スチールドア用の静電容量センサーの作り方。 静電容量型近接センサー
このヘルプ ガイドでは、キャッシュの使用方法について説明します。 さまざまな種類。 この本で議論されているのは、 可能なオプション隠れ場所、その作成方法とそのために必要な道具、それらを構築するための装置と材料が説明されています。 自宅、車、その他の場所でのキャッシュの配置に関する推奨事項が示されています。 個人的な陰謀等々。
情報の管理と保護の方法と方法には特別な役割が与えられます。 この場合に使用される特殊な産業用機器と、訓練を受けたアマチュア無線家が繰り返し使用できる装置について説明します。
本が与えられる 詳細な説明キャッシュの製造に必要な 50 を超えるデバイスとデバイスのインストールと構成に関する作業と推奨事項、およびそれらを検出して保護するように設計されています。
この本は、人間の創造のこの特定の分野について知りたい人を含む、幅広い読者を対象としています。
人体は主に導電体である水で構成されているという事実を考慮すると、人体検知には静電容量センサーが最適なソリューションであると考えられます。 静電容量センサーは、侵入者が部屋やドアに侵入したり、錠やハンドルに触れたりした場合に反応する番犬として使用できます。 玄関ドア、金属製の箱、金庫など。
シンプルな容量性リレー
リレーの範囲は、コンデンサ C1 の設定の精度とセンサーの設計によって異なります。 リレーが反応する最大距離は50cmです。
容量性リレーの概略図を図に示します。 2.85、および基板上の配置とセンサーを備えた誘導コイルの設計 - 図。 2.86。
米。 2.85。 シンプルな容量性リレー
米。 2.86。 容量性リレーの誘導コイルの設計
コイル L1 は、トランジスタ ラジオの回路から複数セクションのポリスチレン フレームに巻かれており、0.12 mm の PEL ワイヤの中央からタップが付いた 500 ターン (250 + 250) が一括で巻かれています。
センサーは PCB 面に対して垂直に取り付けられます。 これは、長さ 15 ～ 100 cm の絶縁された取り付けワイヤ、または同じワイヤで作られた一辺が 15 cm ～ 1 の正方形です。
コンデンサ C1 - タイプ KPK-M、残り - タイプ K50-6。 RES-10、パスポート RS4.524.312 がリレーとして選択されています。RES-10、パスポート RS4.524.303、または RES-55A、パスポート 0602 も使用できます。ダイオード VD1 は、回路を保護するためだけに必要であるため除外できます。偶発的な極性変化による栄養補給。
容量性リレーはコンデンサ C1 で構成されます。 まず、ローター C1 を最小容量位置に設定する必要があります。これにより、リレー K1 が作動します。 その後、リレー K1 がオフになるまでローターが容量を増加する方向にゆっくりと回転します。 トリマー コンデンサの静電容量が小さいほど、容量性リレーの感度が高くなり、センサーが物体に応答できる距離が長くなります。 コンデンサを設置する際は、本体ケースや誘電体ドライバーを持った手を基板からできるだけ離してください。
静電容量センサー
ほとんどの容量性センサー回路は、2 つの発振器と、ゼロ ビートまたは中間周波数を制御する回路で構成されます。 この場合、一方の発生器の周波数は水晶共振器によって安定化され、外部静電容量はもう一方の回路の同調に影響を与えます。
図に示すスキーム。 2.87 には、460 ～ 470 kHz の周波数で動作する 1 つの発電機が含まれており、センサーへの影響により、発電機によって消費される電流が変化します (外部静電容量は、回路に追加の負荷をかけるほど周波数を変更しません)。
米。 2.87。 静電容量センサー
外部容量が増加すると、消費電流が増加し、2 番目のトランジスタが開きます。
発電機は電界効果トランジスタ VT1 上に組み込まれています。 同調周波数は、コイル L1 の回路パラメータによって決まります。 センサーは次の可能性があります。 フリーフォーム取り付けワイヤー、メッシュ、一辺が 150 ～ 1000 mm の正方形、またはリングなど。 センサーが車に取り付けられている場合、ガラスを保護するには長さ 150 mm のワイヤーで十分です。シートにメッシュを取り付けるか、ダッシュボードのスロットにワイヤーを配置できます。
キーはトランジスタ VT2 で作成されます。 センサーにさらされると、ジェネレーターによって消費される電流が増加し、トランジスタ VT2 が開きます。その一方で、コレクターの電圧は電源電圧に近くなります (回路は、ツェナー ダイオード VD1 と抵抗 R6 のパラメトリック スタビライザーによって電力が供給されます)。
実行デバイス単一の振動回路に従って DD1 チップ上で実行されます。 R5C5 回路は、スイッチオン後のデバイスの動作を遅らせるために必要です。 遅延が必要ない場合は、コンデンサ C5 を省略できます。 ディレイとコントロール LED を備えたバリエーションを作成できます。 この場合、抵抗 R6 を 150 オーム、R4 を 620 オームに下げ、R4 と直列の AL307 タイプ LED を順方向に点灯する必要があります。 スイッチを入れてから最初の 5 ～ 10 秒間は、センサーの反応によって LED が点灯するだけになります。 その後、この時間が終了すると、各動作により、回路の出力に持続時間約 10 秒の正のパルスが現れます。 パルス幅は、抵抗 R7 または静電容量 C6 を変更することで調整できます。
静電容量センサーは 1 つに組み立てられています プリント回路基板片面フォイルグラスファイバー製。 トリマー コンデンサは PDA の一種です。VT1 電界効果トランジスタは任意の文字インデックスを付けることができます。VT2 については、ここで使用します。 任意のp-n-p MP39 ～ MP42 を含む低電力トランジスタ。 K176LA7 チップは、K561LA7 または K561LE5 と置き換えることもできますが、この場合、R5 と C5 を交換し、C6 のスイッチングの極性を逆に変更する必要があります。 共通ワイヤに接続された出力 R7 はツェナー ダイオードのカソードに接続され、出力信号はコレクタ VT2 と端子 9 DD1 の間にある端子 12、13、11 を持つ要素を含む端子 3 DD1 から取り出されます。
コイルは、中波ラジオ受信機の局部発振器コイルから標準的な 4 セクションのフレームに巻かれます。 フェライト コア (およびアーマーがあれば) が取り外されます。 コイルは 1000 巻で、PEV ワイヤーの中央から 0.06 mm のタップが付いています。 7 ... 10 V の安定化電圧を備えた適切な電力のツェナー ダイオードを選択できます。
設定するには、センサーを接続し、センサーが設置される場所 (またはこの場所の近く) にボードを置きます。 電源を接続した後、誘電体ドライバーを使用して、コンデンサ C1 のローターを最小静電容量状態に設定します。 この場合、このスキームは機能するはずです。 次に、徐々に小さな角度で回転させ、手の届かない距離 (約 0.5 メートル) まで遠ざけ、目的の距離に近づくまで回路が動作しなくなるような位置にローター C1 を設定します。セット。
LC回路上の容量性リレー
