Tato příručka poskytuje informace o používání mezipaměti různé typy. Kniha pojednává možné možnosti Jsou popsány úkryty, způsoby jejich vytváření a k tomu potřebné nástroje, zařízení a materiály pro jejich stavbu. Jsou uvedena doporučení ohledně uspořádání kešek doma, v autech, na osobní zápletka a tak dále.

Zvláštní místo je věnováno způsobům a metodám kontroly a ochrany informací. Je uveden popis speciálního průmyslového zařízení použitého v tomto případě a také zařízení, která jsou k dispozici pro opakování vyškolenými radioamatéry.

Kniha je dána Detailní popis práce a doporučení pro instalaci a konfiguraci více než 50 zařízení a zařízení nezbytných pro výrobu mezipamětí, jakož i určených k jejich detekci a ochraně.

Kniha je určena širokému okruhu čtenářů, každému, kdo se chce s touto specifickou oblastí lidské tvorby seznámit.

Vzhledem k tomu, že lidské tělo je tvořeno převážně vodou, která je elektrickým vodičem, lze předpokládat, že kapacitní senzor pro detekci člověka je nejoptimálnějším řešením. Kapacitní senzor lze použít jako hlídacího psa, který reaguje na vniknutí narušitelů do místnosti, dveří nebo dotyk zámků či klik vstupní dveře, kovové krabice, trezory atd.

Jednoduché kapacitní relé

Dosah relé závisí na přesnosti nastavení kondenzátoru C1 a také na konstrukci snímače. Maximální vzdálenost, na kterou relé reaguje, je 50 cm.

Schematický diagram kapacitního relé je na Obr. 2.85, a provedení indukční cívky s jejím umístěním a snímačem na desce - na obr. 2,86.

Rýže. 2,85. Jednoduché kapacitní relé

Rýže. 2,86. Návrh indukční cívky kapacitního relé

Cívka L1 je navinutá na vícesekčním polystyrénovém rámu z obvodů tranzistorových rádií a obsahuje 500 závitů (250 + 250) s odbočkou ze středu drátu PEL 0,12 mm, volně navinutého.

Snímač je instalován kolmo k rovině PCB. Jedná se o kus izolovaného montážního drátu o délce od 15 do 100 cm nebo čtverec vyrobený ze stejného drátu se stranami od 15 cm do 1 a.

Kondenzátor C1 - typ KPK-M, zbytek - typ K50-6. Jako relé je vybráno RES-10, pas RS4.524.312, můžete také použít RES-10, pas RS4.524.303 nebo RES-55A, pas 0602. Diodu VD1 lze vyloučit, protože je nutná pouze k ochraně obvodu před náhodnou změnou polarity napájení.

Kapacitní relé je konfigurováno s kondenzátorem C1. Nejprve musí být rotor C1 nastaven do polohy minimální kapacity, tím se aktivuje relé K1. Potom se rotor pomalu otáčí ve směru zvyšování kapacity, dokud se relé K1 nevypne. Čím menší je kapacita trimrového kondenzátoru, tím je kapacitní relé citlivější a tím větší je vzdálenost, na kterou je snímač schopen reagovat na objekt. Při nastavování kondenzátoru je třeba držet pouzdro těla a ruku s dielektrickým šroubovákem co nejdále od desky.

kapacitní senzor

Většina obvodů kapacitních snímačů se skládá ze dvou oscilátorů a obvodů, které řídí nulové údery nebo střední frekvenci. V tomto případě je frekvence jednoho generátoru stabilizována křemenným rezonátorem a vnější kapacita ovlivňuje ladění druhého obvodu.

Schéma znázorněné na Obr. 2.87, obsahuje jeden generátor pracující na frekvenci 460-470 kHz, dopad na snímač vede ke změně proudu odebíraného generátorem (externí kapacita nemění frekvenci ani tak, jako dodatečně zatěžuje obvod).

Rýže. 2,87. kapacitní senzor

S nárůstem vnější kapacity se zvyšuje spotřeba proudu, což vede k otevření druhého tranzistoru.

Generátor je namontován na tranzistoru VT1 s efektem pole. Ladící kmitočet je určen parametry obvodu na cívce L1. Senzor může být volná forma, jako je kus montážního drátu, pletivo, čtverec o straně 150 až 1000 mm nebo kroužek. Pokud je snímač instalován v autě, pak k ochraně skla stačí drát o délce 150 mm, můžete nainstalovat síťovinu do sedadel nebo umístit drát do štěrbin palubní desky.

Klíč je vyroben na tranzistoru VT2. Při vystavení senzoru se proud spotřebovaný generátorem zvýší a tranzistor VT2 se otevře, zatímco napětí na jeho kolektoru se přiblíží napájecímu napětí (obvod je napájen parametrickým stabilizátorem na zenerově diodě VD1 a rezistoru R6).

Výkonné zařízení provedené na čipu DD1 podle jediného obvodu vibrátoru. Obvod R5C5 je potřebný pro zpoždění chodu zařízení po zapnutí. Pokud zpoždění není potřeba, lze kondenzátor C5 vynechat. Můžete udělat variantu se zpožděním a kontrolní LED. V tomto případě musíte snížit odpor R6 na 150 ohmů a R4 na 620 ohmů a zapnout LED typu AL307 v sérii s R4 v propustném směru. Nyní prvních pět až deset sekund po zapnutí reakce senzoru pouze rozsvítí LED. Poté, po uplynutí této doby, každá operace povede k tomu, že se na výstupu obvodu objeví kladný impuls s trváním asi 10 s. Dobu trvání pulzu lze upravit změnou odporu R7 nebo kapacity C6.

Kapacitní snímač je namontován na jednom tištěný spoj z jednostranné fólie skelného vlákna. Trimrový kondenzátor je typ PDA, tranzistor s efektem pole VT1 může být s libovolným písmenným indexem, jako u VT2, zde bude stačit jakékoli p-n-p nízkovýkonový tranzistor, včetně MP39-MP42. Čip K176LA7 lze nahradit K561LA7 nebo dokonce K561LE5, ale v tomto případě je potřeba prohodit R5 a C5, změnit polaritu zapnutí C6 na opačnou; výstup R7, připojený ke společnému vodiči, se připojí ke katodě zenerovy diody a výstupní signál je odstraněn z vývodu 3 DD1 včetně prvku s vývody 12, 13 a 11 mezi kolektorem VT2 a vývodem 9 DD1.

Cívka je navinuta na standardním čtyřdílném rámu z cívky lokálního oscilátoru středovlnného rádiového přijímače. Feritové jádro (a pancíř, pokud existuje) je odstraněn. Cívka má 1000 závitů s odbočkou od středu PEV drátu 0,06 mm. Můžete si vybrat zenerovu diodu jakéhokoli vhodného výkonu se stabilizačním napětím 7 ... 10 V.

Pro konfiguraci připojte senzor a umístěte desku tam, kde bude (nebo blízko tohoto místa). Po připojení napájení nastavte pomocí dielektrického šroubováku rotor kondenzátoru C1 do stavu minimální kapacity. V tomto případě by schéma mělo fungovat. Poté jej postupně otáčejte pod malým úhlem a poté se vzdalujte na vzdálenost mimo dosah (asi půl metru) nastavte rotor C1 do takové polohy, aby obvod přestal fungovat, dokud se nepřiblížíte na vzdálenost, kterou chcete nastavit.

