Емкостное реле на транзисторах: Емкостное реле на транзисторах, дистанция обнаружения 1,3м

Содержание

Емкостное реле на транзисторах, дистанция обнаружения 1,3м

Предлагаемое устройство подает сигнал при приближении к его чувствительному элементу (антенне) человека. Оно можетбыть использовано не только для охраны помещений, но и для автоматического включения при входе в них осветительных или иных приборов. Реле имеет высокую чувствительность и помехоустойчивость, отличается от ранее известных способом формирования сигнала.

В традиционных емкостных реле, например, описанном в [1], антенна-датчик подключена к колебательному LC-контуру, служащему частотозадающим элементом автогенератора.

При этом наводки на антенну и принимаемые ею радиопомехи по цепи положительной ОС попадают на вход активного элемента генератора (например, транзистора), усиливаются им и вызывают ложные срабатывания. Кроме того, в подобных устройствах LC-контур оказывается сильно нагруженным, что снижает его добротность и дополнительно уменьшает помехоустойчивость.

Действие других емкостных реле, например, описанных в [2, 3], основано на сравнении емкости антенны и образцового конденсатора. Подобные устройства тоже не защищены от радиопомех и наводок. Их входы не имеют никаких элементов. подавляющих посторонние воздействия. Принятые помехи практически беспрепятственно поступают на вход устройства, делая его нечувствительным к слабым сигналам.

Существуют также емкостные реле, например [4], с двумя антеннами, подключенными дифференциально. Это обеспечивает устойчивость к изменению температуры и других свойств окружающей среды, но ничуть не улучшает помехоустойчивость, особенно к радиосигналам, длина волны которых сравнима с расстоянием между антеннами.

Кроме того, в межантенном пространстве образуется зона пониженной чувствительности. Принцип действия предлагаемого емкостного реле основан на использовании LC-контура, частично расстроенного относительно частоты сигнала, поступающего от генератора. Напряжение на контуре зависит от соотношения значений емкости контура и антенны.

При этом контур сохраняет свои селективные свойства, благодаря которым наводки и радиопомехи подавляются. что обеспечивает высокую чувствительность и помехоустойчивость устройства. Радиопомехи и наводки не оказывают влияния на генератор, поскольку контур не является его частью.

Принципиальная схема

Прибор, схема которого изображена на рисунке, имеет дальность обнаружения человека не менее 1.3 м, работает от автономного источника питания (батареи) напряжением 3,2…10 В, потребляя ток не более 2,6 мА.

ВЧ генератор собран на транзисторе VТ7. Его частота стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1. Сигнал генератора поступает на колебательный контур L1C16 с антенной-датчиком WA1, который должен быть настроен на частоту, лежащую немного ниже частоты генератора.

Наилучшая чувствительность достигается, когда напряжение на контуре составляет 70…90 % максимума, достигаемого при резонансе. Применением конденсатора С16 с оптимальным значением ТКЕ можно добиться того, что напряжение не будет выходить за указанные пределы в широком интервале температуры. Напряжение с контура поступает на амплитудный детектор, собранный на полевом транзисторе VТ10.

Высокое входное сопротивление этого транзистора очень слабо шунтирует контур, что обеспечивает его высокую добротность и хорошее подавление помех. Детектирование происходит за счет работы транзистора на нелинейном начальном участке характеристики.

Рис. 1. Принципиальная схема чувствительного емкостного реле на транзисторах.

В цепи истока транзистора VТ2 имеется двузвенный фильтр нижних частот. Он сглаживает высокочастотные пульсации продетектированного напряжения и выделяет возникающий при движении объекта вблизи антенны WA1 полезный сигнал инфранизкой частоты. Переменный резистор R31 — регулятор чувствительности реле.

С выхода детектора сигнал поступает на полосовой усилитель инфранизкой частоты на транзисторах VТ2, VТ5, VT6, VТ8. Нижняя граница его полосы пропускания определяется емкостью разделительных конденсаторов С2, С3, С6, С8. Верхняя — параметрами цепей отрицательной обратной связи C5R8 и C13R21.

Поскольку каскады усилителя охвачены стабилизирующей их. режимы отрицательной обратной связью по постоянному напряжению через резисторы R8 и R21, не потребовалось включать стабилизирующие резисторы в цепи эмиттеров транзисторов VТ5 и VТ8. В усилителе инфранизкой частоты эти резисторы пришлось бы зашунти-ровать конденсаторами емкостью в десятки тысяч микрофарад.

Для ускорения переходных процессов при включении реле и быстрого приведения усилителя в рабочее состояние служат резистивные делители напряжения R1R2 и R14R12. При нажатии на кнопку SB1 они обеспечивают ускоренную зарядку разделительных конденсаторов до необходимого напряжения. После включения питания необходимо нажать на эту кнопку и удерживать ее несколько секунд.

Транзистор VT9 образует вместе с VT6 и VT8 пороговое устройство. В исходном состоянии транзистор VT9 открыт, а при уменьшении под действием усиливаемого сигнала напряжения на базе приблизительно до 0,6 В он закрывается. Цепь C18R28 удерживает устройство в таком состоянии около 5 с (при указанных на схеме номиналах ее элементов). На выходе формируется сигнал тревоги — импульс высокого логического уровня указанной длительности.

Для предотвращения подачи ложного сигнала при включении питания служит транзистор VТ11. Он открыт, пока конденсатор С21 заряжается через резистор R33 и эмиттерный переход транзистора. Контакты SB 1.4 обеспечивают быструю разрядку конденсатора С21 при нажатии на кнопку SB1 и повторную блокировку сигнала тревоги на заданное время после ее отпускания.

Детали

Питается емкостное реле от гальванической или аккумуляторной батареи GB1 напряжением не более 10 В. Стабилизатор напряжения на транзисторах VT1, VT3, VТ4 обеспечивает на своем выходе стабильное напряжение 3 В, пока батарея не разрядится до 3,2 В. Светодиод HL1, работая в режиме стабистора, поддерживает неизменным напряжение питания усилителя сигнала рассогласования на транзисторе VТ1.

Антенна-датчик WA1 представляет собой отрезок тонкого провода диаметром 0,1…0,2 мм и длиной 1… 1,2 м. Она должна быть неподвижна и закреплена вертикально.

В качестве катушки L1 можно применить любую экранированную нужной индуктивности имеющую ферромагнитный подстроечник для изменения индуктивности в некоторых пределах. Я применил готовую катушку с броневым ферритовым маг-нитопроводом в алюминиевом экране размерами 11,5> 11,5×17 мм.

Конденсаторы С11, С12, С14-С17 — керамические серий КМ, К10 группы МПО или М47 по ТКЕ. Остальные конденсаторы (кроме оксидных) могут быть пленочными или керамическими группы ТКЕ не хуже ИЗО. Оксидные конденсаторы — любых типов. Каждую из пар оксидных полярных конденсаторов С2, C3 и С6, С8 можно заменить одним неполярным оксидным (например, К50-15) емкостью 22 мкФ на 63 В.

Частота кварцевого резонатора ZQ1 может находиться в пределах 300… 400 кГц. При значительном отличии егс частоты от указанной на схеме потребуется подборка катушки L1 и конденсатора С16. Кнопка SB1 — П2К на четыре направления без фиксации или другая с достаточным числом групп контактов на переключение.