記載されているバージョンの容量性リレーの動作原理（図2.88）は、LCジェネレータの要素に対する外部の物体の影響によるLCジェネレータの周波数の変化に基づいています。これはラジオの反応でおなじみの効果です。受信機がアンテナに手を近づける。
米。 2.88。 LC回路上の容量性リレー
このような容量性リレー発生器は、コイルL1、センサーE1の静電容量、コンデンサC1、C2、電界効果トランジスタVT1、そしてもちろん、デバイス取り付け部の微小な静電容量によって形成されます。
トランジスタの電源電圧が安定し、センサーの静電容量が変化しない場合、ジェネレーターの周波数も変化しません (この場合、約 100 kHz)。 しかし、センサーに近づいたり、手で触れたりするとすぐに、センサーの静電容量が増加し、発電機の電気振動の周波数が低下します。
LC ジェネレーターの周波数の急激な変化は、容量性リレーの敏感な要素の初期パラメーターの違反の信号です。
しかし、この信号はまだ見つかっていません。 コイル L2、コンデンサ C4 で形成され、(品質係数が低下しないように) 抵抗器 R1 を介して発電機に緩やかに接続された 2 番目の LC 回路は、問題の解決に役立ちます。 共振回路のよく知られた特性、つまり入力信号の発振周波数に対する電圧の依存性が使用されます。 回路によって選択された信号電圧は、ダイオード VD1 によって整流され、コンデンサ C5 によってフィルタリングされてから、コンパレータとして機能するオペアンプ (オペアンプ) DA1 の反転入力 (ピン 2) に供給されます。
コンデンサ C4 により、共振回路は発電機の初期周波数 F 0 に同調されます。 この場合、定電圧 U 入力はコンパレータの反転入力に作用します。 最大。 抵抗 R2 および R3 は非反転入力 (ピン 3) OU のしきい値電圧 U thr に設定されます。 Uインチより若干小さめです。 最大。 この場合、オペアンプの出力の電圧は低く、制限抵抗 R5 を介してオペアンプに接続されている HL1 LED はオフになります。
発電機の周波数の変化によって電圧 U in が U より小さくなると、コンパレータが動作して LED が点灯します。 センサーから離れると、ジェネレーターの周波数は再び元の周波数に戻り、電圧 Uin が増加し、コンパレーターが元の状態に切り替わり、LED が消灯します。
コイル L1 と L2 は同じ設計で、外径 20 mm (15 mm も可) の 2000NM フェライト リングに巻かれ、0.2 mm の PEV-2 ワイヤが 100 回巻かれています。 コイルを 1 層でコイルからコイルに巻きます。 コイルL1のタップは、共通線L2で接続された出力から数えて20番目の巻き目から作成されます-中央から。 コイルの始めと終わりの間の距離は少なくとも 3 ... 4 mm である必要があります。 トランジスタ VT1 - KPZOZB、オペアンプ DA1 - K140UD7、K140UD8、ダイオード VD1 - KD503B、KD521、KD522B。 コンデンサC1およびC2 - タイプKT、KD、KM、SZおよびC5 - KLS、KM、C4 - KPK-1、抵抗R2およびR3 - タイプSPZ-3、残り - VS、MLT。
リレー組立後、事前調整を行います（R5HL1チェーンは未接続）。 センサーの役割は、直径 0.5 ～ 1 mm、長さ 1 ～ 1.5 m の 2 本のワイヤを 1 本のワイヤから 15 ～ 20 cm の距離に平行に配置することで一時的に実行できます。別の。 相対入力抵抗が 10 kOhm / V 未満の DC 電圧計がコンデンサ C5 に接続され、電圧計の最大電圧読み取り値を達成するためにトリマ コンデンサ C4 が使用されます。 同時にコンデンサC4の静電容量が最大であることが判明した場合、10 ... 15 pFの容量を持つ追加のコンデンサがそれに並列に接続され、調整が繰り返されます。 電圧計は 2.5 ... 5 V の電圧を検出する必要があります。それより低い場合は、抵抗 R1 が選択されますが、その抵抗は 500 kΩ 以上である必要があります。 抵抗器を交換するたびに、調整が繰り返されます。
さらに、直列接続された抵抗器Ｒ５とＨＬ１がオペアンプの出力に接続されている。 抵抗器 R3 のスライダーは図に従って下の位置に設定され、抵抗器 R2 は中央の位置に設定されます。 この場合、LED が点灯するはずです。 抵抗R3のスライダーをゆっくり動かすとLEDが消灯します。 ここでセンサーに手を近づけるか、コンデンサ C1 に接続されているワイヤに触れると、LED が点灯するはずです。 これで、容量性リレーの事前調整は完了したと考えられます。
実行デバイスのスキームを図に示します。 2.89。
米。 2.89。 実行デバイス
分圧器R1R2を介した容量性リレーの出力には、電子キーがトランジスタVT1に接続され、電磁リレーK1を制御し、その接点K1.1が照明ランプEL1またはサイレンを点灯させる。 電源には、降圧トランス T1、ダイオード整流器 VD3 ～ VD6、およびフィルター コンデンサ C2 が含まれています。 容量性リレー自体の電源電圧 (9 V) は、R3VD1 パラメトリックスタビライザーによって安定化されます。
容量性リレーがトリガーされると、7 ... 8 V の定電圧が出力に現れ、その一部はトランジスタ VT1 のベースに供給されます。 トランジスタが開き、リレー K1 が作動し、接点 K1.1 が閉じると、EL1 ランプまたはサイレンがネットワークに接続されます。 容量性リレーの初期動作モードが復元されると、トランジスタが閉じてランプが消えます。
トランジスタ VT1 には、KT315B ～ KT315D、KT312A ～ KT312V、または別の同様のものを使用できます。 ダイオード VD3 - VD6 - 許容順電流が少なくとも 40 ... 50 mA の整流器。 酸化コンデンサ - 対応する記念電圧用のタイプ K50-6 またはその他、抵抗 - タイプ BC、MLT。 リレー K1 - RES22、パスポート RF4.500.129 または同様のもの、9 ... 11 V の電圧でトリガーされます。
機械の調整は、容量性リレーの最終調整に減ります。 これを行うには、コンデンサ C5 (図 2.88 を参照) と並列に高抵抗 DC 電圧計を接続し、同調コンデンサ C4 を使用して最大電圧を設定します。最大電圧は予備設定とほぼ同じになるはずです。 。 これが達成できない場合は、20 ～ 30 pF の容量を持つ追加のコンデンサを C4 と並列に接続し、設定を繰り返します。
デバイスの感度を高めるには、L2C4 回路を最大電圧に設定するのではなく、わずかに低く、約 0.7 U 入力レベルに設定する必要があります。 最大。 また、2 つの調整点 (F o の上と下) が可能であるため、コンデンサ C4 の小さい静電容量に対応するものが正しいことになります。 その後、抵抗R2、R3により電磁リレーが明確に動作します。
高電圧静電容量センサー（以下、センサーと呼びます） - 点火システムの二次電圧の形を取り、その後記録装置の入力の1つに送信するためのデバイス。センサーは、ホルダー、信号線に電気的に接続された容量性プレート、シールドされたケーブル、およびセンサーを記録装置の入力に接続するための適切なコネクターで構成されます。
以下のことから：
1. センサーの出力の信号は、容量性プレートが BB ワイヤーの導電性コアに近づくほど大きくなります。