Kapacitní relé na LC obvodu

Princip činnosti popsané verze kapacitního relé (obr. 2.88) je založen na změně frekvence LC generátoru pod vlivem vnějších objektů na jeho prvky - efekt, který je vám znám z reakce rádiového přijímače na přiložení ruky k jeho anténě.

Rýže. 2,88. Kapacitní relé na LC obvodu

Takovýto kapacitní reléový generátor je tvořen cívkou L1, kapacitou snímače E1, kondenzátory C1, C2, polem řízeným tranzistorem VT1 a samozřejmě nepodstatnou kapacitou uchycení zařízení.

Pokud je stabilizované napájecí napětí tranzistoru a kapacita snímače je nezměněna, pak je nezměněna i frekvence generátoru (v našem případě asi 100 kHz). Jakmile se ale přiblížíte nebo se dotknete senzoru rukou, jeho kapacita se zvýší a frekvence elektrických oscilací generátoru se sníží.

Prudká změna frekvence LC generátoru je signálem porušení počátečních parametrů citlivého prvku kapacitního relé.

Ale tento signál se zatím nenašel. Problém pomáhá řešit druhý LC obvod, tvořený cívkou L2, kondenzátorem C4 a volně spojeným (aby neklesl činitel jakosti) s generátorem přes rezistor R1. Využívá se známá vlastnost rezonančního obvodu - závislost napětí na něm na frekvenci kmitání příchozího signálu. Obvodem zvolené napětí signálu je usměrněno diodou VD1, filtrováno kondenzátorem C5 a následně přivedeno na invertující vstup (pin 2) operačního zesilovače (op-amp) DA1, který funguje jako komparátor.

S kondenzátorem C4 je rezonanční obvod naladěn na počáteční frekvenci F 0 generátoru. V tomto případě působí na invertující vstup komparátoru konstantní napětí U vstupu. max. Rezistory R2 a R3 nastaveny na neinvertujícím vstupu (pin 3) prahové napětí OU U thr. Poněkud menší než U dovnitř. max. V tomto případě je napětí na výstupu operačního zesilovače nízké a LED HL1 připojená k němu přes omezovací rezistor R5 je vypnutá.

Pokud je změna frekvence generátoru taková, že napětí U in bude menší než U, komparátor bude fungovat a rozsvítí LED. Při vzdalování se od snímače se frekvence generátoru opět stane původní, napětí Uin se zvýší, komparátor se přepne do původního stavu a LED zhasne.

Cívky L1 a L2 jsou designově shodné a jsou navinuty na 2000NM feritových kroužcích o vnějším průměru 20 mm (může být 15 mm) a obsahují 100 závitů drátu PEV-2 0,2 ​​mm. Vinutí cívky na cívku, v jedné vrstvě. Vytažení cívky L1 se provádí od 20. otáčky, počítáno od výstupu spojeného společným vodičem, L2 - od středu. Vzdálenost mezi začátkem a koncem cívek musí být alespoň 3 ... 4 mm. Tranzistor VT1 - KPZOZB, operační zesilovač DA1 - K140UD7, K140UD8, dioda VD1 - KD503B, KD521, KD522B. Kondenzátory C1 a C2 - typ KT, KD, KM, SZ a C5 - KLS, KM, C4 - KPK-1, rezistory R2 a R3 - typ SPZ-3, zbytek - VS, MLT.

Po sestavení relé se provede předběžné seřízení (řetěz R5HL1 ještě není připojen). Roli snímače mohou dočasně plnit dva kusy drátu o průměru 0,5 ... 1 mm a délce 1 ... 1,5 m, umístěné paralelně ve vzdálenosti 15 ... 20 cm od sebe. Ke kondenzátoru C5 je připojen stejnosměrný voltmetr s relativním vstupním odporem menším než 10 kΩ / V a k dosažení maximálního odečítání napětí na voltmetru je použit trimrový kondenzátor C4. Pokud se současně ukáže, že kapacita kondenzátoru C4 je největší, pak se k němu paralelně připojí další kondenzátor s kapacitou 10 ... 15 pF a nastavení se opakuje. Voltmetr by měl detekovat napětí 2,5 ... 5 V. Pokud je menší, zvolí se rezistor R1, ale jeho odpor by měl být větší než 500 kOhm. Po každé výměně rezistoru se seřízení opakuje.

Dále je k výstupu operačního zesilovače připojen sériově zapojený rezistor R5 led HL1. Jezdec rezistoru R3 je nastaven do spodní polohy podle schématu, rezistor R2 je nastaven do střední polohy. V tomto případě by se měla LED rozsvítit. Pomalým pohybem jezdce rezistoru R3 LED zhasne. Pokud nyní přiblížíte ruku k senzoru nebo se dotknete vodiče připojeného ke kondenzátoru C1, měla by se rozsvítit LED dioda. V tomto případě lze předběžné nastavení kapacitního relé považovat za dokončené.

Schéma prováděcího zařízení je znázorněno na Obr. 2,89.

Rýže. 2,89. Výkonné zařízení

Přes dělič R1R2 je na výstup kapacitního relé připojen elektronický klíč na tranzistoru VT1, který ovládá elektromagnetické relé K1, jehož kontakty K1.1 zapínají osvětlovací svítilnu EL1 nebo sirénu. Součástí napájecího zdroje je snižovací transformátor T1, diodový usměrňovač VD3-VD6 a filtrační kondenzátor C2. Napájecí napětí vlastního kapacitního relé (9 V) je stabilizováno parametrickým stabilizátorem R3VD1.

Když je kapacitní relé spuštěno, na jeho výstupu se objeví konstantní napětí 7 ... 8 V, jehož část je přiváděna do báze tranzistoru VT1. Tranzistor se rozepne, sepne se relé K1 a sepínací kontakty K1.1 připojí lampu nebo sirénu EL1 do sítě. Po obnovení počátečního provozního režimu kapacitního relé se tranzistor sepne a kontrolka zhasne.

Tranzistor VT1 může být KT315B - KT315D, KT312A - KT312V nebo jiný podobný. Diody VD3 - VD6 - jakýkoli usměrňovač s přípustným dopředným proudem nejméně 40 ... 50 mA. Oxidové kondenzátory - typ K50-6 nebo jiné pro odpovídající pamětní napětí, rezistory - typ BC, MLT. Relé K1 - RES22, pas RF4.500.129 nebo podobné, spouštěné při napětí 9 ... 11 V.

Seřízení stroje se redukuje na konečné seřízení jeho kapacitního relé. K tomu se paralelně s kondenzátorem C5 (viz obr. 2.88) připojí vysokoodporový stejnosměrný voltmetr a na něm se nastaví maximální napětí ladícím kondenzátorem C4 - mělo by být přibližně stejné jako v předběžném nastavení. Pokud toho nelze dosáhnout, připojí se paralelně k C4 přídavný kondenzátor o kapacitě 20 ... 30 pF a nastavení se opakuje.

Pro zvýšení citlivosti zařízení by obvod L2C4 neměl být nastaven na maximální napětí, ale o něco méně - přibližně na úrovni vstupu 0,7 U. max. A protože jsou možné dva body ladění (nad a pod F o), bude správný ten, který odpovídá menší kapacitě kondenzátoru C4. Poté rezistory R2, R3 dosáhnou jasné činnosti elektromagnetického relé.