Налаживание

Включив собранный прибор, необходимо. прежде всего, подборкой резистора R11 установить на выходе стабилизатора напряжения (коллекторе транзистора VТ4) напряжение 3 В. Далее отпаяйте конденсатор С17 и измерьте падение напряжения на соединенных последовательно резисторах R30 и R31. Оно должно находиться в пределах 0,5…0.7 В, иначе придется подбирать полевой транзистор VТ 10

Вернув конденсатор С17 на место, убедитесь, что падение напряжения на резисторах возросло. При настройке контура L1C16 с подключенной антенной WA1 в резонанс на частоту генератора оно должно достигнуть примерно 2,6 В.

Добившись максимального значения, дальнейшим ввинчиванием подстроечника в катушку L1 отстройте контур от резонанса настолько, чтобы напряжение уменьшилось приблизительно на 0,45 В.

Если напряжение на коллекторе транзисторов VТ5 и VТ8 заметно отличается от указанного на схеме, нужных значений добиваются подборкой резисторов соответственно R6 и R19. Переведя движок переменного резистора R31 в нижнее по схеме положение, постепенно увеличивают введенное сопротивление подстроечного резистора R24, пока не будет подан сигнал тревоги.

Затем введенное сопротивление подстроечного резистора немного уменьшают. Чем значительнее будет это уменьшение, тем меньше вероятность ложного срабатывания реле, например, при изменении температуры или разрядке батареи GB1 но ниже чувствительность.

Окончательно чувствительность регулируют переменным резистором R31, уже установив емкостное реле с антенной на предназначенное ему место и проверяя размеры его чувствительной зоны.

Движки подстроечных резисторов R2 и R12 устанавливают в такие положения, при которых установившиеся значения напряжения на коллекторе транзисторов VТ5 и VТ8 от состояния кнопки SB1 не зависят.

Это устройство излучает в эфир сигнал, частота которого лежит в диапазоне, отведенном радионавигационной службе. Использование подобных устройств должно быть согласовано с соответствующими государственными органами.

В. Соломеин, г. Екатеринбург. Р-2010-05.

Литература:

  1. Москвин А. Сторожевое устройство с емкостным датчиком.Р-2001-08.
  2. Ершов М. Емкостный датчик. Р-2004-03.
  3. Галков А., Хомутов О., Якунин А. Емкостная адаптивная охранная система. Бюллетень «Изобретения Полезные модели», 2007-11.
  4. Григорьев В., Власюк С., Амелькин С. Емкостное устройство для охранной сигнализации. Бюллетень «Изобретения Полезные модели», 2006-15.

В помощь радиолюбителю. Выпуск 1 [Вильямс Никитин] (fb2) читать онлайн | КулЛиб

Цвет фоначерныйсветло-черныйбежевыйбежевый 2персиковыйзеленыйсеро-зеленыйжелтыйсинийсерыйкрасныйбелыйЦвет шрифтабелыйзеленыйжелтыйсинийтемно-синийсерыйсветло-серыйтёмно-серыйкрасныйРазмер шрифта14px16px18px20px22px24pxШрифтArial, Helvetica, sans-serif»Arial Black», Gadget, sans-serif»Bookman Old Style», serif»Comic Sans MS», cursiveCourier, monospace»Courier New», Courier, monospaceGaramond, serifGeorgia, serifImpact, Charcoal, sans-serif»Lucida Console», Monaco, monospace»Lucida Sans Unicode», «Lucida Grande», sans-serif»MS Sans Serif», Geneva, sans-serif»MS Serif», «New York», sans-serif»Palatino Linotype», «Book Antiqua», Palatino, serifSymbol, sans-serifTahoma, Geneva, sans-serif»Times New Roman», Times, serif»Trebuchet MS», Helvetica, sans-serifVerdana, Geneva, sans-serifWebdings, sans-serifWingdings, «Zapf Dingbats», sans-serif

Насыщенность шрифтажирныйОбычный стилькурсивШирина текста400px500px600px700px800px900px1000px1100px1200pxПоказывать менюУбрать менюАбзац0px4px12px16px20px24px28px32px36px40pxМежстрочный интервал18px20px22px24px26px28px30px32px

Составитель:

Николаенко Вильямс Адольфович «В помощь радиолюбителю» Выпуск 1 (Электроника своими руками)

От редакции



Издательство «НТ Пресс» начинает выпуск обзоров публикаций для начинающих радиолюбителей, в которых будут приводиться краткие описания и схемы самых различных конструкций, опубликованных ранее в журналах «Радио», «Радиолюбитель», «Радиомир», в сборниках «Радиоежегодник», «Радио — радиолюбителям» и другой радиолюбительской литературе. В целях публикации возможно большего числа конструкций составитель ограничился краткими описаниями с пояснениями, которых вполне достаточно для сборки и налаживания каждой схемы. Однако везде указан первоисточник, что позволяет заказать копии полной статьи в Письменной консультации Центрального радиоклуба Российской Федерации. Как правило, отобраны конструкции, не требующие для повторения высокой квалификации радиолюбителя, наличия сложных и дорогих приборов для налаживания. Предпочтение отдано таким изделиям, которые пригодятся в домашней обстановке или на дачном участке. В приложении к каждому выпуску будут публиковаться справочные материалы, полезные начинающим радиолюбителям.

Предисловие

В этом первом сборнике радиолюбителям предлагается 30 несложных конструкций, описания которых тематически сгруппированы в восьми главах — по три-пять конструкций в каждой. Среди них имеются металлоискатели и кодовые замки, источники питания для заряда аккумуляторов и электронные термометры, а также многие другие полезные устройства. Среди авторов схем такие известные конструкторы, как С. Бирюков, И. Нечаев, А. Партин. В справочном приложении приведены основные математические и физические константы, знание которых может оказаться полезным при выполнении простейших расчетов. Даются также интересные способы для их запоминания. Некоторые описания снабжены не только принципиальными схемами, но и рисунками печатных плат с расположенными на них элементами схем. В других описаниях рисунки печатных плат отсутствуют. Это объясняется тем, что такие рисунки не приводились авторами опубликованных статей. Тем не менее радиолюбитель может самостоятельно разработать печатную плату, ориентируясь на те конкретные детали, которые имеются в его распоряжении. Эта работа отнюдь не представляет непреодолимых трудностей, как это кажется начинающим. С другой стороны, даже при наличии рисунка печатной платы, предложенного автором конструкции, очень часто приходится корректировать расположение печатных дорожек, так как габариты элементов схемы, имеющихся в распоряжении радиолюбителя, могут значительно отличаться от авторских. Поэтому не рекомендуется начинать повторение конструкции сразу с изготовления печатной платы согласно приведенному рисунку. Необходимо сначала подобрать все детали схемы и проверить возможность их размещения на плате, а при необходимости откорректировать ее рисунок. Следующий выпуск будет содержать описания 32 конструкций, среди которых переключатели елочных гирлянд, устройства охранной сигнализации, автоматы световых эффектов, простейшие электронные музыкальные инструменты и многие другие интересные схемы. В справочном приложении будет дан перевод некоторых старых русских и англо-американских мер в метрическую систему. Читатель узнает, почему наша известная винтовка Сергея Мосина образца 1891/1930 года называется трехлинейной, что такое вершок, золотник или чарка, а также чему равен один баррель нефти.

Глава 1 ЗВУКОВЫЕ ИМИТАТОРЫ

1.1. Имитатор звуков паровоза

Прокопцев Ю. [1]
Имитатор звуков паровоза представляет собой генератор инфранизкой частоты, источник «белого» шума и усилитель звуковой частоты. Принципиальная схема имитатора приведена на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема имитатора звуков паровоза
Несимметричный мультивибратор генератора собран на транзисторах VT1 и VT2. Переменным резистором R1 и подбором емкости конденсатора С1 можно изменять частоту генерируемых им импульсов. С коллекторной нагрузки транзистора VT2 импульсы генератора подаются на базу транзистора VT3, у которого не подключен коллектор для создания шумового сигнала. С его эмиттера сигнал поступает на базу транзистора VT4, который вместе с транзисторами VT5 и VT6 образует усилитель низкой частоты, нагруженный звукоизлучателем ВА1. Размещение деталей на печатной плате показано на рис. 2.