2. 隣接する爆発性ワイヤーからの電磁干渉の影響は、 小さいサイズ容量性プレートが大きくなり、信号線のシールドされていない部分が小さくなります。
4. 容量結合は、高周波振動 (破壊領域) を伝達し、低周波振動 (燃焼領域) を伝達しない微分回路 (HFC) です。 センサーの出力における二次電圧の形状が歪められます。
Cd - 爆発性ワイヤーの導電性コアとセンサーの容量性プレート間の静電容量
Rin - 録音機器の入力インピーダンス
Cv - この場合、実際には何も影響しないため、入力容量は考慮されません。
赤いグラフは元の信号 (蛇行 1 kHz、デューティ サイクル 10%、振幅 1 V) を示します。
チャート上で 青い色の微分チェーンの出力で得られる信号を示します。
補償容量を使用しないセンサー出力からの信号
センサー出力における二次電圧形状の歪みを除去するには、追加の補償容量を使用する必要があります。これにより、センサーコア容量と容量分割器が形成されます。
記録機器の入力抵抗を考慮せずに、容量性分割器の伝達係数は次の関係によって決まります。 Kp \u003d Sd / (Sd + Sk)。 この比からわかるように、容量値 Ck が大きくなるほど、容量分圧器の出力の電圧値は低くなります。 理想的な容量性分圧器の場合、記録機器の入力抵抗を考慮せずに、Sk を必要に応じて小さくすることができ、一方で分周器の出力における信号の形状は入力における信号の形状と正確に一致します。 。
入力抵抗を考慮すると、伝達係数を決定するための比率はさらに大きくなりますが、Kp の Sk に対する依存性は変わりません。 録音機器の入力インピーダンスは Kp に直接影響を与えるのではなく、「導入される歪みの程度」を決定します。
入力抵抗が増加すると、二次電圧波形の歪みが大幅に減少します。 ほとんどの場合、高電圧センサーの接続専用に設計された特殊な入力を除き、自己診断に使用されるほとんどすべてのオシロスコープの入力インピーダンスは 1 MΩ の範囲にあります。 したがって、センサーが（特殊なアダプターなしで）オシロスコープの入力に直接接続されている場合、Rin も定数として受け取ることができ、変化するのは Sk のみに制限されます。
注記！
10 MΩ の抵抗を介してセンサーをオシロスコープの入力に接続すると、入力抵抗が増加し、それに応じて二次電圧波形の歪みが減少しますが、同時にチャネル入力の伝達係数も低下します。パスは約10倍に減少します。 伝達係数を低下させずに入力インピーダンスを高めるには、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低い中間バッファ (リピータが最も単純なアダプタ) を使用する必要があります。
現在の Sd (正確には不明) と Rin (通常 1 MΩ) の場合、Sk の値は次の妥協点に基づいて選択されます。
1. Sk が小さいほど、容量分圧器の出力の電圧の振幅が大きくなります。
2. Sk が大きいほど、二次電圧の形状の歪みの程度は小さくなります。
実際には、容量性分割器の出力における電圧の「振幅」がノイズの背景に対して十分に目立つまで、Sk の値を増やすことができます。
接続位置 Sk: ケーブルの始点 (容量性プレートに近い) またはケーブルの終点 (記録機器の入力に近い) - センサー出力からの信号の形状と振幅には実質的に影響しません。 。
赤いグラフは、オシロスコープ入力に接続されたセンサー HV および Sk = 3.3 nF から受信した信号を示し、青のグラフは、容量性プレートの近くに直接接続されたセンサー HV および Sk = 3.3 nF から受信した信号を示します。 ご覧のとおり、信号の形状はほぼ同じですが、振幅は使用容量の公称値 +/- 20% の範囲内で異なります。
直径約 10 mm の円の形の容量性プレートを備えた同じセンサーによって取得された二次電圧のオシログラムの例 さまざまな意味 Sk、DIS コイル 2112-3705010 をスタンドに取り付けます (屋外での放電のため、二次電圧の形状が通常のものと多少異なります)。
Sk = 470pF。 燃焼領域は大幅に低下しますが、破壊振幅は 5 ボルトに達します。
Sk = 1.8 nF。 燃焼領域も大幅に低下し、破壊振幅は 2 ボルトに減少しました。
Sk = 3.3 nF。 燃焼領域はわずかに低下し、破壊振幅は 1 ボルトに減少しました。
Sk = 10 nF。 燃焼領域は実質的に低下しませんが、破壊振幅も 0.4 ボルトに減少しました。
見てわかるように、Sk = 10 nF では、二次電圧の形状は実質的に歪みがなく、ノイズはかなり小さいです。
比較のために、アダプターを使用しない場合と専用の点火アダプターを使用する場合の同じ BB ワイヤーから取得した二次電圧オシログラムを示します。
赤いグラフは、オシロスコープの入力に直接接続された VV センサー (Ck = 10 nF) から受信した信号を示しています。 青いグラフは、「ネイティブ」Postolovsky VV センサーが接続されている Postolovsky アダプターから受信した信号を示しています。
ご覧のとおり、両方の信号の形状はほぼ同じですが、中間アンプを含むアダプターからの信号の振幅は 3 倍になります。
注記！
静電容量センサーを使用するすべてのアダプターは二次電圧の形状を歪めますが、高い入力抵抗と十分な Ck があれば、生じる歪は非常に小さくなります。
最も単純なケースでは、容量性プラーは BB ワイヤの隣にある金属製の物体です。 容量性プレートには、ワニ口クリップ、BB ワイヤに巻いたホイル、コインなどを使用できます。
実際には、高電圧容量性センサーとして、次の要件を満たす設計を使用することをお勧めします。
1. 故障に対する高度な保護
2. 隣接する爆発性ワイヤーからの電磁干渉の影響を受けにくい
3. 便利 デザインセンサーをBBワイヤーに素早く接続するため
爆発性静電容量センサーの設計例:
ブリキ板 20x70 mm、曲げて BB ワイヤーにしっかりと押し付けます。
実際には、同じプレートが単独でのみ存在します。
VVセンサータイプの「洗濯バサミ」。
Bosch の設計の 1 つに類似した BB センサー (1 個あたり 7 ドルで提供)。
例として、上記のボッシュ設計に基づく HV センサーの製造プロセスを考えてみましょう。
センサーを作成するには、次のものが必要です。
1. 前述のBBセンサーのハンドル。
2. シールド ケーブル 1 ～ 3 m ハード同軸ケーブルよりも操作がはるかに便利なソフト マイク ケーブルを使用することをお勧めします。 ケーブルのインピーダンスは 50 または 75 オームですが、調査対象の信号はすべて低周波領域にあるため、問題にはなりません。
3. センサーをオシロスコープまたは点火アダプターに接続するためのコネクター BNC-FJ / BNCP / FC-022 F / F-ku 用 BNC ソケットアダプター (コネクターは同じですが、メーカー/販売者が異なるだけで呼び方が異なります)。
BNC-M / FC-001 / RG58 / Fコネクタ
注記！
F コネクタとケーブルを購入するときは、ケーブルの直径とケーブルに巻き付けるコネクタの直径の対応に注意してください。そうでない場合は、ケーブルの絶縁体の一部を切り取って直径を小さくするか、ケーブルの絶縁体の一部を切断する必要があります。ケーブルの周囲にテープを巻いて直径を大きくします。
4.