Snímač se skládá z držáku, kapacitní desky, která je galvanicky spojena se signálovým vodičem, stíněného kabelu a příslušného konektoru pro připojení snímače ke vstupu záznamového zařízení.

Z toho, co vyplývá:

1. Signál na výstupu snímače bude tím větší, čím blíže je kapacitní deska k vodivému jádru BB drátu.

2. Vliv elektromagnetického rušení od sousedních výbušných drátů bude menší než menší velikost kapacitní desku a tím menší je nestíněná část signálního vodiče.

4. Kapacitní vazba je diferenciační obvod (HFC), který přenáší vysokofrekvenční vibrace (oblast průrazu), a nepřenáší nízkofrekvenční vibrace (oblast spalování), tzn. tvar sekundárního napětí na výstupu snímače bude zkreslený.

Cd - kapacita mezi vodivým jádrem výbušného drátu a kapacitní deskou snímače
Rin - vstupní impedance záznamového zařízení
Cv - vstupní kapacita se nebere v úvahu, protože v tomto případě ve skutečnosti nic neovlivňuje

Červený graf ukazuje původní signál (meandr 1 kHz, pracovní cyklus 10 %, amplituda 1 V)
Na grafu modré barvy je zobrazen signál získaný na výstupu derivačního řetězce

Signál z výstupu snímače bez použití kompenzační kapacity

Pro eliminaci zkreslení tvaru sekundárního napětí na výstupu snímače je nutné použít přídavnou kompenzační kapacitu, která tvoří kapacitní dělič s kapacitou jádra snímače:

Bez zohlednění vstupního odporu záznamového zařízení je koeficient přenosu kapacitního děliče určen následujícím vztahem: Kp \u003d Sd / (Sd + Sk). Jak je patrné z poměru, čím větší je hodnota kapacity Ck, tím nižší je hodnota napětí na výstupu kapacitního děliče. Pro ideální kapacitní dělič lze bez zohlednění vstupního odporu záznamového zařízení brát Sk libovolně malé, přičemž tvar signálu na výstupu děliče bude přesně odpovídat tvaru signálu na jeho vstupu.

Při zohlednění vstupního odporu se poměr pro stanovení koeficientu přenosu stává mnohem objemnějším, ale závislost Kp na Sk zůstává stejná. Vstupní impedance záznamového zařízení přímo neovlivňuje Kp, určuje „stupeň vneseného zkreslení“.

Se zvýšením vstupního odporu se výrazně sníží zkreslení průběhu sekundárního napětí. Vstupní impedance téměř všech osciloskopů používaných pro vlastní diagnostiku je ve většině případů v rozsahu 1 MΩ s výjimkou specializovaných vstupů určených výhradně pro připojení vysokonapěťových senzorů. Proto, když je snímač přímo připojen ke vstupu osciloskopu (bez specializovaného adaptéru), Rin může být také brán jako konstanta a bude omezen na změnu pouze Sk.

Poznámka!
Připojení snímače ke vstupu osciloskopu jednoduše přes odpor 10 MΩ povede ke zvýšení vstupního odporu a tím ke snížení zkreslení sekundárního napěťového průběhu, ale současně se koeficient přenosu vstupní cesty kanálu sníží asi desetkrát. Pro zvýšení vstupní impedance bez snížení přenosového koeficientu je nutné použít mezilehlou vyrovnávací paměť (opakovač je nejjednodušší adaptér) s vysokou vstupní impedancí a nízkou výstupní impedancí.
Pro proud Sd (není přesně známo) a Rin (obvykle 1 MΩ) se hodnota Sk volí na základě kompromisu:
1. Čím menší Sk, tím větší amplituda napětí na výstupu kapacitního děliče.
2. Čím více Sk, tím menší je stupeň zkreslení tvaru sekundárního napětí

V praxi lze hodnotu Sk zvyšovat, dokud „amplituda“ napětí na výstupu kapacitního děliče dostatečně nevynikne na pozadí šumu.

Místo připojení Sk: na začátku kabelu (blíže ke kapacitní desce) nebo na konci kabelu (blíže ke vstupu záznamového zařízení) - prakticky neovlivňuje tvar a amplitudu signálu z výstupu snímače.

Červený graf ukazuje signál přijatý ze snímače HV a Sk = 3,3 nF připojeného na vstup osciloskopu, modrý graf ukazuje signál přijatý ze snímače HV a Sk = 3,3 nF připojeného přímo v blízkosti kapacitní desky. Jak vidíte, tvar signálů je téměř stejný a amplituda se liší v rámci rozpětí nominální hodnoty použitých kapacit +/- 20 %.

Příklady oscilogramů sekundárního napětí snímaného stejným snímačem s kapacitní deskou ve tvaru kruhu o průměru ~10 mm při různé významy Sk, na stojanu s DIS cívkou 2112-3705010 (tvar sekundárního napětí je poněkud odlišný od obvyklého kvůli výboji ve volné přírodě).

Sk = 470 pF. Oblast spalování výrazně klesá, ale amplituda průrazu dosahuje 5 voltů.

Sk = 1,8 nF. Spalovací prostor také výrazně klesá, amplituda průrazu se snížila na 2 volty.

Sk = 3,3 nF. Spalovací prostor trochu poklesl, amplituda průrazu klesla na 1 Volt.

Sk = 10 nF. Oblast spalování prakticky neklesá, ale amplituda průrazu se také snížila na 0,4 voltu.

Jak je vidět, při Sk = 10 nF není tvar sekundárního napětí prakticky zkreslen a šum je spíše nevýrazný.

Pro srovnání jsou ukázány oscilogramy sekundárního napětí odebrané ze stejného BB vodiče bez použití adaptéru a pomocí specializovaného zapalovacího adaptéru.

Červený graf ukazuje signál přijímaný ze snímače VV (Ck = 10 nF) přímo připojeného ke vstupu osciloskopu. Modrý graf ukazuje signál přijatý z Postolovského adaptéru, ke kterému je připojen „nativní“ Postolovský VV senzor.

Jak vidíte, tvar obou signálů je téměř stejný, ale z adaptéru obsahujícího mezizesilovače má signál 3x vyšší amplitudu.

Poznámka!
Všechny adaptéry využívající kapacitní snímače zkreslují tvar sekundárního napětí, ale při vysokém vstupním odporu a dostatečném Ck je zavedené zkreslení extrémně malé.

V nejjednodušším případě je kapacitní stahovák jakýkoli kovový předmět umístěný vedle BB drátu, tzn. kapacitní destičkou může být krokosvorka, fólie navinutá na BB drátu, mince atd.

V praxi se jako vysokonapěťový kapacitní snímač doporučuje použít provedení, které splňuje následující požadavek:
1. Vysoký stupeň ochrany proti poruchám
2. Nízká náchylnost k elektromagnetickému rušení ze sousedních výbušných drátů
3. Pohodlné design pro rychlé připojení snímače k ​​BB vodiči

Příklady konstrukce výbušných kapacitních senzorů:

Plech pocínovaný 20x70 mm, ohýbá tak, aby byl pevně přitlačen k BB drátu.