Рис. 2. Печатная плата и расположение деталей
Вместо транзисторов МП38А можно использовать КТ315А, вместо МП41 и МП42А-КТ361 с любым буквенным индексом. На роль «шумового» транзистора VT3 следует попробовать несколько экземпляров МП42А и выбрать наиболее шумящий. В качестве звукоизлучателя подойдет любая динамическая головка. Для питания можно применить батарею «Крона» или «Корунд».

1.2. Имитатор звуков стрельбы

Панкратьев Д. [2]
Этим устройством можно оснастить детский игрушечный автомат для создания световых вспышек и звуков стрельбы. Схема (рис. 3) построена следующим образом. Задающий генератор импульсов частотой около 7500 Гц, образованный ячейками DD1.1 и DD1.2 микросхемы К164ЛП2, модулирует цифровой генератор шума, собранный на микросхемах DD3 и DD4, а ячейками DD2.1 и DD2.2 микросхемы К164ЛА7 образован генератор инфранизкой частоты около 10 Гц, которыми модулируются колебания звукового генератора DD2.3, DD2.4 частотой около 750 Гц. Эти сигналы суммируются резисторами R4, R5 и подаются на базу транзистора VT1, выполняющего функции усилителя звукового сигнала, нагруженного на капсюль BF1, в качестве которого можно использовать ДЭМШ-1 или ДЭМ-4м. С выхода элемента DD2.4 сигнал поступает также на базу транзистора VT2 — усилителя, управляющего вспышками светодиода HL1, которые следуют в такт со звуками стрельбы.

Рис. 3. Принципиальная схема имитатора звуков стрельбы

1.3. Сирена

Шиповский С. [3]
Несимметричный мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2 (рис. 4) представляет собой генератор звуковой частоты, которая в установившемся режиме примерно стабильна. Но после нажатия на кнопку возникает нестационарный режим заряда конденсатора С1 через резистор R1 с постоянной времени, равной 1 с. Полностью конденсатор может зарядиться только за 3 с, и во время заряда схема генерирует звуковой сигнал плавно изменяющегося тона. Если, не дожидаясь полного заряда конденсатора, кнопку SB1 отпустить, заряд конденсатора прекратится, и он начнет разряжаться через резисторы R2 и R3. При этом тон генерируемого звука будет изменяться в обратную сторону. Периодические нажатия и отпускания кнопки сопровождаются воспроизведением динамической головкой характерного звука сирены. Питание устройства осуществляется от батареи «Крона» или от сетевого выпрямителя. Можно использовать сетевой адаптер питания с выходным напряжением 10–12 В.

Рис. 4. Принципиальная схема сирены

Глава 2 ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА

2.1. Универсальное зарядное устройство

Никифоров В. [4]
Это зарядное устройство (рис. 5) предназначено для заряда малогабаритных аккумуляторов разного типа, а также для восстановления сухих элементов 316, 332 и батарей 3336. Оно является транзисторным стабилизатором тока, питание на который поступает с мостового выпрямителя переменного напряжения 12 В. Для этого необходим сетевой трансформатор небольшой мощности. Ток заряда в пределах от 2,5 до 14 мА определяется сопротивлением переменного резистора R5 и поддерживается стабильным не только в течение заряда, но даже при коротком замыкании зажимов ХТ1 и ХТ2. Светодиод HL1 сигнализирует о наличии тока через выходные клеммы. Размещение деталей устройства на печатной плате показано на рис. 6. Переменный резистор для регулировки тока заряда устанавливается снаружи устройства.

Рис. 5. Принципиальная схема универсального зарядного устройства

Рис. 6. Печатная плата зарядного устройства

2.2. Зарядное устройство-автомат

Гуреев С. [5]
Предлагаемое устройство рассчитано на заряд автомобильных аккумуляторов напряжением 12 В, а также на использование в других целях в качестве мощного источника питания. Автомат можно использовать либо в автоматическом, либо в ручном режиме. В свою очередь автоматический режим может состоять из подзарядки аккумуляторной батареи «АП» и контрольно-тренировочного цикла «КТЦ». Ручной режим «Ручн.» позволяет заряжать батарею обычным способом. Кроме того, есть возможность применения сетевого трансформатора для питания вулканизатора, переносной лампы и другого оборудования переменным напряжением 12 В. Режим «АП» обеспечивает постоянную готовность аккумулятора, для чего производится автоматическая его подзарядка до напряжения 14,6-14,8 В с последующим отключением автомата. Если напряжение аккумулятора понизится до 12,8-13,0 В, вновь происходит подзарядка. При этом может быть выбран заряд током 2 или 5 А. В режиме «КТЦ» производится десульфатация пластин аккумулятора. Для этого многократно чередуются режимы заряда до напряжения 14,6-14,8 В и разряда до 10,6-10,8 В. Принципиальная схема автомата показана на рис. 7.

Рис. 7. Принципиальная схема зарядного устройства-автомата
Включение автомата производится двухполюсными тумблерами SA1, SA2. Назначение других тумблеров: включением SA3 зарядный ток увеличивается с 2 до 5 А; включением SA4 режим «АП» заменяется на «КТЦ». Стабилизация зарядного тока осуществляется по принципу бареттера с использованием ламп накаливания HL1-HL3, которые включены последовательно с нагрузкой. В режимах «АЛ» и «КТЦ» коммутация производится с помощью реле К1, которое управляется компаратором, собранным на операционном усилителе DA1 через усилитель на транзисторах VT2, VT3. Гистерезис создается резистором положительной обратной связи R9. Каскад на транзисторе VT1 обеспечивает автоматическое переключение с заряда на разряд в режиме «КТЦ». Две лампочки накаливания HL4, HL5 сигнализируют о процессе заряда и разряда. Лампы HL1-HL3- автомобильные 12 В, 40–50 Вт; HL4, HL5 — маломощные на 13,5 и 24 В. Реле ПЭ-30У3. Его обмотка перемотана проводом ПЭВ-2 0,16 мм до заполнения каркаса. Расположение деталей на печатной плате показано на рис. 8.

Рис. 8. Печатная плата зарядного устройства-автомата

2.3. Простое зарядное устройство

Бирюков С. [6]
Простое зарядное устройство (рис. 9) отличается включением в цепь первичной обмотки силового трансформатора гасящего конденсатора. Это приводит к тому, что во время зарядки аккумулятора ток практически не изменяется и зависит от емкости включенного конденсатора. Переключателем SA1 либо выключают устройство, либо включают конденсатор С2, при котором ток заряда примерно равен 3,5 А, либо параллельно к нему подключают конденсатор С1, что увеличивает ток заряда до 5 А. При использовании унифицированного трансформатора ТН58-127/220-50 напряжение на вторичных обмотках составляет 16,3 В. Конденсаторы типа МБГЧ с рабочим напряжением 250 В. Использование выпрямительного моста из разных диодов позволяет применить всего два радиатора.

Рис. 9. Принципиальная схема простого зарядного устройства

Глава 3 КОДОВЫЕ ЗАМКИ

3.1. Простой кодовый замок

Гусаров В. [7]
Предлагаемый кодовый замок рассчитан на код, содержащий четыре из восьми разных цифр. При нажатии неверной кнопки сбрасывается вся ранее набранная комбинация. Нажатие кнопок правильной комбинации, но в неверном порядке, устройством не воспринимается. Восемь нормально разомкнутых кодовых кнопок и кнопка звонка для вызова располагаются снаружи охраняемого объекта (рис. 10).