グランド/グランド/ケーブルグランド PG-7 インチネジ付き
5. 直径9～10mmの容量性プレート「ピグレット」
「ピグレット」はブリキから切り出すか、特別なパンチを使用することができます（8 mm のパンチを使用するのが最適です。フレアした後、直径が 9 mm をわずかに超える「ピグレット」が得られます）。
また、「かかと」として、適切な直径の押しピンを使用することも可能です。
6. 補償容量 - 50 ボルトの電圧で定格 2.2 nF ～ 10 nF の無極性 (セラミックが望ましい) コンデンサ (1 kV コンデンサを使用する場合、BB ワイヤが故障した場合、まだ燃え尽きています）。 1206 または 0805 パッケージでは、出力コンデンサと平面コンデンサの両方を使用することができます。
製作注文：
1. シールドケーブルの絶縁体を編組まで12～13mmの範囲で取り除きます。 取り外した絶縁体の下の編組部分を外側に回し、ケーブルに沿って均等に配置します。 信号線の絶縁体を10～11mmの部分で取り除き、錫メッキを施します。
2. コネクタを F ケーブルにねじ込み、コネクタがケーブルにぴったりとフィットし、ねじれた編組の部分にしっかりと接触するようにします。 信号線は、BNC-FJ コネクタのセンター ピンと良好に接触するように、F コネクタから十分に突き出る必要があります。
3. BNC-FJ コネクタを F コネクタにねじ込みます。 その後、信号線とBNC-FJコネクタの中心ピンの接触（テスターによるリング）、ケーブルのシースとBNC-FJコネクタのシールドの接触、信号線とコネクタの接触の有無を確認してください。ケーブルのシース。
4. PG-7 グランドがある場合は、まずナットを緩めてケーブルに取り付けます。
5. ケーブルの反対側の絶縁体と編組を 3 ～ 5 mm の部分で取り除きます。 信号線の絶縁体を2～3mm程度剥がします。 容量プレートを錫メッキ信号線にはんだ付けします。
必要に応じて、信号線と編組の間に補償容量をはんだ付けしてください。
6. 信号線と半田付けされた補償容量の部分を電気テープで包み、容量性プレートが垂れ下がったり、テープの端で押されたりしないようにします。 その後、容量性プレートにグリスをたっぷりと塗布します。
ソリドールは誘電率を「改善」し、燃焼領域のジャンプを排除します。
赤いグラフは、グリスなしのセンサー (Ck = 3.3 nF) の HI から受信した信号を示しています。 青いグラフは、グリースを使用して VV センサー (Ck = 3.3 nF) から取得した信号を示します。 グリースを使用しないと、燃焼面積が 20 ～ 30% 増加することがあります。
7. 容量性プレートがセンサー キャップの底部に当たるように、BB センサーのハンドルを置きます。 次に、PG-7 グランドでケーブルをクランプするか、絶縁テープで固定します (同時に、誤ってセンサー ハンドルからケーブルを引き抜かないように、センサーを非常に注意深く取り扱う必要があります)。
その結果、オシロスコープのアナログ入力 (CK あり) またはロジック入力 (CK なし) のいずれかに直接接続できる高電圧容量センサーが得られます。
複数のセンサー回路
2007年1月、出版社「サイエンス・アンド・テクノロジー」は、著者A.P.カシュカロフによる本「電子センサー」を出版しました。 このページではそのデザインの一部をご紹介したいと思います。
警告したいのですが、私はこれらのスキームを収集したわけではありません。そのパフォーマンスは完全にカシュカロフ氏の「良識」にかかっています。最初に、K561TL1 チップを使用した回路を検討します。 最初の回路は容量性リレーです。
チップ K561TL1 (CD4093B の海外類似品) は、このシリーズの中で最も人気のあるデジタルマイクロ回路の 1 つです。 マイクロ回路には、シュミット トリガーの伝達特性を持つ 2I ～ NOT の 4 つの要素が含まれています (特定のヒステリシスがあります)。
この装置は感度が高いため、セキュリティ装置だけでなく、危険な場所に人の危険な存在を警告する装置 (たとえば、鋸盤など) にも使用できます。 このデバイスの原理は、アンテナ ピン (標準の車のアンテナが使用されます) と床の間の静電容量の変化に基づいています。 著者によれば、この仕組みは平均的な体格の人が約1.5メートルの距離に近づくと機能するという。 トランジスタ負荷としては、たとえば、トリップ電流が 50 ミリアンペア以下の電磁リレーを使用でき、その接点でアクチュエータ (サイレンなど) をオンにします。 コンデンサ C1 は、干渉によるデバイスの動作の可能性を減らすために役立ちます。
次のデバイスは湿度センサーです。
この回路の特徴は、センサーとして空気誘電体を備えた可変コンデンサ C2 タイプ 1KLVM-1 を使用していることです。 空気が乾燥している場合、コンデンサのプレート間の抵抗は 10 ギガオームを超え、湿度が低い場合でも抵抗は減少します。 実際、このコンデンサは、吸収された大気中の水分の外部条件に応じて抵抗値が変化する高抵抗抵抗器です。 乾燥した気候では、センサーの抵抗が高く、素子 D1/1 の出力の電圧レベルが低くなります。 湿度が上昇すると、センサーの抵抗が減少し、パルスが生成され、回路の出力に短いパルスが発生します。 湿度が高くなると、パルスの発生頻度が高くなります。 特定の湿度の瞬間に、D1 / 1 要素のジェネレーターがパルスジェネレーターに変わります。 連続信号がデバイスの出力に現れます。
タッチセンサーの回路は以下のとおりです。
この装置の動作原理は、さまざまな電気機器からの人体や動物の体内での「ピックアップ」に応答することです。 このデバイスの感度は非常に高く、布製手袋をした人の E1 プレートに触れても反応します。 最初のタッチでデバイスがオンになり、2 回目のタッチでオフになります。 コンデンサ C1 は干渉から保護する役割を果たしますが、特定の場合にはそうではない可能性があります。
次のデバイスは土壌水分インジケーターです。 このデバイスは、たとえば、温室の灌漑を自動化するために使用できます。
私の意見では、このデバイスは非常に独創的です。 センサーはインダクター L1 で、35 ～ 50 センチメートルの深さまで土壌に埋められます。