Ve skutečnosti stejná deska pouze izolovaně.

VV senzor typu "clothespin".

BB senzor podobný jednomu z návrhů Bosch (dodáváno za 7 $ / kus).

Jako příklad uveďme proces výroby vysokonapěťového senzoru na základě výše uvedeného návrhu Bosch.

K výrobě senzoru potřebujete:

1. Rukojeť snímače BB diskutovaná výše.

2. Stíněný kabel 1-3 m. Je vhodné použít měkký mikrofonní kabel, protože je v provozu mnohem pohodlnější než tvrdý koaxiální kabel. Impedance kabelu je 50 nebo 75 ohmů, na tom nezáleží, protože všechny studované signály jsou v oblasti nízké frekvence.

3. Konektory pro připojení snímače k ​​osciloskopu nebo zapalovacímu adaptéru BNC-FJ / BNCP / FC-022 F / BNC zásuvkový adaptér pro F-ku (konektor je stejný, jen různí výrobci / prodejci jej mají jinak nazvaný).

Konektor BNC-M / FC-001 / RG58 / F

Poznámka!
Při nákupu F konektoru a kabelu dbejte na to, aby průměr kabelu odpovídal průměru konektoru pro navíjení na kabel, jinak budete muset buď odříznout část izolace kabelu, aby se zmenšil jeho průměr, nebo omotat kolem kabelu pásku pro zvětšení jeho průměru.
4. Vývodka / vývodka / kabelová vývodka PG-7 s palcovým závitem

5. Kapacitní deska "prasátko" o průměru 9-10 mm

„Prasátko“ lze buď vyříznout z plechu, nebo použít speciální děrovačku (nejlépe 8mm děrovačku, po rozpálení získáte „prasátko“ o průměru o něco málo větším než 9 mm):

Také jako „patku“ je možné použít tlačné kolíky vhodného průměru.

6. Kompenzační kapacita - nepolární (nejlépe keramický) kondenzátor o jmenovitém výkonu 2,2 nF až 10 nF pro napětí 50 Voltů (pokud použijete kondenzátor 1 kV, pak v případě poruchy BB drátu stále vyhoří). V pouzdře 1206 nebo 0805 je možné použít jak výstupní kondenzátory, tak i plošné kondenzátory.

Výrobní zakázky:

1. Odstraňte izolaci ze stíněného kabelu až po opletení v oblasti 12-13 mm. Otočte část opletu pod odstraněnou izolací směrem ven a rovnoměrně ji umístěte podél kabelu. Odstraňte izolaci ze signálního vodiče v úseku 10-11 mm a pocínujte jej.

2. Našroubujte konektor na F kabel tak, aby těsně přiléhal na kabel a měl dobrý kontakt s částí krouceného opletu. Signální vodič musí dostatečně vyčnívat z F konektoru, aby měl dobrý kontakt se středovým kolíkem konektoru BNC-FJ.

3. Našroubujte konektor BNC-FJ na konektor F. Poté zkontrolujte kontakt (kroužek s testerem) mezi signálním vodičem a centrálním kolíkem konektoru BNC-FJ, mezi pláštěm kabelu a stíněním konektoru BNC-FJ a nepřítomnost kontaktu mezi signálním vodičem a pláštěm kabelu.

4. Pokud je tam vývodka PG-7, tak ji nejprve nasaďte na kabel odšroubováním matice z něj.

5. Odstraňte izolaci a opletení z opačného konce kabelu v úseku 3-5 mm. Odstraňte izolaci ze signálního vodiče v úseku 2-3 mm. Připájejte kapacitní desku k pocínovanému signálovému drátu.

V případě potřeby připájejte mezi signální vodič a opletení kompenzační kapacitu.

6. Část signálního vodiče a připájenou kompenzační kapacitu omotejte elektrickou páskou tak, aby kapacitní deska nevisela a byla přitlačena okrajem pásky. Poté je kapacitní deska hojně promazána tukem.

Solidol „vylepšuje“ dielektrickou konstantu a eliminuje skoky v oblasti spalování.

Červený graf ukazuje signál přijatý z HI snímače (Ck = 3,3 nF) bez maziva. Modrý graf ukazuje signál získaný ze snímače VV (Ck = 3,3 nF) pomocí maziva. Bez použití tuku spalovací plocha někdy „vyskočí“ o 20-30%.

7. Nasaďte rukojeť snímače BB tak, aby kapacitní deska spočívala na spodní části krytu snímače. Poté kabel upněte buď vývodkou PG-7 nebo jej zajistěte elektropáskou (současně je třeba se snímačem zacházet velmi opatrně, aby nedošlo k náhodnému vytažení kabelu z rukojeti snímače).

Výsledkem by měl být vysokonapěťový kapacitní snímač, který lze přímo připojit k některému z analogových (s CK) nebo logických (bez CK) vstupů osciloskopu.

Více senzorových obvodů

V lednu 2007 vydalo nakladatelství "Science and Technology" knihu autora A.P. Kashkarova "Elektronické senzory". Na této stránce vám chci představit některé z návrhů.

Na začátku se budeme zabývat obvody využívajícími čip K561TL1. První obvod je kapacitní relé:

Čip K561TL1 (cizí analog CD4093B) je jedním z nejpopulárnějších digitálních mikroobvodů této řady. Mikroobvod obsahuje 4 prvky 2I-NOT s přenosovou charakteristikou Schmittovy spouště (má určitou hysterezi).

Toto zařízení má vysokou citlivost, která umožňuje jeho použití jak v zabezpečovacích zařízeních, tak v zařízeních, která upozorňují na nebezpečnou přítomnost osoby v nebezpečném prostoru (například v pilách). Princip zařízení je založen na změně kapacity mezi anténním pinem (používá se standardní autoanténa) a podlahou. Podle autora toto schéma funguje, když se člověk průměrné velikosti přiblíží na vzdálenost asi 1,5 metru. Jako zátěž tranzistoru lze použít například elektromagnetické relé s vypínacím proudem nejvýše 50 miliampérů, které svými kontakty zapíná akční člen (sirénu atd.). Kondenzátor C1 slouží ke snížení pravděpodobnosti provozu zařízení před rušením.

Následující zařízení je snímač vlhkosti:

Charakteristickým rysem obvodu je použití proměnného kondenzátoru C2 typu 1KLVM-1 se vzduchovým dielektrikem jako snímačem. Pokud je vzduch suchý, odpor mezi deskami kondenzátoru je více než 10 Gigaohmů a i při nízké vlhkosti se odpor snižuje. Ve skutečnosti je tento kondenzátor vysokoodporový rezistor s odporem, který se mění v závislosti na vnějších podmínkách absorbované atmosférické vlhkosti. V suchém klimatu je odpor snímače vysoký a na výstupu prvku D1/1 je nízká úroveň napětí. se vzrůstající vlhkostí klesá odpor čidla, vznikají impulsy, na výstupu obvodu jsou krátké impulsy. Se vzrůstající vlhkostí se zvyšuje frekvence generování pulzů. V určitém okamžiku vlhkosti se generátor na prvku D1 / 1 změní na pulzní generátor. na výstupu zařízení se objeví nepřetržitý signál.

