasamang isang deterrent light flux at isang mababang sound signal.

3. Mga differential capacitive sensor(mga device sa differential transformer).
Ang ganitong mga sensor, halimbawa, ay naiiba sa mga disenyo na inilarawan sa itaas na wala silang isa, ngunit dalawang sensor antenna, na nagbibigay-daan para sa pagsugpo (mutual compensation) ng lagay ng panahon at klimatiko (temperatura, halumigmig, niyebe, hamog na nagyelo, ulan, atbp. ).
Sa kasong ito, upang makita ang paglapit ng mga bagay sa alinman sa mga antenna ng capacitive device, ginagamit ang isang simetriko na pagsukat ng LC bridge, na tumutugon sa mga pagbabago sa capacitance sa pagitan ng karaniwang wire at ng antenna.

Gumagana ang mga device na ito bilang mga sumusunod.
Ang mga sensitibong elemento ng sensor - mga antenna - ay konektado sa mga input ng pagsukat ng tulay ng LC, at ang boltahe ng RF na kinakailangan upang paganahin ang tulay ay nabuo sa isang differential transformer, ang pangunahing paikot-ikot na kung saan ay ibinibigay ng isang RF supply signal mula sa output ng RF generator (sa - para sa kapakanan ng pagiging simple, - ang coil ng frequency-setting circuit ng generator ay din ang pangunahing paikot-ikot ng differential transpormer).
Ang differential design transformer ay naglalaman ng dalawang magkatulad na pangalawang paikot-ikot, sa magkabilang dulo kung saan ang isang antiphase alternating RF boltahe ay nabuo upang paganahin ang LC bridge.
Sa kasong ito, sa output ng tulay, walang RF boltahe dahil ang RF signal sa output nito ay pantay sa amplitude at kabaligtaran sa sign, dahil kung saan ang kanilang mutual compensation at suppression ay magaganap (sa pagsukat ng LC bridge, ang mga operating currents ay papunta sa isa't isa at kapwa nabayaran sa output).
Sa paunang estado nito, walang signal sa output ng panukat na tulay ng LC kung ang isang bagay ay lumalapit sa alinman sa mga antenna, ang kapasidad ng isa o ibang braso ng panukat na tulay ay tumataas, na nagiging sanhi ng kawalan ng timbang sa pagbabalanse nito, bilang isang resulta; kung saan ang mutual compensation ng mga RF signal ng generator ay nagiging hindi kumpleto at isang senyas upang ma-trigger ang device ay lilitaw sa output ng LC bridge.

Bukod dito, kung ang kapasidad ay tumaas (o bumababa) para sa parehong mga antenna nang sabay-sabay, kung gayon ang operasyon ay hindi magaganap dahil sa kasong ito, ang pagbabalanse ng tulay ng LC ay hindi naaabala at ang mga signal ng RF na dumadaloy sa circuit ng tulay ng LC ay nagpapanatili pa rin ng parehong amplitude at kabaligtaran na mga palatandaan.

Salamat sa ari-arian sa itaas, ang mga device na nakabatay sa mga differential transformer, pati na rin ang mga differential capacitor sensor na inilarawan sa itaas, ay lumalaban sa mga pagbabago sa panahon at klima dahil pantay na nakakaapekto ang mga ito sa parehong antenna at pagkatapos ay kanselahin ang isa't isa at kinansela. Sa kasong ito, hindi pinipigilan ang interference at radio interference, ang mga impluwensya ng panahon at klima lamang ang inaalis, samakatuwid, ang mga differential sensor, tulad ng mga sensor sa frequency-setting LC circuit, ay pana-panahong nakakaranas ng mga maling alarma.
Ang mga antenna ay dapat na nakaposisyon upang kapag ang isang bagay ay lumalapit, ang epekto sa isa sa mga ito ay mas malaki kaysa sa isa.

Mga tampok ng mga sensor ng kaugalian.
Ang hanay ng pagtuklas ng mga device na ito ay bahagyang mas mataas kumpara sa mga sensor sa isang frequency-setting na LC circuit, ngunit ang mga differential sensor ay mas kumplikado sa disenyo at nadagdagan ang kasalukuyang pagkonsumo dahil sa mga pagkalugi sa transpormer, na may limitadong kahusayan. Bilang karagdagan, ang mga naturang device ay may zone ng pinababang sensitivity sa pagitan ng mga antenna.

Saklaw ng aplikasyon.
Ang mga sensor sa isang differential transformer ay inilaan para sa paggamit sa mga panlabas na kondisyon. Ang mga device na ito ay maaaring gamitin sa parehong lugar tulad ng mga sensor sa frequency-setting LC circuit, na ang pagkakaiba lang ay para mag-install ng differential sensor, kailangan ng espasyo para sa pangalawang antenna.