トランジスタ T2 とインダクタは、コンデンサ C5 および C6 とともに、約 16 キロヘルツの周波数の発振器を形成します。 乾燥した土壌では、トランジスタ VT2 のコレクタのパルスの振幅は 3 ボルトです。 土壌水分の増加は、これらのパルスの振幅の減少につながります。 リレーがオンになっています。 一定の湿度値になると、発電が停止し、リレーがオフになります。 リレーはその接点により、たとえば灌漑回路内のポンプや電磁弁のスイッチをオフにします。
詳細について: 回路の最も重要な部分はコイルです。 このコイルは、直径 100 mm、長さ 300 mm のプラスチック パイプに巻かれており、直径 1 mm の PEV ワイヤが 250 回巻かれています。 ワインディング - ターンからターン。 外側では、巻線は 2 層または 3 層の PVC 絶縁テープで絶縁されています。 トランジスタはKT315に置き換え可能です。 コンデンサ - KM タイプ。 ダイオード VD1 ～ VD3 - タイプ KD521 ～ KD522。
構造全体は、12 ボルトの安定化電源によって電力供給されます。 回路による消費電流は (湿式/乾式モードで) 20 ～ 50 ミリアンペアです。
電子回路は小さな密閉箱の中に組み込まれています。 調整を可能にするために、R5 エンジンの反対側に開口部を設ける必要があり、調整後はこれも密閉されます。 電源にはKR142EN8Bに整流器と安定器を備えた低電力トランスを使用しました。 リレーは、30 ミリアンペア以下の電流と 8 ～ 10 ボルトの電圧で正常に動作します。 たとえば、RES10、パスポート 303 を使用できます。このリレーの接点はポンプへの電力供給には適していません。 車載用リレーを中間リレーとして使用できます。 このようなリレーの接点は、少なくとも 10 アンペアの電流に耐えることができます。 カラーテレビからのリレータイプのKUTも使用できます。 推奨されるリレーはどちらも 12 ボルトの巻線を備えており、スタビライザ チップの前 (整流器と平滑コンデンサの後) またはスタビライザの後に接続できます (ただし、スタビライザ チップは小さなヒートシンクに取り付ける必要があります)。 また、ケースには 2 つの密閉コネクタ (RSHA タイプなど) を取り付ける必要があります。 1 つのコネクタはネットワークとアクチュエータ (ポンプ) の接続に使用され、もう 1 つのコネクタはコイルの接続に使用されます。
回路のセットアップは、最終的には可変抵抗器 R5 を使用してデバイスの感度を調整することになります。 最終的な調整は、デバイスの動作場所で、抵抗器をより正確に調整することによって行われます。 この装置は、土壌温度が変化するとスイッチング閾値を多少変更することに留意する必要があります（ただし、35〜50センチメートルの深さでは土壌温度がわずかに変化するため、これはそれほど重要ではありません）。
春になると、野菜畑やガレージの所有者にはもう 1 つの懸念があります。- 水を溶かします。 水の汲み出しが間に合わないと野菜が使えなくなってしまいます…水を汲み出す手順を自動化に任せることができます。 このスキームは単純であることがわかりましたが、多くの時間と神経を節約できます ( この図は本からのものではありません。)
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自動「水汲み上げ」の仕組みは、水の導電率の原理に基づいて機能します。 メインのレベル制御要素は、次のような 3 つのプレートからなるブロックです。 ステンレス鋼の。 プレート 1 と 2 は同じ長さで、プレート 3 は高水位センサーです。 水位がプレートのレベル 3 より低い間、論理要素 D1 の入力は論理 1 のレベル、要素の出力は論理 0 のレベルです。トランジスタはロックされ、リレーは通電されません。 。 水位が上昇すると、センサー 3 は水を介して回路 (プレート 1) の共通線に接続されます - 要素の入力、論理 0 のレベル、要素の出力 - 論理 1 のレベル -トランジスタが開きます - リレーが接点でポンプをオンにします。 ポンプと同時に、センサーのプレート 2 が回路の入力に接続されます。 このプレートは低水位センサーです。 ポンプは、水位がプレートのレベルを下回るまで作動します。 その後、ポンプがオフになり、回路はスタンバイモードになります...
176、561、564 シリーズの CMOS テクノロジのほぼすべての論理要素を回路で使用できます。 RES22 リレーは、10 ～ 12 ボルトの応答電圧に使用されます。 このリレーには非常に強力な接点があり、最大 250 ワットの電力で Aquarius タイプのポンプを直接制御できます。 動作の信頼性を高めるには、リレー接点の空きグループ (合計 4 つあります) を並列に接続し、リレー接点と並列に接続し、直列接続された 100 オーム抵抗のチェーンをオンにすると便利です (少なくとも 2 ワット）および 0.1 マイクロファラッドのコンデンサ（動作電圧は少なくとも 400 ボルト）。 このチェーンは、スイッチングの瞬間に接点で発生する火花を軽減するのに役立ちます。 より高出力のポンプを使用している場合は、より高出力の接点を備えた追加の中間リレー (たとえば、PME 100 ～ 200 スターターなど) を使用する必要があります。その巻線 (通常は 220 ボルト) は、 RES22リレー。 この場合、通常は 1 対の接点で十分であり、リレー接点と並列の火花消火チェーンを省略できます。 電源変圧器は 12 ボルト (準備ができていました) で約 5 ワットの電力で使用されました。 自己製造する場合、変圧器が継続的に動作するという事実を考慮する必要があるため、計算されたものと比較して、一次巻線と二次巻線の巻数を（信頼性のために）15〜20パーセント増やすことをお勧めします。 中国製の変圧器を使用することはお勧めしません。動作中は非常に高温になります。火災が発生する可能性があるか、変圧器が単に焼損する可能性があります。回路の信頼性を確信して、ガレージを訪れるのをやめるでしょう...その結果、野菜が傷んでしまいます...