Рис. 10. Принципиальная схема простого ходового замка
Провода от кодовых кнопок оканчиваются двухполюсными вилками. Четыре вилки из восьми (Х16-Х86) подключаются к кодовой панели (Х1а-Х4а) в том порядке, который соответствует цифровой кодовой комбинации. Так, если выбран код 7461, вилку Х7б подключают к X1a, Х4б — к Х2а, Х6б — к Х3а, Х1б — к Х4а. Остальные вилки подключают к сбросовой панели (Х5а-Х8а). Смена кода осуществляется перестановкой вилок согласно новому коду. Для этого вилки нумеруют в соответствии с номерами кнопок, к которым они подключены. При правильном наборе первой цифры кода (в приведенном примере — при нажатии кнопки «7») замыкаются контакты Х1а и происходит заряд конденсатора С1. Нажатие следующих кнопок согласно коду «4», «6», «1» приводит к поочередному заряду конденсаторов: С2 от C1, С3 от С2 и С4 от С3. В результате открывается составной транзистор VT1-VT2 и срабатывает реле К1, которое контактами К1.1 включает электромагнит ЭМС, механически связанный с ригелем замка. Реле остается на самопитании через контакты SA, так как тока через резистор R2 хватает для удержания, но недостаточно для срабатывания реле. При открывании двери переключаются контакты SA, реле и электромагнит отпускают, пружина замка переводит ригель в исходное состояние, дверь захлопывается и контакты SA возвращаются в положение, показанное на схеме. Конденсаторы С1-С3 быстро разряжаются через контакты SA и диоды VD1-VD3, а С4 — через эмиттерные переходы составного транзистора. Питание устройства производится от сети переменного тока через выпрямитель, вторичная обмотка трансформатора которого должна иметь напряжение не менее 27 В при токе 1 А.

3.2. Кодовый замок

Жиздюк Р. [8]
Кодовый замок рассчитан на четырехзначный код разными цифрами от 0 до 9, который набирается кнопками SB1-SB10 (рис. 11).

Рис. 11. Принципиальная схема кодового замка
Установка кода производится распайкой перемычек между соответствующими кнопками и четырьмя входами декодирующего устройства. В качестве примера на схеме показан установленный код 3649. Кнопки, не соответствующие коду, заземляются. Питание устройства осуществляется от сети переменного тока через трансформаторный выпрямитель на диодном мосте VD3 и сглаживающем конденсаторе С3 с стабилитроном VD2. После подачи питания заряжается конденсатор С1, на что требуется около 5 с, и элементы DD1.1 и DD1.6. переходят в единичное состояние, что соответствует готовности системы. После нажатия первой кнопки кода высокий уровень подается на вход элемента DD1.2 и т. д. Нажатие последней кнопки приводит к высокому уровню на выходе элемента DD1.5, которым открывается транзистор VT1 и включается реле К1, приводя контактами К1.1 в действие электромагнит замка. При нажатии кнопок, соответствующих коду, и в правильной последовательности, на выходах элементов DD1.2. DD1.3 и DD1.4 создаются высокие уровни. Если же нажимается кнопка, не соответствующая коду, или в нарушение правильной очередности, конденсатор С1 быстро разряжается либо через кнопку непосредственно на землю, либо через кнопку и один из диодов VD4, VD6, VD8 на элемент с низким уровнем на выходе. Параметры RC-ячеек на входах элементов DD1.2-DD1.4 подобраны так, что для нажатия очередной кнопки отведено время не более 2 с, в противном случае соответствующий конденсатор успевает разрядиться на параллельный резистор, и на выходе этого элемента устанавливается низкий уровень, что препятствует должному эффекту ее нажатия. Разряд С1 при нажатии неверной кнопки приводит к образованию на выходе элемента DD1.6 низкого уровня. В результате запирается транзистор VT2, отпирается VT3 и срабатывает реле К2, включая своими контактами К2.1 тревожную сигнализацию. В качестве реле в устройстве используются РЭС6, паспорт РФ0.452.103. Напряжение вторичной обмотки трансформатора 12–15 В при токе до 100 мА. Рисунок печатной платы и расположение деталей показаны на рис. 12 а, б.

Рис. 12 а. Печатная плата

Рис. 12 б. Расположение деталей

3.3. Электронный кодовый замок

Вяльцев В. [9]
Принципиальная схема замка, изображенная на рис. 13, рассчитана на четырехзначный код, набор которого осуществляется кнопками S1-S4. Нажатие любой из остальных кнопок S5-S10 приводит к сбросу. В схеме использованы две микросхемы К561ТМ2, на входы С и D которых поступает низкий уровень, благодаря чему микросхемы работают в режиме RS-триггеров.

Рис. 13. Принципиальная схема электронного кодового замка
Перед тем как набрать код, нажимают и отпускают кнопку S11 «Код». При этом конденсатор С1 разряжается и начинает заряжаться через резистор R2. Постоянная времени заряда составляет 10,3 с, за это время напряжение на С1 не успевает увеличиться до уровня «1», и на входе S триггера DD1.1 удерживается уровень «0», разрешающий его работу. Нажатие кнопки S1 переключает триггер, и на его выводе 1 уровень «1» изменяется на «0», разрешая работу триггера DD1.2. Нажатие кнопки S2 переключает DD1.2 и на его выводе 12 появляется уровень «0». Далее нажимают кнопки S3 и S4, срабатывает последний триггер DD2.2 и низкий уровень его вывода 12 включает исполнительное устройство. Набор кода ограничен временем заряда конденсатора С1. Если за это время не набран полный код или нажата хотя бы одна неправильная кнопка (S5-S10), все триггеры обнуляются.

Глава 4 МЕТАЛЛОИСКАТЕЛИ

4.1. Простой металлоискатель

Мартынюк Н. [10]
Принципиальная схема металлоискателя (рис. 14) содержит генератор колебаний УКВ диапазона на транзисторе VT3 и модулирующий их мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2. Генератор нагружен на виток телевизионного кабеля. Индикатором служит УКВ приемник, который настраивают так, чтобы частота генератора находилась на краю полосы пропускания. При приближении к витку металла частота генератора изменяется, и в приемнике сигнал исчезает.

Рис. 14. Принципиальная схема металлоискателя

4.2. Миноискатель

Васильев В. [11]
Принципиальная схема миноискателя приведена на рис. 15. Она содержит генератор высокой частоты на транзисторе VI и приемник, состоящий из гетеродина и детектора, на транзисторе V2. И генератор, и гетеродин приемника собраны по схеме емкостной трехточки. Катушка индуктивности генератора L1, выполненная в виде поисковой рамки, определяет его частоту, которая выбирается порядка 465 кГц. Частоту гетеродина приемника устанавливают подстроечным сердечником катушки L2, на 500 Гц больше частоты генератора. Поэтому в телефонах приемника будет слышен звук частотой 500 Гц.

Рис. 15. Принципиальная схема миноискателя
Если поблизости от рамки окажется металлический предмет, индуктивность катушки L1 и частота генератора изменятся. В результате изменится тональность звукового сигнала. Миноискатель реагирует на металлические предметы, удаленные от него на расстояние около нескольких десятков сантиметров. Катушка L1 выполнена в виде прямоугольной рамки размерами 175×230 мм из 32 витков провода ПЭВ-2 0,35 мм. Конструкция катушки L2 показана на рис. 16.