4. Mga resonant capacitive sensor(RF patent No. 2419159; link Rospatent).
Highly sensitive capacitive device - ang response signal sa mga disenyong ito ay nabuo sa input LC circuit, na kung saan ay nasa isang bahagyang detuned state na may paggalang sa signal mula sa gumaganang RF generator, kung saan ang circuit ay konektado sa pamamagitan ng isang maliit na capacitor (isang kinakailangan elemento ng paglaban sa circuit).
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang mga istraktura ay may dalawang bahagi: ang una ay isang naaangkop na naka-configure na LC circuit, at ang pangalawa ay isang elemento ng paglaban kung saan ang LC circuit ay konektado sa output ng generator.

Dahil sa ang katunayan na ang LC circuit ay nasa isang estado ng bahagyang resonance (sa slope ng katangian), ang paglaban nito sa RF signal circuit ay lubos na nakasalalay sa kapasidad - kapwa nito at ang kapasidad ng sensor antenna na nakakabit dito . Bilang isang resulta, kapag ang anumang bagay ay lumalapit sa antena, ang RF boltahe sa LC circuit ay makabuluhang nagbabago sa amplitude nito, na isang senyas upang ma-trigger ang aparato.

Kasabay nito, ang LC circuit ay hindi nawawala ang mga selektibong katangian nito at epektibong pinipigilan ang mga panlabas na impluwensya na nagmumula sa sensor antenna - interference at radio interference, na nagbibigay ng mataas na antas kaligtasan sa ingay ng disenyo.

Sa mga resonant capacitive sensor, ang operating signal mula sa output ng RF generator ay dapat na ibigay sa LC circuit sa pamamagitan ng ilang pagtutol, ang halaga nito ay dapat na maihahambing sa paglaban ng LC circuit sa operating frequency, kung hindi, kapag lumalapit ang mga bagay. ang sensor antenna, ang operating boltahe Ang LC circuit ay tutugon nang mahina sa mga pagbabago sa paglaban ng LC circuit sa circuit (ang RF boltahe ng circuit ay uulitin lamang ang output boltahe ng generator).

Maaaring tila ang isang LC circuit na nasa isang estado ng bahagyang resonance ay magiging hindi matatag at labis na maaapektuhan ng mga pagbabago sa temperatura. Sa katotohanan, sa kondisyon na gumamit ka ng isang loop capacitor na may maliit na halaga, i.e. (M33 – M75) - medyo stable ang circuit, kasama na kapag gumagana ang capacitive device sa mga panlabas na kondisyon. Halimbawa, kapag nagbabago ang temperatura mula +25 hanggang -12 degrees. Ang boltahe ng RF sa LC circuit ay nagbabago ng hindi hihigit sa 6%.

Bilang karagdagan, sa mga resonant capacitive na disenyo, ang antenna ay konektado sa LC circuit sa pamamagitan ng isang maliit na kapasitor (hindi na kailangang gumamit ng malakas na pagkabit sa mga naturang device), dahil sa kung saan ang impluwensya ng panahon sa sensor antenna ay hindi nakakagambala sa pagpapatakbo ng Ang LC circuit at ang operating RF boltahe nito ay nananatiling halos hindi nagbabago kahit na sa ulan.
Sa mga tuntunin ng kanilang saklaw, ang mga resonant capacitive sensor ay makabuluhang (minsan ilang beses) na higit na mataas sa mga device batay sa frequency-setting LC circuits at differential transformer, na nakikita ang paglapit ng isang tao sa layo na higit sa 1 metro.

Sa lahat ng ito, ang mga napakasensitibong disenyo gamit ang resonant operating principle ay lumitaw kamakailan lamang - ang unang publikasyon sa ang paksang ito ay ang artikulong “Capacitive relay” (magazine “Radio” 2010 / 5, pp. 38, 39); Bukod, karagdagang impormasyon Ang impormasyon tungkol sa mga resonant capacitive device at ang kanilang mga pagbabago ay makukuha rin sa website ng may-akda ng artikulo sa itaas: http://sv6502.narod.ru/index.html.

Mga tampok ng resonant capacitive sensor.
1) Kapag gumagawa ng isang resonant sensor na inilaan para sa operasyon sa mga panlabas na kondisyon, ang isang ipinag-uutos na pagsusuri ng input node para sa thermal stability ay kinakailangan, kung saan ang potensyal sa output ng detector ay sinusukat sa iba't ibang mga temperatura (para dito maaari kang gumamit ng refrigerator freezer), ang detektor ay dapat na thermally stable (sa isang field-effect transistor).
2) Sa mga resonant capacitive sensor, ang koneksyon sa pagitan ng antenna at RF generator ay mahina at samakatuwid ang paglabas ng radio interference sa hangin para sa naturang mga disenyo ay napakaliit - ilang beses na mas mababa kumpara sa iba pang mga uri ng capacitive device.