この装置は筆者が5年間運用しており、高い信頼性を示しています。 ガレージ協同組合の隣人もこの「装置」を高く評価しました - ピットの水位も大幅に低下しました...
マイクロ回路なしでも同様のデバイスを作成できます。
この設計のリレーは、KUTs タイプ (カラー テレビ用) を使用しています。 このタイプのリレーには 2 対の NO 接点があります。 1 つのペアはセンサー プレートの切り替えに使用され、もう 1 つのペアはポンプの制御に使用されます。 KUTsタイプのリレーを超小型回路と組み合わせて使用することは望ましくないことに留意する必要があります。ピックアップからの誤検知が発生する可能性があります。
このスキームには何の機能もありません。 セットアップ中にトランジスタ VT2 のバイアス回路で抵抗 R2 を選択する必要がある場合があります。これにより、センサーが水に接触したときに明確なリレー動作が実現されます。
マイクロ回路の残りの要素では、もう 1 つの便利なデバイス、シミュレーターを組み立てることができます。 盗難警報器:
設定は、抵抗器 R1 の抵抗値を使用して回路の感度レベルを選択することになります。 抵抗 R2 は発電機の周波数を変更できます。
このデバイスはいわゆる「パッシブ」保護デバイスに属しますが、実際に機能します。 5年以上にわたる「morgasik」の運用により、かなり高い効率が示されました。 この間、ガレージを開けようとする試みは一度も記録されていない（近隣住民にもそのようなケースがあった）。 そのようなデバイスで深刻な詐欺師を怖がらせることはできないことは明らかです-（しかし、深刻な詐欺師、彼らはどこにいるのでしょうか-それで、1人のパンク...）。
ここでは、誘導センサーとトランジスタ出力の接続などの重要な実用上の問題を個別に取り上げました。 産業機器- どこにでも。 さらに、センサーの実際の説明書と例へのリンクもあります。
この場合のセンサーの作動（動作）原理は、誘導（近似）、光学（光電）などのいずれでも可能です。
最初の部分では、センサー出力の可能なオプションについて説明しました。 接点付きセンサー（リレー出力）の接続は問題ありません。 トランジスタやコントローラーへの接続では、すべてがそれほど単純ではありません。
PNPセンサーとNPNセンサーの接続図
PNP センサーと NPN センサーの違いは、電源の異なる極を切り替えることです。 PNP (「ポジティブ」という言葉から) は電源の正の出力を切り替え、NPN - 負の出力を切り替えます。
たとえば、以下はトランジスタ出力のセンサーの接続図です。 ロード - 原則として、これはコントローラーの入力です。
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センサー。 負荷（Load）は常に「マイナス」（0V）に接続されており、ディスクリートの「1」（+V）の供給はトランジスタによって切り替えられます。 NOまたはNCセンサー - 制御回路（主回路）に依存
センサー。 負荷（Load）は常に「プラス」（+V）に接続されています。 ここで、センサーの出力のアクティブ レベル (個別の「1」) は低く (0V)、負荷には開いたトランジスタを通じて電力が供給されます。
皆さんには混乱しないようにお願いします。これらのスキームの仕組みについては後で詳しく説明します。
以下の図は基本的に同じことを示しています。 PNP 出力と NPN 出力の回路の違いに重点を置きます。
NPNおよびPNPセンサー出力の接続図
左の図 - 出力トランジスタを備えたセンサー NPN。 共通ワイヤが切り替えられます。この場合、共通ワイヤは電源のマイナスワイヤです。
右側 - トランジスタ付きのケース PNP出口で。 現代の電子機器では電源のマイナス線を共通にし、コントローラーやその他の記録装置の入力をプラスの電位でアクティブにするのが通例であるため、このケースが最も頻繁に発生します。
誘導センサーをテストするにはどうすればよいですか?
これを行うには、電力を供給する、つまり回路に接続する必要があります。 次に、それをアクティブ化（開始）します。 作動するとインジケーターが点灯します。 ただし表示は保証するものではありません 正しい操作誘導センサー。 100% 確実であることを確認するには、負荷を接続し、その電圧を測定する必要があります。
センサーの交換
すでに書きましたが、トランジスタ出力のセンサーには大きく分けて4種類あります。 内部デバイスおよび配線図:
- PNP いいえ
- PNP NC
- NPN いいえ
- NPN NC
これらすべてのタイプのセンサーは相互に置き換えることができます。 それらは交換可能です。
これは次の方法で実装されます。
- 起動装置の変更 - 設計が機械的に変更されます。
- センサーをオンにするための既存のスキームを変更します。
- センサー出力の種類の切り替え（センサー本体にスイッチがある場合）。
- プログラムの再プログラミング - この入力のアクティブ レベルを変更し、プログラム アルゴリズムを変更します。
以下は、配線図を変更して PNP センサーを NPN センサーに交換する方法の例です。
PNP-NPN 互換性スキーム。 左側が元の図、右側が変更後の図です。
これらの回路の動作を理解することは、トランジスタが通常のリレー接点で表される重要な要素であるという事実を理解するのに役立ちます (例は下記に表記されています)。
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したがって、図は左側になります。 センサーの種類が NO であると仮定します。 次に、(出力のトランジスタの種類に関係なく)、センサーがアクティブでないときは、その出力の「接点」が開き、電流が流れません。 センサーがアクティブになると、接点が閉じられ、その後のすべての結果が生じます。 より正確には、これらの接点を電流が流れます))。 電流が流れると、負荷の両端に電圧降下が生じます。
内部負荷を点線で示しているのには理由があります。 この抵抗は存在しますが、その存在によってセンサーの安定した動作が保証されるわけではないため、センサーはコントローラーの入力またはその他の負荷に接続する必要があります。 この入力の抵抗が主負荷です。
センサーに内部負荷がなく、コレクタが「空中にぶら下がっている」場合、これは「オープンコレクタ回路」と呼ばれます。 この回路は、接続された負荷でのみ動作します。
したがって、PNP 出力を備えた回路では、アクティブ化されると、オープン トランジスタを介した電圧 (+V) がコントローラの入力に入り、アクティブ化されます。 NPN のリリースで同じことを達成するにはどうすればよいですか?