Obvod dotykového senzoru je zobrazen níže:

Principem činnosti tohoto zařízení je reagovat na "vyzvednutí" v lidském nebo zvířecím těle z různých elektrických zařízení. Citlivost přístroje je velmi vysoká – reaguje i na dotyk E1 desky člověka v látkových rukavicích. Prvním dotykem se zařízení zapne, druhým vypne. Kondenzátor C1 slouží k ochraně před rušením a v konkrétním případě nemusí být ...

Dalším zařízením je indikátor vlhkosti půdy. Toto zařízení lze použít například k automatizaci zavlažování skleníku:

Zařízení je podle mého názoru velmi originální. Senzor je induktor L1, zakopaný v půdě do hloubky 35-50 centimetrů.
Tranzistor T2 a induktor spolu s kondenzátory C5 a C6 tvoří oscilátor o frekvenci asi 16 kilohertzů. Se suchou půdou je amplituda impulzů na kolektoru tranzistoru VT2 3 volty. Zvýšení půdní vlhkosti vede ke snížení amplitudy těchto pulzů. Relé je zapnuto. Při určité hodnotě vlhkosti se generace rozpadne, což vede k vypnutí relé. Relé svými kontakty vypíná např. čerpadlo nebo elektromagnetický ventil v zavlažovacím okruhu.
O detailech: Nejkritičtější částí obvodu je cívka. Tato cívka je navinuta na kus plastové trubky o průměru 100 mm, délce 300 mm a obsahuje 250 závitů PEV drátu o průměru 1 mm. Navíjení - otočení k otočení. Venku je vinutí izolováno dvěma nebo třemi vrstvami izolační pásky z PVC. Tranzistory lze nahradit KT315. Kondenzátory - typ KM. Diody VD1-VD3 - typ KD521 - KD522.
Celá konstrukce je napájena stabilizovaným zdrojem, 12 voltů. Spotřeba proudu obvodem je (v mokro-suchých režimech) 20-50 miliampérů.
Elektronický obvod je sestaven v malé uzavřené krabičce. Pro možnost seřízení by měl být naproti motoru R5 zajištěn otvor, který je po seřízení také hermeticky uzavřen. Pro napájení byl použit nízkopříkonový transformátor s usměrňovačem a stabilizátorem na KR142EN8B. Relé by mělo normálně fungovat při proudu ne větším než 30 miliampérů a napětí 8-10 voltů. Můžete například použít RES10, pas 303. Kontakty tohoto relé nejsou vhodné pro napájení čerpadla. Automobilové relé lze použít jako mezilehlé relé. Kontakty takového relé mohou odolat proudu nejméně 10 ampér. Můžete také použít relé typu KUTs z barevných televizorů. Obě doporučená relé mají 12voltové vinutí a lze je zapojit před stabilizační čip (za usměrňovač a vyhlazovací kondenzátor), nebo za stabilizátor (pak by se ale stabilizační čip měl instalovat na malý chladič). Také by měly být na pouzdru nainstalovány dva utěsněné konektory (například typ RSHA). Jeden konektor slouží k připojení sítě a akčního členu (čerpadla), druhý slouží k připojení cívky.
Nastavení obvodu spočívá v nastavení citlivosti zařízení pomocí proměnného odporu R5. Konečná úprava se provádí v místě provozu zařízení přesnějším nastavením odporu. Je třeba mít na paměti, že toto zařízení poněkud mění práh spínání při změně teploty půdy (ale to není příliš významné, protože v hloubce 35-50 centimetrů se teplota půdy mírně mění).
Majitelé zeleninových jam a garáží mají na jaře ještě jednu starost- roztavená voda. Pokud se voda neodčerpá včas, zelenina se stane nepoužitelnou ... Postup čerpání vody můžete svěřit automatizaci. Schéma se ukazuje jako jednoduché, ale ušetří vám spoustu času a nervů ( Toto schéma není z knihy!) :

Schéma automatického „čerpání vody“ funguje na principu elektrické vodivosti vody. Hlavním ovládacím prvkem úrovně je blok tří desek vyrobený z z nerezové oceli. Desky 1 a 2 jsou stejně dlouhé, deska 3 je snímač vysoké hladiny vody. Zatímco hladina vody je pod úrovní 3 desky - na vstupu logického prvku D1 úroveň logické jedničky, na výstupu prvku je úroveň logické nuly - tranzistor je uzavřen, relé je bez napětí. Při zvýšení hladiny vody je čidlo 3 připojeno přes vodu ke společnému vodiči obvodu (deska 1) - na vstupu prvku úroveň logické nuly, na výstupu prvku - úroveň logické jedničky - otevře se tranzistor - relé zapíná svými kontakty čerpadlo. Současně s čerpadlem je na vstup okruhu připojena deska 2 snímače. Tato deska je snímač nízké hladiny vody. Čerpadlo poběží, dokud hladina vody neklesne pod úroveň desek. Poté se čerpadlo vypne a okruh přejde do pohotovostního režimu ...
V obvodu lze použít téměř jakékoliv logické prvky technologie CMOS řady 176, 561,564. Relé RES22 se používá pro odezvové napětí 10-12 voltů. Toto relé má poměrně výkonné kontakty, což umožňuje přímo ovládat čerpadlo typu Aquarius s výkonem až 250 wattů. Pro zvýšení spolehlivosti provozu je užitečné zapojit volné skupiny kontaktů relé (celkem jsou čtyři) paralelně a paralelně s kontakty relé, zapnout řetězec sériově zapojených odporů 100 ohmů (s výkonem alespoň 2 watty) a kondenzátor 0,1 mikrofarad (s provozním napětím alespoň 400 voltů). Tento řetěz slouží k omezení jiskření na kontaktech v momentech sepnutí. Pokud máte čerpadlo s vyšším výkonem, budete muset použít další mezirelé s kontakty vyššího výkonu (například startér PME 100 - 200 ...), jehož vinutí (obvykle 220 voltů) by mělo být spínáno pomocí relé RES22. V tomto případě obvykle stačí jeden pár kontaktů a paralelně s kontakty relé lze vynechat zhášecí řetězec. Výkonový transformátor byl použit na 12 voltů (byl připraven) o výkonu cca 5 wattů. Při vlastní výrobě je třeba vzít v úvahu skutečnost, že transformátor bude pracovat nepřetržitě, proto je lepší zvýšit (pro spolehlivost) o 15-20 procent počet závitů primárního a sekundárního vinutí oproti vypočteným. Nedoporučoval bych vám používat čínské transformátory - během provozu se velmi zahřívají - může dojít k požáru nebo transformátor jednoduše vyhoří a budete si jisti spolehlivostí okruhu a přestaňte navštěvovat garáž ... Výsledkem je zkažená zelenina ...
Toto zařízení je autorem provozováno 5 let a vykazuje vysokou spolehlivost. Toto "zařízení" velmi ocenili i sousedé v garážovém družstvu - hladina vody v jejich jímkách také výrazně klesla ...

Podobné zařízení můžete vyrobit bez mikroobvodu:

Relé v tomto provedení je použito typu KUTs (z barevných televizorů). Tento typ relé má dva páry spínacích kontaktů. Jeden pár slouží k přepínání senzorových desek, druhý slouží k ovládání čerpadla. Je třeba mít na paměti, že je nežádoucí používat relé typu KUTs ve spojení s mikroobvodem - mohou se objevit falešné pozitivy od snímačů!