Saklaw ng aplikasyon.
Ang mga resonant capacitive sensor ay maaaring epektibong magamit hindi lamang sa kanayunan at bukid, kundi pati na rin sa mga kondisyon sa lunsod, habang pinipigilan ang paglalagay ng mga sensor malapit sa malalakas na pinagmumulan ng mga signal ng radyo (mga istasyon ng radyo, mga sentro ng telebisyon, atbp.), kung hindi, ang mga resonant capacitive device ay makakaranas din ng false nagpapalitaw.
Ang mga resonant sensor ay maaari ding i-install nang malapit sa iba pang mga electronic device - dahil sa mababang antas ng radio signal emission at mataas na noise immunity, ang mga resonant capacitive na disenyo ay nagpapataas ng electromagnetic compatibility sa iba pang device.

Nechaev I. "Capacitive relay", journal. "Radyo" 1988 /1, p.33.
Ershov M. "Capacitive sensor", journal. "Radyo" 2004 / 3, pp. 41, 42.
Moskvin A. "Non-contact capacitive sensors", journal. "Radyo" 2002/10,
pp. 38, 39.
Galkov A., Khomutov O., Yakunin A.. "Capacitive adaptive sistema ng seguridad"RF patent No. 2297671 (C2), na may priyoridad na may petsang Hunyo 23, 2005 - Bulletin "Mga Imbensyon. Mga modelo ng utility", 2007, No. 11.
Savchenko V, Gribova L."Non-contact capacitive sensor na may quartz
resonator", journal. "Radyo" 2010 / 11, pp. 27, 28.
"Capacitive relay" - journal. "Radio" 1967 / 9, p
mga istruktura).
Rubtsov V."Security alarm device", journal. "Radio Amateur" 1992 / 8, p.
Gluzman I. "Presence relay", journal. "Designer ng modelo" 1981/1,
pp. 41, 42).

Mga sensor ng paggalaw - hindi kapani-paniwala maginhawang bagay, na nagbibigay-daan sa iyong kontrolin ang mga ilaw sa silid o kontrolin ang pagbubukas at pagsasara ng mga pinto, at maaari ring ipaalam sa iyo ang mga hindi gustong bisita. Sa artikulong ito sasabihin namin sa iyo kung paano gumawa ng motion sensor gamit ang iyong sariling mga kamay sa bahay at tingnan ang lugar posibleng aplikasyon data ng device.

Maikling tungkol sa mga sensor

Isa sa pinaka mga simpleng uri sensors - limit switch o self-resetting button (nang walang fixation).

Naka-install ito malapit sa pinto at tumutugon sa pagbubukas at pagsasara nito. Gamit ang isang simpleng circuit, binubuksan ng device na ito ang ilaw sa refrigerator. Maaari itong nilagyan ng storage room o hallway vestibule, isang pinto sa pasukan, isang duty room LED backlight, gamitin switch na ito bilang isang alarma na mag-aabiso sa iyo tungkol sa pagbubukas o pagsasara ng isang pinto. Ang mga disadvantages ng disenyo ay maaaring kahirapan sa pag-install, at kung minsan ay hindi maipakita ang hitsura.

Ang mga aparatong batay sa mga magnet ay makikita sa mga pintuan at bintana ng mga protektadong bagay. Ang kanilang prinsipyo sa pagpapatakbo ay halos kapareho ng sa isang pindutan. Ang isang switch ng tambo ay maaaring magbukas o magkonekta ng mga contact kapag ang isang maginoo na magnet ay dinala dito. Kaya, ang switch ng tambo mismo ay naka-install sa pintuan, at ang magnet ay nakabitin sa pinto. Ang disenyong ito ay mukhang maayos at ginagamit nang mas madalas kaysa sa isang regular na button. Kakulangan ng mga device para sa mga highly specialized na application. Ang mga ito ay hindi angkop para sa pagsubaybay sa mga bukas na lugar, mga parisukat, at mga sipi.

Para sa mga bukas na sipi, may mga device na tumutugon sa mga pagbabago sa kapaligiran. Kabilang dito ang mga photo relay, capacitive (field sensor), thermal (PIR), sound relay. Upang i-record ang intersection ng isang partikular na lugar, kontrolin ang isang balakid, o ang pagkakaroon ng paggalaw ng isang bagay sa overlap na lugar, ginagamit ang mga photo o sound echo device.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang mga sensor ay batay sa pagbuo ng isang pulso at ang pag-record nito pagkatapos ng pagmuni-muni mula sa isang bagay. Kapag ang isang bagay ay pumasok sa naturang zone, ang katangian ng sinasalamin na signal ay nagbabago, at ang detektor ay bumubuo ng isang control signal sa output.