必要なセンサーが手元になく、マシンが「すぐに」動作する必要がある状況があります。
右側のスキームの変更を見てみましょう。 まず最初に、センサーの出力トランジスタの動作モードが提供されます。 このために、回路に追加の抵抗が追加されます。その抵抗は通常 5.1 ～ 10 kOhm 程度です。 ここで、センサーがアクティブでないときは、追加の抵抗を介して電圧 (+V) がコントローラー入力に供給され、コントローラー入力がアクティブになります。 センサーがアクティブな場合、コントローラー入力はオープン NPN トランジスタによって分路され、追加抵抗の電流のほとんどすべてがこのトランジスタを通過するため、コントローラー入力には不連続の「0」が表示されます。
この場合、センサー動作の再調整が行われます。 ただし、センサーはモードで動作し、コントローラーは情報を受信します。 ほとんどの場合、これで十分です。 たとえば、パルスカウントモードでは、タコメーターやブランクの数などです。
はい、まさに私たちが望んでいたものではなく、npn センサーと pnp センサーの互換性スキームが常に受け入れられるとは限りません。
完全な機能を実現するにはどうすればよいですか? 方法 1 - 金属プレート (アクティベータ) を機械的に移動または再作成します。 光学センサーについて話している場合は、光のギャップです。 方法 2 - 個別の「0」がコントローラーのアクティブ状態、「1」がパッシブ状態になるようにコントローラー入力を再プログラムします。 手元にラップトップがある場合は、2 番目の方法の方が速くて簡単です。
近接センサーのシンボル
の上 回路図誘導センサー (近接センサー) は別の方法で指定されます。 しかし、重要なことは、45°回転した正方形とその中に2本の垂直線があることです。 以下の図のように。
NCセンサーはありません。 主なスキーム。
上の図には、ノーマルオープン (NO) 接点があります (条件付きで PNP トランジスタとしてマークされています)。 2 番目の回路は通常閉で、3 番目の回路は両方の接点が 1 つのハウジング内にあります。
センサー出力の色分け
標準センサーマーキングシステムがあります。 現在、すべてのメーカーがこれを遵守しています。
ただし、設置前に接続マニュアル（取扱説明書）を参照し、正しく接続されていることを確認してください。 さらに、サイズが許せば、原則として、ワイヤーの色はセンサー自体に表示されます。
こちらがマーキングです。
- 青（ブルー） - マイナス電源
- ブラウン(茶) - プラス
- 黒（黒） - 終了
- 白 (白) - 2 番目の出力、または制御入力、指示を見なければなりません。
誘導型センサーの指定制度
センサーのタイプは、センサーの主要パラメータをエンコードした英数字コードで示されます。 以下は、一般的な Autonics ゲージのラベル システムです。
一部のタイプの誘導センサーの説明書とマニュアルをダウンロードします。
/ Splan プログラムの PNP および NPN スキームに従ってセンサーをオンにするスキーム / ソース ファイル、rar、2.18 kB、ダウンロード数: 2294 回。/
本物のセンサー
センサーを購入するのは問題があり、製品は特殊であり、電気技師は店頭でセンサーを販売しません。 あるいは、中国の Aliexpress で購入することもできます。
私の仕事で目にしたものは次のとおりです。
ご清聴ありがとうございました。センサーの接続に関する質問をコメントでお待ちしています。
隣接する導体に交流電圧を印加すると、それらの導体上に正および負の電荷が遠隔から蓄積されます。 これらは、多くの外部要因、主に導体間の距離に敏感な変動電磁場を生成します。 この特性を使用して、さまざまな制御システムおよび追跡システムの動作を制御できる適切な静電容量センサーを作成できます。
電圧アプリケーション 違う符号アンペールの法則によれば、電気粒子が存在する導体の移動を引き起こします。 これにより、検出可能な交流電流が生成されます。 流れる電流の量は静電容量によって決まり、静電容量は導体の面積と導体間の距離に依存します。 大きくて近い物体は、小さくて遠くにある物体よりも多くの電流を誘導します。
容量は次のパラメータによって決まります。
- 導体間に位置する非導電性誘電体媒体の性質。
- 導体のサイズ。
- 流れの強さ。
このような一対の表面は最も単純なコンデンサのプレートを形成し、その静電容量は作動媒体の面積と誘電率に正比例し、プレート間の距離に反比例します。 プレートの寸法とプレート間の作動媒体の組成が一定であるため、静電容量の変化は、プローブ (センサー) と追跡対象の 2 つの物体間の距離の変化の結果として生じます。 静電容量の変化を集中電圧の値に変換するだけで十分であり、これによりデバイスのさらなる動作が制御されます。 したがって、これらの装置は、物体間の距離の変化を測定し、測定された製品の表面の性質と品質を明らかにするように設計されています。
静電容量センサーの動作原理
構造的には、このようなデバイスには次のものが含まれます。
- 基準電圧発生源。
- 一次回路はプローブであり、その表面と寸法は測定目的によって決まります。
- 必要な電気信号を生成する二次回路。
- 外部の妨害要因に関係なく、センサーの読み取り値の安定性を保証する保護回路。
- 電子アンプ。そのドライバーは駆動要素に強力な制御信号を生成し、動作の精度を保証します。
静電容量センサーはシングルチャンネルとマルチチャンネルに分けられます。 後者の場合、デバイスには上記の回路がいくつか含まれる場合があります。 違う形プローブ。
電子ドライバーはマスターまたはスレーブとして構成できます。 最初のバージョンでは、制御信号の同期を提供するため、主にマルチチャンネル システムで使用されます。 すべてのデバイスはタッチセンサー式で、非接触パラメータのみに反応します。
検討されているデバイスの主な特徴は次のとおりです。
- ターゲットの寸法と性質 - サウンディングの対象。 特に、それによって生成される電場は円錐の形状を持つ必要があります。 寸法一次回路の対応する寸法より少なくとも 30% 大きくなければなりません。
- 測定範囲。 デバイスの読み取り値が必要な精度を与える最大クリアランスは、一次回路の使用可能な領域の約 40% です。
- 測定の精度。 通常、読み取りキャリブレーションを行うと範囲は減少しますが、精度は向上します。 したがって、センサが小さいほど制御対象に近い位置に設置する必要があります。
センサーの特性は物体の材質や厚さに依存しません。
コンデンサはどのようにしてセンサーになるのでしょうか?