Schéma nemá žádné funkce. Možná budete muset zvednout odpor R2 v obvodu předpětí tranzistoru VT2 během nastavování, abyste dosáhli čistého chodu relé, když se snímač dotkne vody.

Zařízení je navrženo tak, aby simulovalo garážový zabezpečovací systém. Pro zajištění nepřetržitého provozu je obvod napájen autonomním napájením z baterie baterií o napětí 5 voltů. Pro hospodárnost zařízení jako celku je použit fotorezistor R2. V noci světlo na fotorezistoru nespadne - jeho odpor je vysoký - na vstupu prvku je napětí logické jednotky - generátor generuje impulsy. LED - "bliká". Během denního světla se odpor fotorezistoru snižuje, což vede k poklesu napětí na pinu 10 mikroobvodu na úroveň logické nuly - generátor přestává být buzen. Pulzní frekvence závisí na hodnotách kondenzátoru C1 a rezistoru R2. Jako záložní zdroj byla použita baterie 4 baterií KNG-1,5. Kapacita baterie vystačí na nepřetržitý provoz okruhu cca 20-30 dní (při výpadku proudu).
Nastavení spočívá ve výběru úrovně citlivosti obvodu pomocí odporu rezistoru R1. Rezistor R2 může měnit frekvenci generátoru.
Toto zařízení patří mezi tzv. "pasivní" ochranné zařízení, ale opravdu funguje! Provoz "morgasiku" po dobu více než 5 let ukázal svou poměrně vysokou účinnost. Za tuto dobu nebyl zaznamenán ani jeden pokus o otevření garáže (takové případy měli sousedé). Je jasné, že s takovým zařízením nevyděsíte vážného podvodníka - (ale kde jsou, vážní podvodníci - takže jeden pankáč ...).

Zde jsem samostatně vytáhl tak důležitou praktickou otázku, jako je připojení indukčních snímačů s tranzistorovým výstupem, které v moderních průmyslové vybavení- všude. Navíc jsou zde skutečné návody k senzorům a odkazy na příklady.

Princip aktivace (funkce) snímačů v tomto případě může být jakýkoli - indukční (aproximace), optický (fotoelektrický) atd.

V první části byly popsány možné možnosti výstupů senzorů. S připojením snímačů s kontakty (reléový výstup) by neměly být žádné problémy. A s tranzistory a s připojením k regulátoru není vše tak jednoduché.

Schémata zapojení pro snímače PNP a NPN

Rozdíl mezi snímači PNP a NPN je v tom, že spínají různé póly zdroje energie. PNP (od slova „Positive“) spíná kladný výstup zdroje, NPN - záporný.

Níže jsou například schémata zapojení pro snímače s tranzistorovým výstupem. Zátěž - zpravidla se jedná o vstup regulátoru.

Předplatit! Bude to zajímavé.

senzor. Zátěž (Load) je trvale připojena na „mínus“ (0V), napájení diskrétní „1“ (+V) je spínáno tranzistorem. NO nebo NC senzor - závisí na řídicím obvodu (hlavní obvod)

senzor. Zátěž (Load) je neustále připojena ke kladce (+V). Zde je aktivní úroveň (diskrétní „1“) na výstupu snímače nízká (0 V), zatímco zátěž je napájena přes otevřený tranzistor.

Vyzývám všechny, aby se nepletli, práce těchto schémat bude podrobně popsána později.

Níže uvedené diagramy ukazují v podstatě to samé. Důraz je kladen na rozdíly v obvodech výstupů PNP a NPN.

Schémata zapojení pro výstupy snímačů NPN a PNP

Na obrázku vlevo - snímač s výstupním tranzistorem NPN. Společný vodič je přepnut, což je v tomto případě záporný vodič napájecího zdroje.

Vpravo - pouzdro s tranzistorem PNP u východu. Tento případ je nejčastější, protože v moderní elektronice je obvyklé spojit záporný vodič napájecího zdroje a aktivovat vstupy ovladačů a dalších záznamových zařízení s kladným potenciálem.

Jak otestovat indukční snímač?

Chcete-li to provést, musíte k němu připojit napájení, to znamená připojit jej k obvodu. Pak - aktivujte (iniciujte). Po aktivaci se indikátor rozsvítí. Indikace ale nezaručuje správné fungování indukční snímač. Musíte připojit zátěž a změřit na ní napětí, abyste si byli 100% jisti.

Výměna senzorů

Jak jsem již psal, existují v podstatě 4 typy snímačů s tranzistorovým výstupem, které se dělí podle vnitřní zařízení a schéma zapojení:

• PNP NO
• PNP NC
• NPN NO
• NPN NC

Všechny tyto typy snímačů lze mezi sebou vyměnit, tzn. jsou zaměnitelné.

To je implementováno následujícími způsoby:

• Změna iniciačního zařízení - konstrukce se mění mechanicky.
• Změna stávajícího schématu zapínání snímače.
• Přepínání typu výstupu snímače (pokud jsou takové přepínače na těle snímače).
• Přeprogramování programu - změna aktivní úrovně tohoto vstupu, změna algoritmu programu.

Níže je uveden příklad, jak můžete vyměnit snímač PNP za snímač NPN změnou schématu zapojení:

Schémata zaměnitelnosti PNP-NPN. Vlevo je původní schéma, vpravo upravené.

Pochopení činnosti těchto obvodů pomůže uvědomění si skutečnosti, že tranzistor je klíčovým prvkem, který může být reprezentován běžnými reléovými kontakty (příklady jsou níže, v notaci).

A co je čerstvého ve skupině VK SamElectric.ru ?

Přihlaste se k odběru a přečtěte si článek dále:

Diagram je tedy vlevo. Předpokládejme, že typ snímače je NE. Poté (bez ohledu na typ tranzistoru na výstupu), když snímač není aktivní, jsou jeho výstupní „kontakty“ otevřené a neprotéká jimi žádný proud. Když je senzor aktivní, kontakty jsou sepnuté se všemi z toho vyplývajícími důsledky. Přesněji s proudem procházejícím těmito kontakty)). Protékající proud vytváří úbytek napětí na zátěži.

Vnitřní zatížení je z nějakého důvodu znázorněno tečkovanou čarou. Tento odpor existuje, ale jeho přítomnost nezaručuje stabilní provoz snímače, snímač musí být připojen na vstup regulátoru nebo jiné zátěže. Odpor tohoto vstupu je hlavní zátěží.

Pokud v senzoru není žádné vnitřní zatížení a kolektor „visí ve vzduchu“, nazývá se to „okruh s otevřeným kolektorem“. Tento obvod funguje POUZE s připojenou zátěží.

Takže v obvodu s výstupem PNP, když je aktivován, napětí (+V) přes otevřený tranzistor vstupuje na vstup regulátoru a je aktivováno. Jak toho dosáhnout s vydáním NPN?

Jsou situace, kdy požadovaný senzor není po ruce a stroj by měl fungovat „hned teď“.