Para sa kalinawan, ang isang schematic diagram ng pagpapatakbo ng isang relay ng larawan at isang sound relay ay ipinakita:

Ang mga infrared LED ay ginagamit bilang isang transmitting device sa mga optical sensor, at ang mga phototransistor ay ginagamit bilang isang receiver. Ang mga sound sensor ay gumagana sa ultrasonic range, kaya ang kanilang operasyon ay tila tahimik sa aming mga tainga, ngunit ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng isang maliit na emitter at catcher.

Halimbawa, ito ay mahusay na magbigay ng kasangkapan sa isang backlit mirror na may isang motion detector. Ang pag-iilaw ay bubuksan lamang sa sandaling ang isang tao ay direktang nasa tabi nito. Hindi nais na gumawa ng isa sa iyong sarili?

Mga diagram ng pagpupulong

Microwave

Para sa kontrol mga bukas na espasyo at pagsubaybay sa pagkakaroon ng mga bagay sa nais na zone, mayroong isang capacitive relay. Prinsipyo ng pagpapatakbo ng device na ito binubuo ng pagsukat ng dami ng radio wave absorption. Ang bawat tao'y nag-obserba o naging kalahok sa epektong ito kapag, papalapit sa isang gumaganang radio receiver, ang dalas ng paggana nito ay nawala at lumilitaw ang interference.

Pag-usapan natin kung paano gumawa ng microwave-type motion sensor. Ang puso ng detector na ito ay isang radio microwave generator at isang espesyal na antenna.

Tungkol dito diagram ng eskematiko ay nagpapakita ng isang simpleng paraan upang gumawa ng microwave motion sensor. Ang Transistor VT1 ay isang high-frequency generator at isa ring radio receiver. Ang diode ng detektor ay nagtutuwid ng boltahe sa pamamagitan ng paglalagay ng bias sa base ng transistor VT2. Ang mga windings ng transpormer T1 ay nakatutok sa iba't ibang mga frequency. Sa paunang estado, kapag ang antenna ay hindi apektado ng panlabas na kapasidad, ang mga amplitude ng mga signal ay magkaparehong nabayaran at walang boltahe sa detector VD1 Kapag ang dalas ay nagbabago, ang kanilang mga amplitude ay idinagdag at nakita ng isang diode. Nagsisimulang magbukas ang Transistor VT2. Bilang isang comparator para sa malinaw na pagproseso ng "on" at "off" na estado, ang thyristor VS1 ay ginagamit, na kumokontrol sa isang 12-volt power relay.

Nasa ibaba ang isang epektibong diagram ng isang presence relay gamit ang mga available na bahagi, na tutulong sa iyong mag-assemble ng motion detector gamit ang iyong sariling mga kamay o maging kapaki-pakinabang lamang para sa pagkilala sa device.

Thermal

Ang Thermal IR (PIR) ay ang pinakakaraniwang sensor device sa sektor ng negosyo. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng murang mga bahagi, isang simpleng pamamaraan ng pagpupulong, ang kawalan ng karagdagang kumplikadong mga setting, at isang malawak na hanay ng temperatura ng operasyon.

Ang tapos na aparato ay maaaring mabili sa anumang tindahan ng mga gamit sa kuryente. Kadalasan ang sensor na ito ay nilagyan ng mga lamp, mga aparatong alarma at iba pang mga controller. Gayunpaman, ngayon sasabihin namin sa iyo kung paano gumawa ng thermal motion sensor sa bahay. Simpleng scheme upang ulitin ito ay ganito:

Ang isang espesyal na thermal sensor na B1 at elemento ng larawan na VD1 ay bumubuo ng isang automated lighting control complex. Ang aparato ay nagsisimulang gumana lamang pagkatapos ng dapit-hapon; Ikinokonekta ng sensor ang load kapag ang isang gumagalaw na tao ay pumasok sa control zone. Ang oras ng built-in na timer para sa shutdown ay maaaring itakda gamit ang R5 regulator.

Homemade na module para sa Arduino

Ang isang murang sensor ay maaaring gawin mula sa mga espesyal na handa na mga board para sa isang taga-disenyo ng radyo. Sa ganitong paraan maaari kang makakuha ng isang medyo maliit na aparato. Para sa pagpupulong kakailanganin namin ang isang motion sensor module para sa Arduino microcontrollers at isang single-channel relay module.