この場合、原因と結果が逆転します。 電圧が導体に印加されると、各表面に電界が形成されます。 容量性センサーでは、測定電圧がプローブの感知ゾーンに印加されます。正確な測定のためには、プローブ領域からの電場がプローブとターゲットの間の空間に正確に含まれている必要があります。
従来のコンデンサとは異なり、静電容量センサーが動作すると、電場が他の物体 (またはそれらの分離領域) に広がる可能性があります。 その結果、システムはそのような複合フィールドを複数のターゲットとして認識します。 これを防ぐために、感応領域の背面と側面は別の導体で囲まれ、感応領域自体と同じ電圧に維持されます。
基準電源電圧が印加されると、別の回路がまったく同じ電圧をセンサー保護に印加します。 感受ゾーンと保護ゾーンの間に電圧値の差がない場合、それらの間に電場は存在しません。 したがって、元の信号は一次回路の保護されていないエッジからのみ送信されます。
コンデンサとは異なり、静電容量センサーの動作は、生成される電場の均一性を乱すため、物体の材質の密度の影響を受けます。
測定の問題
複雑な形状の物体でも、いくつかの条件を満たせば、必要な精度を達成することが可能です。 たとえば、マルチチャンネルプロービングでは、各プローブの励起電圧を同期させる必要があります。同期しないと、プローブが互いに干渉します。一方のプローブは電界を増加させようとする一方、もう一方のプローブは電界を減少させようとするため、誤った電圧が発生します。読み物。 したがって、重要な制限条件は、センサーが工場で校正されたのと同じ条件下で測定を実行するという要件です。 プローブとターゲット間の距離を変更して信号を評価する場合、他のすべてのパラメーターは定数値を持つ必要があります。
これらの問題は、次の方法を使用して克服できます。
- 測定対象物のサイズの最適化: 対象物が小さいほど、電界感度が側面に広がる可能性が高く、その結果、測定誤差が増加します。
- 平坦な寸法のターゲットに対してのみキャリブレーションを実行します。
- ターゲットのスキャン速度を遅くします。その結果、表面の性質が変化しても最終的な読み取り値には影響しません。
- 校正中、プローブはターゲット表面から等距離に配置する必要があります (平面の場合は平行)。 これは高感度センサーにとって重要です。
- 州 外部環境: タッチ タイプのほとんどの静電容量センサーは、22 ～ 35 °C の温度範囲で安定して動作します。この場合、誤差は最小限です。
ニューヨーク、完全な測定スケールの 0.5% を超えてはなりません。
ただし、解決できない問題もあります。 その中には、センサーと制御対象の両方の材料の熱膨張/収縮の要因があります。 2 番目の要因は、デバイス ドライバーの電圧ドリフトによって発生するセンサーの電気ノイズです。
動作ブロック図
静電容量センサーは無指向性であるため、環境内に常に存在する物体からの静電容量を測定します。 したがって、未知の物体は、このバックグラウンド容量の増加として彼によって検出されます。 それは天体の容量よりもはるかに大きく、その大きさは常に変化しています。 したがって、問題のデバイスは環境の変化を検出するために使用され、未知の物体の絶対的な有無を検出するために使用されるものではありません。
ターゲットがプローブに近づくと、電荷または静電容量の値が変化し、センサーの電子部分によって記録されます。 結果は画面やタッチパネルに表示できます。
測定のために、デバイスはタッチ コントローラーを備えたプリント基板に接続されます。 センサーにはコントロールボタンが装備されています。 これを使用すると、複数のプローブを同時にオンにすることができます。
タッチ スクリーンは、行と列に配置された電極を備えたセンサーを使用します。 それらは、メインパネルの反対側、または誘電体要素によって互いに分離された別のパネルに配置されます。 コントローラーはさまざまなプローブを循環して、最初にどの行 (Y 方向) がタッチされたかを判断し、次にどの列 (X 方向) がタッチされたかを判断します。 プローブは透明なプラスチックで作られていることが多く、測定結果の情報量が増加します。
LCフィルターの使用
専用のアナログ インターフェイスは、静電容量センサーからの信号を、さらなる処理に適したデジタル値に変換します。 これにより、センサーの出力が定期的に測定され、センサー プレートを充電するための駆動信号が生成されます。 センサーの出力におけるサンプル レートは比較的低く、1 秒あたり 500 サンプル未満ですが、静電容量の小さな差を捕捉するには A/D 変換の分解能が必要です。
容量性メーターでは、ステップ状の励起波形がセンサー電極を充電します。 その後、電荷は回路に転送され、アナログ/デジタル コンバーターによって測定されます。
容量性センシングの問題の 1 つは (すでに述べたように) 外来ノイズの存在です。 効果的な方法ノイズ耐性を向上するには、周波数に敏感なコンポーネントを接続してセンサーを変更します。 可変コンデンサ素子に加えて、追加のコンデンサとインダクタがセンサに追加されて、共振回路を形成します。 狭帯域応答により、電気ノイズを抑制できます。 LC 回路は単純であるにもかかわらず、その存在により動作上多くの利点がもたらされます。 まず、LC 共振器は固有の狭帯域特性により、電磁干渉に対する優れた耐性を備えています。 第 2 に、ノイズが存在する周波数範囲がわかっている場合は、外部回路を使用せずにセンサーの動作周波数オフセットによってこれらのノイズ源を除去できます。
LC フィルターは、マルチチャンネル センサーでより一般的に使用されます。
アプリケーション
これらのデバイスは次の目的で使用されます。
- プラスチックやその他の絶縁体の検出に。
- 警報システムにおいて、管理区域内での移動の事実を確立するとき。
- 車のセキュリティ装置の部品として。
- 機械加工後の材料の表面仕上げを決定します。
- 密閉タンク内の液体または気体媒体のレベルを測定するため。
- ランプ自動点灯・消灯システムを設置する場合。
いずれの場合も、静電容量センサーは工場またはその他の特殊な条件での強制校正の対象となります。
自分でやる計画
タッチ制御を構成するには、コンデンサと 1 対の抵抗に基づいた静電容量センサーを簡単に作成できます。 ワイヤーに触れると電荷が蓄積され、その値を調整することで充放電時間を変更できます。 このようなスキームは、卓上ランプまたは他のランプを制御するために使用できます。 回路には、コンデンサの充電時間を基準 (しきい値) 値と比較し、適切な制御信号を発行する電子コンパレータが含まれている必要があります。
タッチ制御の電子回路は、従来のものよりもユーザーにとってインタラクティブであるため、電力のスイッチングに効果的に使用できます。 コンデンサの静電容量によって感度レベルが決まります。静電容量が増加すると感度は向上しますが、デバイスに電力を供給するために必要な電力は増加し、応答時間は短くなります。 表示には従来のLEDを使用できます。