Podíváme se na změny ve schématu vpravo. Nejprve je poskytnut režim činnosti výstupního tranzistoru snímače. K tomu je do obvodu přidán další rezistor, jehož odpor je obvykle řádově 5,1 - 10 kOhm. Nyní, když senzor není aktivní, je na vstup regulátoru přivedeno napětí (+V) přes přídavný odpor a vstup regulátoru je aktivován. Když je senzor aktivní, je na vstupu regulátoru diskrétní „0“, protože vstup regulátoru je přerušen otevřeným tranzistorem NPN a téměř veškerý proud přídavného rezistoru prochází tímto tranzistorem.

V tomto případě dochází k přefázování činnosti snímače. Ale snímač pracuje v režimu a regulátor přijímá informace. Ve většině případů to stačí. Například v režimu počítání pulsů - otáčkoměr, nebo počet polotovarů.

Ano, není to přesně to, co jsme chtěli, a schémata zaměnitelnosti pro npn a pnp senzory nejsou vždy přijatelné.

Jak dosáhnout plné funkčnosti? Metoda 1 - mechanicky přemístit nebo předělat kovovou desku (aktivátor). Nebo světelná mezera, pokud mluvíme o optickém senzoru. Metoda 2 - přeprogramujte vstup regulátoru tak, aby diskrétní "0" byl aktivní stav regulátoru a "1" byl pasivní. Pokud máte po ruce notebook, pak je druhý způsob rychlejší a jednodušší.

Symbol senzoru přiblížení

Na schémata zapojení indukční snímače (snímače přiblížení) jsou označeny odlišně. Hlavní ale je, že je čtverec otočený o 45° a v něm dvě svislé čáry. Jako na níže uvedených diagramech.

ŽÁDNÉ NC senzory. Principiální schémata.

Na horním diagramu je normálně otevřený (NO) kontakt (podmíněně označený jako PNP tranzistor). Druhý obvod je normálně uzavřen a třetí obvod jsou oba kontakty v jednom pouzdře.

Barevné kódování výstupů senzorů

K dispozici je standardní systém značení senzorů. Všichni výrobci ho v současnosti dodržují.

Je však užitečné se před instalací ujistit o správnosti připojení podle návodu k připojení (pokynů). Kromě toho jsou zpravidla barvy vodičů uvedeny na samotném snímači, pokud to jeho velikost umožňuje.

Zde je označení.

• Modrá (Blue) - Mínus napájení
• Hnědá (hnědá) - Plus
• Black (Black) - Konec
• Bílá (Bílá) - druhý výstup nebo řídicí vstup, musíte se podívat na návod.

Systém označení pro indukční snímače

Typ snímače je indikován alfanumerickým kódem, který kóduje hlavní parametry snímače. Níže je uveden systém označování oblíbených měřidel Autonics.

Stáhněte si pokyny a manuály pro některé typy indukčních snímačů:
/ Schéma zapínání čidel podle PNP a NPN schémat v programu Splan / Zdrojový soubor., rar, 2,18 kB, staženo: 2294x./

Skutečné senzory

Je problematické kupovat senzory, produkt je specifický a elektrikáři takové v obchodech neprodávají. Případně se dají koupit v Číně, na Aliexpressu.

Zde jsou ty, které vidím ve své práci.

Děkuji všem za pozornost, čekám na dotazy k připojení senzorů v komentářích!

Aplikace střídavého napětí na sousední vodiče přispívá ke vzdálené akumulaci kladných a záporných nábojů na nich. Vytvářejí proměnlivé elektromagnetické pole, které je citlivé na mnoho vnějších faktorů, především na vzdálenost mezi vodiči. Této vlastnosti lze využít k vytvoření vhodných kapacitních snímačů, které jsou schopny řídit činnost různých řídicích a sledovacích systémů.

Napěťové aplikace jiné znamení, podle Ampérova zákona způsobuje pohyb vodičů, na kterých se nacházejí elektrické částice. To vytváří střídavý proud, který lze detekovat. Množství procházejícího proudu je určeno kapacitou, která zase závisí na ploše vodičů a vzdálenosti mezi nimi. Větší, bližší objekty indukují více proudu než menší, vzdálenější.

Kapacita je určena následujícími parametry:

• Povaha nevodivého dielektrického média umístěného mezi vodiči.
• Velikosti vodičů.
• Síla proudu.

Dvojice takových ploch tvoří desky nejjednoduššího kondenzátoru, jehož kapacita je přímo úměrná ploše a dielektrické konstantě pracovního média a nepřímo úměrná vzdálenosti mezi deskami. Při konstantních rozměrech desek a složení pracovního média mezi nimi bude jakákoli změna kapacity důsledkem změny vzdálenosti mezi dvěma objekty: sondou (senzorem) a sledovaným cílem. Stačí převést změny kapacity na hodnoty soustředěného elektrického napětí, které bude řídit další akce zařízení. Tato zařízení jsou proto určena ke zjišťování měnící se vzdálenosti mezi objekty a také k objasňování povahy a kvality povrchu měřených výrobků.

Princip činnosti kapacitního snímače

Strukturálně takové zařízení zahrnuje:

• Zdroj generování referenčního napětí.
• Primární okruh je sonda, jejíž povrch a rozměry jsou určeny účely měření.
• Sekundární obvod, který generuje potřebný elektrický signál.
• Ochranný obvod, který zajišťuje stabilitu naměřených hodnot senzoru bez ohledu na vnější rušivé faktory.
• Elektronický zesilovač, jehož budič generuje silný řídicí signál do ovládacích prvků a zajišťuje přesnost provozu.

Kapacitní snímače se dělí na jedno a vícekanálové. V druhém případě může zařízení obsahovat několik výše uvedených obvodů s jinou formou sondy.

Ovladač elektroniky lze nakonfigurovat jako hlavní nebo podřízený. V první verzi zajišťuje synchronizaci řídicích signálů, proto se používá především ve vícekanálových systémech. Všechna zařízení jsou dotyková, reagující výhradně na bezkontaktní parametry.

Hlavní vlastnosti uvažovaných zařízení jsou:

• Rozměry a povaha cíle - objektu sondování. Zejména jím vytvořené elektrické pole by mělo mít tvar kužele, pro který rozměry musí být minimálně o 30 % větší než odpovídající rozměry primárního okruhu;
• Rozsah měření. Maximální vzdálenost, při které odečty zařízení poskytují požadovanou přesnost, je asi 40 % užitné plochy primárního okruhu;
• Přesnost měření. Kalibrace čtení obvykle snižuje dosah, ale zvyšuje přesnost. Čím je tedy snímač menší, tím blíže by měl být instalován k ovládanému objektu.

Charakteristiky snímačů nezávisí na materiálu předmětu, stejně jako na jeho tloušťce

Jak se z kondenzátoru stane senzor?

V tomto případě jsou příčina a následek obráceny. Když se na vodič přivede napětí, na každém povrchu se vytvoří elektrické pole. U kapacitního snímače je měřicí napětí přivedeno na citlivou zónu sondy a pro přesná měření musí být elektrické pole ze snímané oblasti přesně obsaženo v prostoru mezi sondou a cílem.

Na rozdíl od konvenčního kondenzátoru se při provozu kapacitních senzorů může elektrické pole rozšířit na další objekty (nebo do jejich oddělených oblastí). Výsledkem bude, že systém rozpozná takové složené pole jako více cílů. Aby k tomu nedošlo, jsou zadní a boční strany citlivé oblasti obklopeny dalším vodičem, který je udržován na stejném napětí jako samotná citlivá oblast.