Ang bawat board ay may three-pin connector, VCC +5 volts, GND -5 volts, OUT output sa detector at IN input sa relay board. Upang makagawa ng isang aparato gamit ang iyong sariling mga kamay, kailangan mong magbigay ng 5 Volts (plus at minus) sa mga board mula sa pinagmumulan ng kuryente, halimbawa, mula sa isang charger ng telepono, at kumonekta palabas at papasok. Maaaring gawin ang mga koneksyon gamit ang mga konektor, ngunit mas ligtas na maghinang ang lahat. Maaari mong sundin ang diagram sa ibaba. Ang isang miniature transistor, bilang isang panuntunan, ay naka-built na sa relay module, kaya hindi na kailangang i-install ito bilang karagdagan.

Kapag ang isang tao ay gumagalaw, ang module ay nagpapadala ng signal sa relay at ito ay bubukas. Tandaan na mayroong mataas at mababang antas ng mga relay. Dapat itong piliin batay sa signal na ginagawa ng sensor sa output. Ang natapos na detektor ay maaaring ilagay sa pabahay at naka-mask sa nais na lokasyon. Bukod pa rito, inirerekomenda namin ang panonood ng mga video na malinaw na nagpapakita ng mga tagubilin sa pagpupulong mga lutong bahay na sensor mga paggalaw sa bahay. Kung mayroon ka pa ring anumang mga katanungan, maaari mong palaging tanungin sila sa mga komento.

Anong mga trick ang ginagawa ng mga may-ari para protektahan ang kanilang ari-arian! Simula sa pinakasimpleng padlocks ang laki ng magandang brick(sa North ay gumamit pa sila ng... wolf traps!) sa mga modernong alarm system na may sopistikadong electronics. Ang elektronikong seguridad ay kadalasang nakabatay sa katotohanan na ang kriminal ay sa paanuman ay ibibigay ang kanyang sarili at magpapadala ng impormasyon tungkol sa kanyang hitsura. Maaaring ito ay tunog ng mga yabag - ang mga elektronikong "tainga" ay agad na magre-react at magbibigay ng senyales ng panganib. Mayroong mga sistema ng seguridad na tumutugon sa radiation ng tao, ang parang multo na komposisyon na naiiba nang husto mula sa pangunahing background. Ngunit ang kriminal ay hindi natutulog, sinusubukan na maging hindi napapansin habang ginagawa ang kanyang maruming gawa - mga espesyal na camouflage suit at lahat ng uri ng mga mapanlikha na aparato ay lilitaw.

Samantala mayroon talagang maaasahang sistema proteksyon. Siya ay para dito pisikal na larangan isang tao kung kanino ang kalikasan mismo ay hindi kasama ang posibilidad ng anumang mga hadlang. Ito ang gravitational field na taglay ng bawat bagay na may masa. Ang gravity ay grabitasyon (attraction), ang unibersal na interaksyon sa pagitan ng anumang uri ng pisikal na bagay (ordinaryong bagay, anumang pisikal na larangan), gaya ng sinasabi ng ikatlong batas ni Isaac Newton.

Ang prinsipyong ito ay naging batayan ng aparato ng sikat na imbentor na si Sh Lifshitz. Ang mga puwersa ng gravity ay bale-wala. Sabihin na natin atraksyon sa isa't isa sa pagitan ng dalawang katawan na matatagpuan sa layo na isang metro mula sa isa't isa at sa bawat masa ng isang tonelada, ay halos 0.006 g lamang ang mga ito ay mapapansin sa tulong ng mga malalaking aparato na ginagamit lamang sa mga planeta. Ang aparato ng S. Lifshitz ay maliit, compact, sobrang simple sa paggawa at mapanlikha, tulad ng lahat ng bagay na mapanlikha. Ang batayan nito ay isang transparent na sisidlan na nakadikit mula sa plexiglass. Sa loob ay may isang partisyon na simetriko na hinahati ito sa kalahati ng taas at lumabas. Dalawang tubo na may cross section na 1 square meter ang naka-mount sa magkabilang panig ng partisyon. mm. Sa mga gilid ng sisidlan ay may dalawang maiikling tubo na may mga gripo. Ang lahat ng koneksyon ng device ay selyadong.

Ang sisidlan ay inilalagay sa isang mesa o sa isang nakapirming plataporma. Ang isang patak ng kulay na likido ay ipinakilala sa maliliit na tubo. Ang parehong mga patak ay dapat na nasa parehong antas. Pagkatapos nito, ang sisidlan ay puno ng tubig sa pamamagitan ng mga maikling tubo sa isang antas kung saan ang ibabang bahagi ng partisyon ay ganap na nahuhulog sa likido, at isang layer ng hangin na 2 - 3 mm ay nananatili bago ang takip ng sisidlan. Nakasara ang mga gripo at handa nang gamitin ang device. Kung ang isang tao ngayon ay lumalapit sa isa sa mga dulo nito, bahagi ng likido ay puwersa ng grabidad mula sa isang kalahati ng sisidlan ay dadaan sa isa pa - sa isa kung saan siya nilapitan. At dahil ang paggalaw ng likido sa mga hiwalay na bahagi ng sisidlan ay nauugnay sa paggalaw agwat ng hangin, pagkatapos ay ang mga kulay na patak sa maliliit na tubo ay lilipat din. Ang pag-alis ng isang tao mula sa device ay magdudulot ng kabaligtaran na epekto - reverse displacement ng droplets. May isang pagpapakita ng epekto ng grabidad.