Рис. 16. Конструкция катушки L2
В две бумажные гильзы помещены отрезки ферритового стержня марки 400НН или 600НН диаметром 7 мм, один неподвижный длиной 20 мм, а другой подвижный — длиной 35 мм. Гильзы обернуты бумажной лентой, а поверх нее намотана катушка — 55 витков провода ПЭЛШО 0,2 мм. Транзисторы П422 можно заменить транзисторами КТ3616. Для питания используется батарея 3336 или три элемента типа «АА» по 1,5 В. Печатная плата с расположением деталей показана на рис. 17.

Рис. 17. Печатная плата

4.3. Прибор для обнаружения металлических предметов

Ильин Д. [12]
Прибор собран по классической схеме на двух генераторах с индикацией биений. Он позволяет обнаружить чугунную крышку люка на глубине до 0,8 м. Принципиальная схема прибора изображена на рис. 18. Он содержит два LC-генератора на транзисторах VT1 (поисковый) и VT2 (эталонный), а также смеситель, собранный на транзисторе VT3. Питание осуществляется от батареи для карманного фонаря напряжением 4,5 В.

Рис. 18. Принципиальная схема прибора
Работа прибора основана на изменении частоты колебаний поискового генератора при приближении его катушки индуктивности к металлическому предмету. В результате биения между частотами поискового и эталонного генераторов, которые выделяются на выходе смесителя, изменяют свой тон. Оба генератора собраны по схеме с индуктивной обратной связью. Колебательные контуры включены в коллекторные цепи, а катушки связи L2 и L5 — в цепи баз транзисторов. Контурная катушка поискового генератора L1 выполнена в виде рамки, перемещением которой ищут место расположения металлического предмета. Эталонный генератор с контурной катушкой L4 служит источником опорной частоты, с помощью которой определяется изменение частоты поискового генератора. Переменные напряжения обоих генераторов с обмоток L3 и L6 поступают на транзистор смесителя VT3. В цепи его коллектора помимо токов с частотой первого и второго генераторов возникают токи суммарной и разностной частот. Напряжение разностной частоты, называемое биениями, прослушивается головными телефонами. В авторском варианте схема собрана на транзисторах П6. Можно использовать транзисторы КТ361 с любым буквенным индексом, желательно, чтобы VT1 и VT2 были одинаковыми. При поиске частота эталонного генератора подстраивается для получения биений низкого тона, который становится выше при обнаружении металла. Рамка — прямоугольной формы размерами 300×400 мм и содержит катушки L1, L2 и L3. Катушки L4, L5 и L6 помещают в сердечнике СБ-4. Намоточные данные всех катушек приводятся в табл. 1.

Внешний вид прибора показан на рис. 19.

Рис. 19. Внешний вид прибора

4.4. Универсальный металлоискатель

Нечаев И. [13]
Универсальный металлоискатель, принципиальная схема которого приведена на рис. 20, способен обнаружить как крупные, так и мелкие металлические предметы. Он содержит сменные катушки диаметром от 25 до 250 мм, что позволяет обнаружить мелкие предметы на расстоянии нескольких сантиметров, а крупные — на расстоянии долей метра.

Рис. 20. Принципиальная схема универсального металлоискателя
Работа металлоискателя основана на традиционном принципе. Он содержит эталонный генератор на элементах DD1.1 и DD1.3 с частотой генерации около 100 кГц и поисковый генератор на элементе DD1.2 с одной из выносных катушек индуктивности, подключаемых к генератору соединителем XS1. Сигналы генераторов подаются на смеситель, собранный на элементе DD1.4, с выхода которого биения через срезающий высшие частоты фильтр R4, С4 поступают на головные телефоны (узел А2). Пока вблизи выносной катушки нет металла, биения имеют определенную частоту, установленную переменным резистором R2, а звук в телефонах — какую-то тональность. При приближении катушки к металлу тональность изменится. Напряжение питания подается на микросхему через контакты 2, 4 соединителя XS1 при подключении сменной катушки. Батарея GB1 содержит четыре последовательно соединенных аккумулятора Д-0,1. Катушка диаметром 25 мм содержит 150 витков провода ПЭВ-1 0,1; диаметром 75 мм — 80 витков ПЭВ-1 0,18; диаметром 200 мм — 50 витков ПЭВ-1 0,3. Индуктивность каждой катушки составляет примерно 1,25 мГн.

Глава 5 ЭЛЕКТРОННЫЕ ЗВОНКИ

5.1. Электронный звонок

Шиповский С. [14]
Электронный звонок можно собрать из мультивибратора с усилительным каскадом на транзисторе VT3 (рис. 21). Применение динамической головки прямого излучения ВА1 обеспечивает вполне достаточную громкость. Для питания используется батарея «Крона», динамическая головка — 0.5ГДШ-2-8.

Рис. 21. Принципиальная схема электронного звонка

5.2. Простой квартирный звонок

Гришин А. [15]
При использовании в электронных звонках микросхем телефонных вызывных устройств достигаются простота, малые габариты и потребление энергии, возможность регулирования уровня громкости. Принципиальная схема квартирного звонка на одной из таких микросхем показана на рис. 22.

Рис. 22. Принципиальная схема звонка
Потребляемый звонком ток от сети переменного тока напряжением 220 В не превышает 7 мА. В качестве звукоизлучателя BQ1 можно применить пьезокерамический преобразователь, обеспечивающий громкое звучание, или установить плату в корпусе абонентского громкоговорителя. Из-за бестрансформаторного питания нужно принять меры безопасности при налаживании и эксплуатации звонка.

5.3. Трели вместо звонка

Кашкаров А. [16]
В телефонном аппарате отключается электромагнитный звонок и вместо него устанавливается предлагаемое устройство (см. рис. 23), которое по звучанию напоминает соловьиную трель. Благодаря наличию конденсаторов С3, С4 от линии поступает только сигнал вызова, при котором напряжение на выходе моста составляет около 14 В. Тон трели определяется параметрами цепи C1, R1. Излучателем ВА может служить телефонный капсюль. Транзистор МП37 можно заменить на КТ315, а МП42 — на КТ361 (оба — с любым буквенным индексом)

Рис. 23. Принципиальная схема устройства

5.4. Квартирный звонок — из музыкальной открытки

Клабуков А. [17]
С помощью схемы, приведенной на рис. 24, музыкальную открытку можно превратить в музыкальный звонок. Музыкальная открытка представляет собой генератор мелодии в микросхемном исполнении. Два ее вывода предназначены для подачи питания, другие два — выход звукового сигнала. При замыкании звонковой кнопки SB1 выпрямленное напряжение через параметрический стабилизатор R1, VD1 подается на генератор открытки (узел А1). С выхода генератора сигнал мелодии через резистор R4 поступает на усилитель звуковой частоты, собранный на транзисторах VT3-VT5 с излучателем ВА1. Начинает звучать мелодия.

Рис. 24. Принципиальная схема звонка из музыкальной открытки
Выпрямленное напряжение также поступает на реле времени. Быстро заряжается конденсатор С3, отпираются транзисторы VT1, VT2 и срабатывает реле К1. Контактами К1.1 оно блокирует кнопку SB1, а контактами К1.2 снимает питание с конденсатора С3, который начинает разряжаться через резистор R2 и эмиттерные переходы транзисторов. После разряда конденсатора транзисторы запираются, реле отпускает, звучание мелодии прекращается, силовой трансформатор отключается от сети, а контакты К1.2 замыкаются. Схема вернулась в исходное состояние. Понижающий трансформатор Т1 и динамическая головка ВА1 использованы от трехпрограммного громкоговорителя ПТ209. Реле РЭС48, паспорт РС4.590.202. Расположение деталей на печатной плате показано на рис. 25.