Když je přivedeno referenční napájecí napětí, samostatný obvod přivádí přesně stejné napětí na ochranu snímače. Pokud není rozdíl v hodnotách napětí mezi zónou citlivosti a ochrannou zónou, není mezi nimi žádné elektrické pole. Původní signál tedy může pocházet pouze z nechráněné hrany primárního okruhu.

Na rozdíl od kondenzátoru bude činnost kapacitního senzoru ovlivněna hustotou materiálu objektu, protože to naruší rovnoměrnost generovaného elektrického pole.

Problémy s měřením

U objektů složité konfigurace je dosažení požadované přesnosti možné při splnění řady podmínek. Například při vícekanálovém sondování musí být budicí napětí pro každou sondu synchronizováno, jinak se sondy budou vzájemně rušit: jedna sonda se bude snažit zvýšit elektrické pole, zatímco druhá bude mít tendenci je snižovat, čímž poskytuje falešné údaje. Významnou omezující podmínkou je proto požadavek, aby měření byla prováděna za stejných podmínek, ve kterých byl senzor kalibrován ve výrobě. Pokud vyhodnocujeme signál změnou vzdálenosti mezi sondou a cílem, pak by všechny ostatní parametry měly mít konstantní hodnoty.

Tyto potíže lze překonat pomocí následujících metod:

• Optimalizace velikosti měřeného objektu: čím menší je cíl, tím je pravděpodobnější, že se citlivost pole rozšíří do stran, což povede ke zvýšení chyby měření.
• Provádění kalibrace pouze na terči s plochými rozměry.
• Snížení rychlosti skenování cíle, v důsledku čehož změna charakteru povrchu neovlivní konečné hodnoty.
• Během kalibrace musí být sonda umístěna ve stejné vzdálenosti od cílového povrchu (paralelně pro rovné povrchy); to je důležité pro snímače s vysokou citlivostí.
• Stát vnější prostředí: většina kapacitních senzorů dotykového typu pracuje stabilně v teplotním rozsahu 22 ... 35 0 С: v tomto případě jsou chyby minimální
  ny, a nepřesahují 0,5 % celé stupnice měření.

Existují však problémy, které nelze opravit. Mezi nimi je faktor tepelné roztažnosti / kontrakce materiálu, a to jak senzoru, tak řízeného objektu. Druhým faktorem je elektrický šum snímače, který je způsoben driftem napětí ovladače zařízení.

Blokové schéma operace

Protože je nesměrový, kapacitní snímač měří určitou kapacitu z objektů, které jsou neustále přítomny v prostředí. Proto jsou jím neznámé objekty detekovány jako zvýšení této kapacity pozadí. Je mnohem větší než kapacita objektu a neustále se mění ve velikosti. Dotyčná zařízení tedy slouží ke zjišťování změn prostředí, nikoli k detekování absolutní přítomnosti či nepřítomnosti neznámého předmětu.

Když se cíl přiblíží k sondě, změní se hodnota elektrického náboje nebo kapacity, což zaznamená elektronická část snímače. Výsledek lze zobrazit na obrazovce nebo dotykovém panelu.

Pro měření je zařízení připojeno k desce plošných spojů s dotykovým ovladačem. Senzory jsou vybaveny ovládacími tlačítky. Pomocí kterého můžete zapnout několik sond současně.

Dotykové obrazovky využívají senzory s elektrodami uspořádanými v řadách a sloupcích. Jsou umístěny buď na protilehlých stranách hlavního panelu, nebo na samostatných panelech, které jsou od sebe odděleny dielektrickými prvky. Ovladač prochází různými sondami, aby nejprve určil, kterého řádku se dotknete (směr Y) a poté kterého sloupce (směr X). Sondy jsou často vyrobeny z průhledného plastu, což zvyšuje informační obsah výsledku měření.

Použití LC filtrů

Jednoúčelové analogové rozhraní převádí signál z kapacitního senzoru na digitální hodnotu vhodnou pro další zpracování. To periodicky měří výstup senzoru a generuje hnací signál pro nabití desky senzoru. Vzorkovací frekvence na výstupu snímače je relativně nízká, méně než 500 vzorků za sekundu, ale pro zachycení malých rozdílů v kapacitě je potřeba rozlišení A/D převodu.

U kapacitního měřiče nabíjí stupňovitý průběh excitace elektrodu senzoru. Následně je náboj převeden do obvodu a měřen analogově-digitálním převodníkem.

Jedním z problémů kapacitního snímání (jak již bylo zmíněno) je přítomnost cizího šumu. Efektivní způsob Zlepšení odolnosti vůči rušení spočívá v úpravě snímače připojením frekvenčně citlivé komponenty. Kromě prvku s proměnným kondenzátorem je k senzoru přidán další kondenzátor a induktor, aby vytvořily rezonanční obvod. Úzkopásmová odezva umožňuje potlačit elektrický šum. I přes jednoduchost LC obvodu poskytuje jeho přítomnost řadu provozních výhod. Za prvé, díky svým inherentním úzkopásmovým charakteristikám poskytuje LC rezonátor vynikající odolnost vůči elektromagnetickému rušení. Zadruhé, pokud je znám frekvenční rozsah, ve kterém se vyskytuje šum, pak může offset provozní frekvence snímače odfiltrovat tyto zdroje šumu bez použití externích obvodů.

LC filtry se běžněji používají ve vícekanálových senzorech.

Aplikace

Tato zařízení se používají pro následující účely:

• Pro detekci plastů a jiných izolantů.
• V poplachových systémech při zjišťování skutečnosti pohybu v kontrolovaném prostoru.
• Jako součást zabezpečovacích zařízení automobilů.
• Zjišťovat povrchovou úpravu materiálů po obrábění.
• Pro stanovení hladiny kapalných nebo plynných médií v uzavřených nádržích.
• Při instalaci systémů pro automatické zapínání / vypínání lamp.

Ve všech případech podléhají kapacitní snímače povinné kalibraci v továrně nebo v jiných specializovaných podmínkách.

Udělej si sám schémata

Pro organizaci dotykového ovládání je snadné vytvořit kapacitní snímač založený na kondenzátoru a dvojici rezistorů. Při dotyku vodičů se akumuluje elektrický náboj, jehož úpravou můžete změnit dobu nabíjení / vybíjení. Takové schéma lze použít k ovládání stolní lampy nebo jiné lampy. Obvod musí obsahovat elektronický komparátor, který porovná dobu nabíjení kondenzátoru s referenční (prahovou) hodnotou a vydá příslušný řídicí signál.

Dotykově ovládané elektronické obvody jsou pro uživatele interaktivnější než tradiční, takže je lze efektivně využít pro spínání napájení. Kapacita kondenzátoru určuje úroveň citlivosti: jak se kapacita zvyšuje, citlivost se zvyšuje, ale k napájení zařízení je zapotřebí více energie a kratší doba odezvy. Pro indikaci můžete použít konvenční LED.

Přečtěte si také k tématu:

1. Aktivní transport iontů a molekul přes membránu
2. Zisk podniku: podstata a druhy
3. Všechny knihy o: „sekretářce a šéfovi On je šéf, ona je podřízená
4. Kdo za to může a co dělat?