Kung magdadala ka ng timbang sa aparato, ang pagbaba sa kaliwang capillary ay tataas, at sa kanan ito ay babagsak

Ngayon mahuhulaan mo ba kung saan tayo pupunta nito? Kailangan lang nating bahagyang pagbutihin ang ating device upang awtomatiko itong magbigay ng signal kapag may lumapit dito. Mayroong maraming mga pagpipilian dito. Ang mga gumagalaw at may kulay na droplet ay maaaring humarang sa sinag ng liwanag at maging sanhi ng pag-apoy ng photocell at pag-on ng sirena.

Tingnan ang larawan at mas mauunawaan mo ang mekanismo ng pagkilos ng naturang bantay. Gumagana ang aparato kung ito ay naka-secure sa likod ng isang nakabaluti na ligtas na pinto o sa likod ng isang makapal kongkretong pader- walang mga hadlang para sa gravity. Sa madaling salita, katulad aparatong panseguridad ang pinaka maaasahan.

Awtomatikong magpapatunog ng signal ang naturang device kapag nilapitan ito ng isang tao.

Ngayon ay hindi mo mabigla ang sinuman na may iba't ibang layunin at pagiging epektibo. mga kagamitang elektroniko mga babalang pang-iwas na nag-aabiso sa mga tao o nag-o-on ng alarma sa seguridad bago pa man direktang makipag-ugnayan sa isang hindi gustong bisita na may protektadong hangganan (teritoryo). Marami sa mga node na ito na inilarawan sa panitikan, halimbawa sa, sa opinyon ng may-akda, ay kawili-wili, ngunit kumplikado.

Sa kaibahan sa kanila, isang simple elektronikong circuit non-contact capacitive sensor (Larawan 2.2), na kahit na ang isang baguhang radio amateur ay maaaring mag-ipon. Ang device ay may mataas na input sensitivity, na nagbibigay-daan dito na magamit upang balaan ang isang taong papalapit sa E1 sensor.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng aparato ay batay sa pagbabago ng kapasidad sa pagitan ng sensor-antenna E1 at ang "lupa" (karaniwang wire: lahat ng bagay na tumutugma sa ground loop - sa kasong ito, ang sahig at dingding ng silid). Kapag ang isang tao ay lumalapit, ang kapasidad na ito ay nagbabago nang malaki, na sapat upang ma-trigger ang K561TL1 microcircuit.

kanin. 2.2. Electrical diagram non-contact capacitive sensor

Ang disenyo ay batay sa dalawang elemento ng K561TL1 (DD1) microcircuit, na konektado bilang mga inverters. Ang microcircuit na ito ay naglalaman ng apat elemento ng parehong uri na may 2I-NOT function na may Schmitt trigger na may hysteresis (delay) sa input at inversion sa output.

Ang paggamit ng K561TL1 microcircuit ay dahil sa mababang kasalukuyang pagkonsumo, mataas na kaligtasan sa ingay (hanggang sa 45% ng antas ng boltahe ng supply), pagpapatakbo sa isang malawak na hanay ng boltahe ng supply (sa hanay ng 3-15 V), proteksyon ng input mula sa static na kuryente at panandaliang labis sa mga antas ng pag-input, at marami pang iba na nagbibigay-daan sa chip na malawakang magamit sa mga amateur na disenyo ng radyo nang hindi nangangailangan ng anumang espesyal na pag-iingat at proteksyon.

Bilang karagdagan, ang K561TL1 microcircuit ay nagbibigay-daan sa iyo upang ikonekta ang mga independiyenteng elemento ng logic nito nang magkatulad, bilang mga elemento ng buffer, bilang isang resulta kung saan ang output signal power ay tumataas nang proporsyonal. Ang mga pag-trigger ng Schmitt ay mga bistable na circuit na maaaring gumana nang dahan-dahang tumataas ang mga input signal, kabilang ang mga naglalaman ng ingay. Kasabay nito, ang matalim na mga gilid ng mga pulso na nagbibigay ng output ay maaaring mailipat sa kasunod na mga node ng circuit para sa pagkabit sa iba pang mga pangunahing elemento at microcircuits. Ang K561TL microcircuit (pati na rin ang K561TL2) ay maaaring pumili ng isang control signal (kabilang ang digital) para sa iba pang mga device mula sa isang analog o fuzzy input pulse.