Рис. 25. Печатная плата и расположение деталей

Глава 6 ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

6.1. Медицинский электротермометр

Новиков Р. [18]
С помощью предлагаемого электрического термометра можно измерить температуру в любой точке тела с погрешностью ±0,1 °C. В качестве чувствительного элемента выбран термистор КМТ-14, включенный в одно из плеч моста постоянного тока (см. рис. 26). К диагонали моста подключен микроамперметр М-130 с током полного отклонения -5…0…+5 мкА. Для измерении температуры переменным резистором R7, который снабжен шкалой, устанавливают баланс моста, и по шкале производят отсчет. Время измерения не превышает 5 с. Термистор подключают к прибору свитой парой проводов. Питание моста осуществляется двумя батареями 3336, соединенными последовательно. При градуировке термометра сначала переменными резисторами R5 и R8 устанавливают пределы измерения от 34,5 до 42 °C для крайних положений потенциометра R7, после чего наносят деления шкалы. При этом пользуются лабораторным термометром с пределами измерения 0-50 °C и ценой деления 0,1 °C.

Рис. 26. Принципиальная схема медицинского термометра

6.2. Термометр с линейной шкалой

Коноплев П., Мартынюк А. [19]
Электронные термометры, использующие термисторные датчики, обычно обладают нелинейной шкалой, градуировка которой весьма трудоемка. Линейную шкалу термометра можно получить, используя в качестве датчика полупроводниковый диод. Схема такого термометра показана на рис. 27. Пределы измерения температуры прибора от 0 до +50 °C с погрешностью не более ±0,3 °C.

Рис. 27. Принципиальная схема термометра с линейной шкалой
Прямой ток диода VD1 задается резистором R1. Падение напряжения на диоде подается на один вход электронного вольтметра, собранного на микросхеме А1 по балансной схеме. Полевым транзистором VT1 образован генератор стабильного тока. Этим током на резисторах R5 и R6 создается образцовое напряжение около 0,5 В, которое поступает на другой вход вольтметра. Напряжение разбаланса измеряется стрелочным индикатором Р1 типа М265М (микроамперметр на 50 мкА). Питание на схему термометра подается от аккумуляторной батареи 7Д-0Д с дополнительной параметрической стабилизацией. В градуировке шкалы термометр не нуждается. Необходимо лишь переменным резистором R7 установить термостабильную точку транзистора VT1 и откалибровать прибор по двум точкам шкалы. Для этого с помощью резистора R5 устанавливают стрелку на нуль при погружении датчика в тающий снег, а резистором R3 — на деление 36,6 °C при измерении температуры тела здорового человека. Назначение выводов микросхемы К101КТ1А: 2 — база левого транзистора, 3 — эмиттер левого транзистора, 5 — коллекторы, 7 — эмиттер правого транзистора, 8 — база правого транзистора.

6.3. Электронный термометр

Пахомов Ю. [20]
Принципиальная схема электронного термометра приведена на рис. 28. Он рассчитан на измерения температуры в пределах от 0 до 100 °C, от 0 до 50 °C или от -50 до +50 °C — в зависимости от используемого в приборе стрелочного индикатора РА1. При этом независимо от диапазона остальные детали схемы термометра остаются неизменными.

Рис. 28. Принципиальная схема электронного термометра
В качестве термочувствительного датчика в схеме используется диод VD1, подключенный к клеммам ХТ1, ХТ2. Прямой ток диода задается резисторами R11 и R3. Падение напряжения на диоде подается на базу транзистора VT2. Смещение на базе транзистораУТ 1 задается резисторами R1-R3. Транзисторы VT1 и VT2 образуют дифференциальный усилитель, который можно балансировать переменным резистором R2. При изменении температуры, окружающей диодный датчик, происходит разбаланс дифференциального каскада. Напряжение разбаланса измеряется стрелочным прибором РА1, который включен между коллекторными нагрузками транзисторов R4 и R10. Стабильное напряжение питания дифференциального усилителя создается благодаря наличию в цепи батареи GB1 параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R12 и стабилитрона VD2. Из-за значительного потребляемого термометром тока питание включается кнопкой SB1 только на время измерения температуры. В качестве РА1 используется стрелочный прибор типа М24, М52 или другой с током полного отклонения стрелки 100 мкА, 50 мкА или -50…0…+50 мкА. GB1 — батарея «Крона» или две последовательно соединенные 3336. При налаживании сначала проверяют работу термометра, устанавливая при комнатной температуре резистором R2 стрелку индикатора на отметку 20 мкА. Затем, зажав в руке датчик, проверяют, увеличиваются ли показания прибора. Если они уменьшаются, изменяю! полярность микроамперметра. Наконец, следует калибровка термометра. Диодный датчик опускают в сосуд с водой и льдом. Резистором R2 балансируют прибор, устанавливая стрелку на нуль шкалы. Вынув датчик из воды и дождавшись увеличения показаний, опускают датчик в кипящую воду. Резистором R9 устанавливают стрелку наделение 100. Эти операции повторяют несколько раз, пока не добьются точных показаний прибора.

6.4. Простой термометр

Нечаев И. [21]
Термометр предназначен для дистанционного измерения температуры воздуха. Эксперименты показали, что в качестве термодатчиков наиболее подходящими являются однопереходные транзисторы КТ117, обеспечивающие получение практически линейной шкалы термометра. Схема термометра (рис. 29) представляет собой мост, образованный резисторами R2-R5, и транзистором VT1. В диагональ моста включен микроамперметр РА1 с нулем посередине шкалы. Точность показаний термометра обеспечивается стабилизацией питающего напряжения с помощью параметрического стабилизатора на полевом транзисторе VT2 и стабилитроне VD1. Обычно термометр включают лишь на время контроля температуры, поэтому его допустимо питать от батареи «Корунд» или аккумулятора 7Д-0.1, используя кнопочный выключатель.

Рис. 29. Принципиальная схема простого термометра
Стрелочный индикатор прибора — микроамперметр на ток 50 мкА с нулем посередине шкалы. Датчик помещен в металлическую трубку, герметизированную с обоих концов. Провод, соединяющий датчик с измерительным мостом, должен быть экранированным. Остальные детали термометра смонтированы на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 30.

Рис. 30. Печатная плата простого термометра
При налаживании термометра помещают датчик в тающий лед и измеряют сопротивление датчика. Устанавливают в мост резистор R3 сопротивлением примерно на 1 кОм меньше сопротивления датчика. Затем подключают питание и резистором R2 устанавливают стрелку микроамперметра на нуль посредине шкалы. Затем помещают датчик в духовку плиты с температурой 45–50 °C и резистором R3 устанавливают стрелку прибора на соответствующее деление шкалы.

Глава 7 ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ И ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРЫ

7.1. Простой терморегулятор

Беляков А. [22]
Терморегулятор (см. рис. 31) предназначен для поддержания температуры в помещении в пределах 2–4 °C при отрицательной температуре наружного воздуха. Измерительный мост образован источником образцового напряжения (R3, VD1, VD2, С1) и делителем напряжения (R1, R2, RK1). В диагональ моста включен транзистор VT1, который при низком сопротивлении терморезистора RK1 заперт. При увеличении этого сопротивления транзистор VT1 сначала начинает открываться лишь около максимума напряжения сети, а затем все раньше, ближе к началу полупериода. Током открытого транзистора VT1 отпирается транзистор VT2, и в течение каждого полупериода конденсатор С2 разряжается через резистор R6 на управляющий электрод тринистора VS1. Мощность, выделяемая в нагрузке — электронагревателе, — при этом соответственно увеличивается от 50 до 95 % от номинальной (равной 1,5 кВт). С помощью подстроечного резистора R2 стабилизируемую температуру можно изменять от 0 до 25 °C. Индикатором включения нагревателя служит неоновая лампа HL1.