Ang dayuhang analogue ng K561TL1 ay CD4093B.

Ang diagram ng koneksyon ng inverter ay klasiko, inilarawan ito sa mga sangguniang publikasyon. Ang kakaiba ng ipinakita na pag-unlad ay nakasalalay sa mga nuances ng disenyo nito. Pagkatapos i-on ang power, isang hindi natukoy na estado na malapit sa mababang antas ng lohika ay naroroon sa input ng elementong DD1.1. Ang output DD1.1 ay mataas, ang output DD1.2 ay mababa muli. Ang transistor VT1 ay sarado. Ang piezoelectric capsule HAI (na may panloob na generator 34) ay hindi aktibo.

Ang isang antenna ay konektado sa E1 sensor - gagawin ng isang teleskopiko na antena ng kotse. Kapag ang isang tao ay malapit sa antenna, nagbabago ang kapasidad sa pagitan ng antenna pin at ng sahig. Nagiging sanhi ito ng mga elementong DD1.1, DD1.2 na lumipat sa kabaligtaran na estado. Upang ilipat ang node, ang isang tao na may average na taas ay dapat na (maglakad) sa tabi ng isang antena na 35 cm ang haba sa layo na hanggang 1.5 m Ang isang mataas na antas ng boltahe ay lilitaw sa pin 4 ng microcircuit, bilang isang resulta kung saan ang transistor VT1 bubukas at kapsula HA1 tunog.

Sa pamamagitan ng pagpili ng kapasidad ng kapasitor C1, maaari mong baguhin ang operating mode ng mga elemento ng microcircuit. Kaya, kapag ang capacitance C1 ay nabawasan sa 82-120 pF, ang node ay gumagana nang iba. Ngayon ang sound signal ay tumutunog lamang habang ang input DD1.1 ay apektado ng AC voltage interference - human touch.

Ang electrical circuit (Fig. 2.2) ay maaari ding gamitin bilang batayan para sa isang trigger touch sensor. Upang gawin ito, alisin ang palaging risistor R1, ang shielded wire, at ang sensor ay microcircuit contact 1 at 2.

Ang isang shielded wire ay konektado sa serye na may R1 (cable RK-50, RK-75, shielded wire para sa AF signal - lahat ng uri ay angkop) 1-1.5 m ang haba, ang screen ay konektado sa karaniwang wire, ang gitnang core sa ang dulo ay konektado sa antenna pin.

Kung susundin ang mga tinukoy na rekomendasyon at gagamitin ang mga uri at rating ng mga elementong ipinahiwatig sa diagram, bubuo ang unit ng sound signal na may frequency na humigit-kumulang 1 kHz (depende sa uri ng HA1 capsule) kapag ang isang tao ay lumalapit sa antenna pin sa isang distansya ng 1.5-1 m Walang trigger effect. Sa sandaling lumayo ang bagay mula sa antenna, ang sensor ay mapupunta sa security (standby) mode.

Ang eksperimento ay isinagawa din sa mga hayop - isang pusa at isang aso: ang node ay hindi tumutugon sa kanilang diskarte sa sensor ng antena.

Ang mga kakayahan ng device ay halos hindi ma-overestimated. Sa bersyon ng may-akda ito ay naka-mount sa tabi frame ng pinto; pintuan sa harap- metal.

Ang dami ng signal ng AF na ibinubuga ng kapsula ng HA1 ay sapat upang marinig ito sa isang saradong loggia (ito ay maihahambing sa dami ng isang kampana ng apartment).

Ang power supply ay nagpapatatag, na may boltahe na 9-15 V, na may mahusay na pag-filter ng ripple boltahe sa buong output. Ang kasalukuyang pagkonsumo ay bale-wala sa standby mode (maraming microamp) at tataas sa 22-28 mA kapag ang HA1 emitter ay aktibong gumagana. Ang isang walang transformer na mapagkukunan ay hindi maaaring gamitin dahil sa posibilidad ng pinsala electric shock. Ang oxide capacitor C2 ay gumaganap bilang isang karagdagang filter ng power supply, ang uri nito ay K50-35 o katulad, para sa isang operating boltahe na hindi mas mababa kaysa sa boltahe ng pinagmumulan ng kapangyarihan.

Sa panahon ng operasyon ng yunit, kawili-wiling mga tampok. Ang supply boltahe ng node ay nakakaapekto sa operasyon nito: kapag ang supply boltahe ay tumaas sa 15 V, isang ordinaryong multi-core na walang kalasag na elektrikal kawad na tanso cross section 1-2 mm, haba 1 m; Sa kasong ito, walang screen o risistor R1 ang kailangan; ang electric copper wire ay direktang konektado sa mga pin 1 at 2 ng elemento DD1.1. Ang epekto ay magkatulad. Kapag nagpapalit ng phasing plug ng network power source, ang node sa sakuna ay nawawalan ng sensitivity at gumagana lamang bilang isang sensor (reacts sa pagpindot sa E1). Ito ay totoo para sa anumang halaga ng power supply boltahe sa hanay ng 9-15 V. Malinaw, ang pangalawang layunin ng circuit na ito ay isang ordinaryong sensor (o sensor-trigger).

Ang mga nuances na ito ay dapat isaalang-alang kapag inuulit ang aparato. Gayunpaman, sa kaso ng tamang koneksyon na inilarawan dito, isang mahalagang bahagi ng alarma sa seguridad ang nakuha, na tinitiyak ang kaligtasan ng tahanan, binabalaan ang mga may-ari bago pa man mangyari ang isang emergency na sitwasyon.

Ang mga elemento ay naka-mount nang compact sa isang fiberglass board. Ang housing para sa device ay anumang dielectric (non-conducting) material. Upang makontrol ang supply ng kuryente, ang aparato ay maaaring nilagyan ng isang indicator LED na konektado sa parallel sa pinagmumulan ng kuryente.

Walang kinakailangang pagsasaayos kung mahigpit na sinusunod ang mga rekomendasyon. Kung mag-eksperimento ka sa haba ng shielding cable, ang haba at lugar ng sensor-antenna E1 at pagbabago ng supply boltahe, maaaring kailanganin mong ayusin ang paglaban ng risistor R1 sa loob ng isang malawak na hanay - mula 0.1 hanggang 100 MOhm. Upang mabawasan ang sensitivity, dagdagan ang kapasidad ng kapasitor C1. Kung hindi ito magdadala ng mga resulta, ang isang pare-parehong risistor na may pagtutol na 5-10 MOhm ay konektado kahanay sa C1.

kanin. 2.3. Capacitive sensor

Ang non-polar capacitor C1 ay uri ng KM6. Nakapirming risistor R2—MLT-0.25. Resistor R1 - uri BC-0.5, BC-1. Transistor VT1 ay kinakailangan upang palakasin ang signal mula sa output ng elemento DD1.2. Kung wala ang transistor na ito, hindi malakas ang tunog ng kapsula ng HA1. Ang transistor VT1 ay maaaring mapalitan ng KT503, KT940, KT603, KT801 na may anumang index ng titik.

Ang HA1 emitter capsule ay maaaring mapalitan ng isang katulad na may built-in na generator 34 at isang operating current na hindi hihigit sa 50 mA, halimbawa FMQ-2015B, KRKH-1212V at katulad.

Salamat sa paggamit ng isang kapsula na may built-in na generator, ang yunit ay nagpapakita ng isang kawili-wiling epekto: kapag ang isang tao ay lumalapit sa sensor-antenna E1, ang tunog ng kapsula ay monotonous, at kapag ang tao ay lumayo (o lumalapit sa tao. , simula sa layo na 1.5 m hanggang E1), ang kapsula ay gumagawa ng isang matatag na pasulput-sulpot na tunog alinsunod sa pagbabago sa potensyal na antas sa output ng elementong DD1.2. (Ang isang katulad na epekto ay nabuo ang batayan ng unang electronic instrumentong pangmusika- "Theremin".)

Para sa isang mas kumpletong pag-unawa sa mga katangian ng isang capacitive sensor, inirerekomenda ng may-akda na pamilyar ka sa materyal.

Kung ang isang kapsula na may built-in na AF generator, halimbawa KRI-4332-12, ay ginagamit bilang HA1, kung gayon kapag ang isang tao ay medyo malayo sa sensor-antenna, ang tunog ay magiging katulad ng isang sirena, at sa maximum na diskarte, isang pasulput-sulpot na senyales.

Ang ilan sa mga disadvantages ng device ay maaaring ituring na kakulangan ng selectivity (ang "friend/foe" recognition system), kaya ang node ay magsenyas ng paglapit ng sinumang tao sa E1, kabilang ang may-ari ng apartment na lumabas sa bumili ng tinapay. Ang batayan ng pagpapatakbo ng device ay electrical interference at mga pagbabago sa capacitance, na kung saan ay pinaka-kapaki-pakinabang kapag ginamit sa malalaking lugar ng tirahan na may binuo na network ng mga de-koryenteng komunikasyon; Malinaw, ang aparato ay magiging walang silbi sa kagubatan, sa bukid at saanman kung saan walang mga de-koryenteng komunikasyon.

Kashkarov A.P. 500 na mga scheme para sa mga radio amateurs. Mga elektronikong sensor.