Рис. 31. Принципиальная схема простого терморегулятора

7.2. Простой термостабилизатор

Маяцкий Ю. [23]
Предлагаемый термостабилизатор предназначен для поддержания температуры в пределах от 10 до 50 °C с точностью ±0,5 °C. Мощность нагревательного устройства, управляемого терморегулятором, не должна превышать 2 кВт. Принципиальная схема термостабилизатора показана на рис. 32.

Рис. 32. Принципиальная схема простого термостабилизатора
Устройство состоит из четырех функциональных узлов: триггера Шмитта, мультивибратора, трансформатора и тринисторного ключа. Состояние триггера Шмитта, собранного на транзисторах VT1, VT2, соответствует сопротивлению терморезистора RK1, который служит датчиком температуры. Когда, уменьшаясь, сопротивление терморезистора переходит нижний порог, триггер Шмитта переключается и своим выходным напряжением затормаживает мультивибратор, собранный на транзисторах VT3, VT4. В результате тринисторный ключ (VS1, VS2) не пропускает ток в цепь обогревателя. Увеличение сопротивления терморезистора выше верхнего порога приводит к переключению триггера Шмитта в первоначальное положение, чем разрешается работа мультивибратора, импульсами которого открываются ключевые тринисторы. Поэтому через нагревательный элемент начинает протекать электрический ток. Процесс повторяется с частотой, которая определяется мощностью обогревателя, разностью температур объекта и окружающей среды, тепловой инерцией объекта и шириной петли гистерезиса триггера Шмитта. Для сужения петли гистерезиса в эмиттерную цепь транзисторов включены диоды VD4, VD5. Пределы регулирования температуры устанавливают резистором R2, а значение температуры — резистором R1. При мощности нагревателя более 200 Вт тринисторы нужно снабдить радиаторами. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце марки 2000НМ размерами 18x12x4 мм. Его одинаковые обмотки содержат по 50 витков провода ПЭЛШО 0,17. Печатная плата с расположением деталей показана на рис. 33.

Рис. 33. Печатная плата и расположение деталей

7.3. Автоматический терморегулятор

Бартенев В. [24]
Назначение терморегулятора — в автоматическом поддержании заданной температуры в помещениях. При указанных на схеме (рис. 34) параметрах резисторов R1-R4 он поддерживает температуру, заданную потенциометром R2, в пределах от +30 до +40 °C с точностью до ±0,1 °C. Подбирая сопротивления указанных резисторов, можно изменять диапазон температур и сдвигать его в сторону более высоких и низких температур. Датчиком температуры VD1 служит германиевый диод Д2Д, который в обратном включении обладает более высоким температурным коэффициентом: при изменении температуры на 10 °C обратное сопротивление изменяется примерно вдвое. Пока потенциал входа 3 операционного усилителя DA1, который включен компаратором, ниже, чем входа 2, на выходе 6 — логический 0. Транзистор VT1 заперт, реле К1 отпущено, контакты К1.1 замкнуты, тринистор VS1 открыт, диодный мост VD4 проводит ток и нагреватель ЕК включен. При повышении температуры обратное сопротивление диода VD1 уменьшается и потенциал входа 2 компаратора понижается. Когда он станет ниже, чем входа 3, на выходе 6 появится уровень логической 1. Транзистор VT1 откроется, сработает реле К1 и разомкнет контакты К1.1. Тринистор запрется, и нагреватель выключится. Температура в помещении начнет падать, потенциал входа 2 компаратора возрастать и превысит потенциал входа 3, нагреватель вновь включится. Силовым трансформатором выбран выходной трансформатор кадров ТВК телевизора «Рубин». Реле К1 — РЭС9, паспорт РС4.524.200. Терморегулятор может коммутировать токи до 10 А и управлять нагревателем мощностью до 2 кВт.

Рис. 34. Принципиальная схема автоматического терморегулятора

7.4. Экономичный термостабилизатор

Якушев В. [25]
Схема термостабилизатора (рис. 35) содержит измерительный мост на резисторах R1-R4 и терморезисторе Rt и компаратор напряжения на операционном усилителе DA1. Установка температуры производится переменным резистором R3. При изменениях температуры на выходе компаратора образуются уровни «0» или «1». Экономичность достигнута следующим способом. Если компаратор выдает сигнал на включение нагрузки, то при положительной полуволне напряжения сети транзистор VT1 открывается и в цепь управления тиристора VS1 посылает отпирающий ток. Открывающийся тиристор замыкает цепь питания транзистора VT1, и управляющий ток тиристора прекращается. Таким образом, отпирание тиристора происходит импульсным током минимальной длительности. При отрицательной полуволне напряжения сети ток транзистора VT1 отсутствует.

Рис. 35. Принципиальная схема термостабилизатора

Глава 8 ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕЛЕ

8.1. Емкостное реле

Нечаев И. [26]
Емкостным реле называют устройство, реагирующее на изменение емкости датчика. Приближение человека к датчику изменяет его емкость, и электронная часть устройства реагирует выработкой соответствующего сигнала. Принцип действия описываемого емкостного реле (рис. 36) основан на изменении частоты LC-генератора при внешнем воздействии на его элементы. Генератор данного реле содержит катушку L1, емкость датчика Е1, конденсаторы C1, С2, полевой транзистор VT1 и емкость датчика E1. При неизменной емкости датчика частота генератора стабильна и равна примерно 100 кГц. Но стоит приблизиться к датчику, его емкость увеличится, а частота генератора уменьшится.

Рис. 36. Принципиальная схема емкостного реле
Измерительный контур образован элементами L2, С4 и слабо связан с генератором резистором R1. Используется зависимость напряжения на резонансном контуре от частоты колебаний поступающего сигнала. Выделенное контуром напряжение сигнала выпрямляется диодом VD1, фильтруется конденсатором С5 и подается на инвертирующий вход (вывод 2) операционного усилителя(ОУ) DA1, выполняющего функцию компаратора. Конденсатором С4 измерительный контур настраивают на частоту генератора. При этом на инвертирующем входе ОУ действует максимальное постоянное напряжение Uвх. мах.Резисторами R3 и R2 устанавливают на неинвертирующем входе (вывод 3) пороговое напряжение Uпор несколько меньшее, чем Uвх. мах. В этом случае напряжение на выходе ОУ мало и светодиод HL1, подключенный к нему через ограничительный резистор R5, не горит. Если изменение частоты генератора будет таким, что напряжение Uвx станет меньше Uпор, компаратор сработает и включит светодиод. Но стоит удалиться от датчика — и частота генератора станет исходной, напряжение Uвх увеличится, компаратор переключится в первоначальное состояние и светодиод погаснет. Все детали такого емкостного реле, кроме датчика, можно смонтировать на печатной плате из фольгированного материала (см. рис. 37).

Рис. 37. Печатная плата емкостного реле
Для повышения стабильности устройства катушки L1 и L2 идентичны по конструкции, намотаны на кольцах из феррита 2000НМ с внешним диаметром 20 мм и содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 0,2. Намотка — виток к витку в один слой. Отвод катушки L1 сделан от 20-го витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом, L2 — от середины. После сборки проводят регулировку реле (R5 и HL1 пока не подключают). Для датчика можно использовать два параллельных провода диаметром 1 мм длиной по 1 м, на расстоянии 15–20 см один от другого. К конденсатору С5 подключают вольтметр постоянного тока с входным сопротивлением не менее 10 кОм/В и конденсатором С4 добиваются максимального показания вольтметра 2,5–5 В. Если оно меньше, подбирают сопротивление резистора R1, но не менее 500 кОм. После каждой замены резистора подстройку повторяют. Затем к выходу DA1 подключают резистор R5 и светодиод HL1. Движок резистора R3 устанавливают в нижнее по схеме положение, а резистора R2 — в среднее. При этом светодиод должен гореть. Медленно перемещая движок резистора R3, добиваются погасания светодиода. Если теперь к датчику, соединенному с конденсатором С1, поднести руку, светодиод должен загореться. На этом регулировка емкостного реле заканчивается.

8.2. Емкостное реле

Табунщиков В. [27]
Принципиальная схема емкостного реле приведена на рис. 38. На полевом транзисторе VT1 собран генератор высокой частоты по схеме индуктивной трехточки. В процессе генерации на истоке полевого транзистора образуется положительное напряжение, и транзистор VT2 оказывается заперт. При воздействии на датчик увеличивается емкость затвора на землю, что приводит к срыву колебаний генератора. Теперь за счет дополнительного тока через L1 и промежуток затвор-исток увеличивается ток базы VT2, он отпирается и срабатывает реле К1, включая контактами К1.1 исполнительный механизм.

Рис. 38. Принципиальная схема емкостного реле
Катушка L1 наматывается на каркас от ФПЧ транзисторных приемников и содержит 500 витков провода ПЭЛ, 0,12 мм с отводом от середины. Датчиком является квадрат из провода со сторонами от 15 до 100 см. Реле — типа РЭС10, паспорт РС4.524.312. При настройке конденсатор С1 устанавливается в положение минимальной емкости, при этом сработает реле. Затем медленно увеличивают емкость до выключения реле. Чем меньше емкость конденсатора С1, тем чувствительнее емкостное реле. Максимальное расстояние до объекта, на который реагирует реле, составляет 50 см. Изображение печатной платы показано на рис. 39, а конструкция катушки с размещением ее и датчика на плате — на рис. 40.

Рис. 39. Печатная плата и расположение деталей

Рис. 40. Конструкция катушки индуктивности

8.3. Акустическое реле

Партин А. [28]
Акустическим называется реле, срабатывающее под воздействием входного звукового сигнала и включающее какой-либо исполнительный механизм. Принципиальная схема акустического реле приведена на рис. 41. Звуковой сигнал — громкий голос, хлопок и т. п. — воспринимается микрофоном ВМ1, поступает на чувствительный усилитель, собранный на транзисторах VT1-VT3, детектируется диодом VD1 и подается на базу транзистора VT4. В результате он отпирается, и срабатывает электромагнитное реле К1, включая контактами К1.1 световой сигнализатор-светодиод HL1. После окончания звука реле будет удерживаться током заряда конденсатора С4, после чего отпустит, и светодиод погаснет. Режим работы усилителя устанавливается переменным резистором R4. В качестве микрофона ВМ1 используется капсюль от головных телефонов ТОН-2. Реле К1 — герконовое типа РЭС55А, паспорт РС4.569.600-10. При налаживании устройства переменным резистором R4 добиваются наилучшей чувствительности — срабатывания реле при возможно большем расстоянии от источника звука до микрофона.

Рис. 41. Принципиальная схема акустического реле

8.4. Звуковое реле

 Лазовик В. [29]
Принципиальная схема звукового реле представлена на рис. 42 и работает следующим образом. Звуковой сигнал воспринимается электретным микрофоном ВМ1 и поступает на вход усилителя низкой частоты, собранного на микросхеме DA1. Усиленный сигнал подается для формирования прямоугольных импульсов на усилитель-ограничитель из двух элементов 2И-НЕ микросхемы DD1, откуда — на базу транзистора VT1, который разряжает времязадающий конденсатор С3 триггера Шмитта, образованного остальными двумя элементами DD1. При этом на выходе 11 DD1.4 появляется логический 0, разрешающий работу мультивибратора, выполненного на двух элементах 2ИЛИ-НЕ микросхемы DD2. С выхода мультивибратора импульсы поступают на усилитель (VT2, VT3), откуда через разделительный конденсатор С7 — на управляющий электрод симистора VS1. Симистор открывается и включает нагрузку. Когда конденсатор СЗ зарядится до уровня логической 1, триггер Шмитта переключается, на выходе DD1.4 появляется логическая 1, мультивибратор выключается, закрывается симистор, и нагрузка отключается от сети. Время выдержки подбирается в зависимости от конкретного применения схемы. При емкости С3, указанной на схеме, время включенного состояния нагрузки составляет 4 минуты.

Рис. 42. Принципиальная схема звукового реле

8.5. Акустический выключатель

Кашкаров А. [30]
Принципиальная схема акустического выключателя приведена на рис. 43. Звуковой сигнал воспринимается угольным микрофоном ВМ1 и проходит через фильтр R4, С1, который пропускает только сигнал высших частот, соответствующих хлопку в ладоши. Далее он усиливается транзистором VT1, с коллекторной нагрузки которого R3 поступает на вход триггера, собранного на транзисторах VT2 и VT3. Положительная обратная связь осуществляется через резистор R6. С коллектора транзистора VT3 напряжение высокого уровня через диод VD3 и ограничительный резистор R13 включает оконечный каскад на транзисторе VT4 с электромагнитным реле К1 в цепи коллектора, которое контактами К1.1 коммутирует исполнительное устройство (лампу HL1). Микрофон взят от телефонного аппарата. Реле — типа РЭС9, паспорт РС4.524.204.

Рис. 43. Принципиальная схема акустического выключателя

 Приложение ОСНОВНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ

Число π К наиболее часто применяемым математическим константам (постоянным числам, используемым в процессе различных расчетов) относится число π (пи), которое представляет собой отношение длины окружности к ее диаметру. Число я относится к иррациональным числам и его точное значение не может быть выражено ни конечным числом цифр, ни какой-либо элементарной функцией. Эту задачу, называемую квадратурой круга, математики пытались решить тысячелетиями, но только в XIX веке была доказана невозможность ее решения. Поэтому всегда используется приближенное значение числа я, хотя существует способ его вычисления с любым количеством знаков. Самым грубым и наиболее известным приближением (еще из школьного курса геометрии) является значение π = 3,14. Если требуется более точное значение, можно предложить такое: π = 3,1416. Его легко воспроизвести, если запомнить несложное предложение: «Что я знаю о цифрах». Количество букв в каждом слове соответствует цифрам числа π. Наконец, для любителей поразить окружающих достаточно выучить такой стишок: «Кто и шутя, и скоро пожелаетъ пи узнать, число ужъ знаетъ», откуда π = 3,1415926536. Так как стишок придуман еще до 1918 года, в конце слов, оканчивающихся на согласную, стоит твердый знак. В справочниках же можно найти еще более точное значение: π = 3,141592653589793…
Основание натуральных логарифмов е Другой важной и часто встречающейся в радиотехнике константой является основание натуральных логарифмов е, которое также относится к иррациональным числам. В справочниках приводится следующее значение числа е с 15 знаками после запятой: е = 2,718281828459045… Если читатель помнит год рождения Льва Николаевича Толстого, можно легко воспроизвести число е с девятью знаками после запятой, запомнив такую шутку: «е равно 2,7 плюс дважды Лев Толстой».
Биномиальные коэффициенты Когда необходимо какой-либо двучлен возвести в степень, например: (х + у)4= x4+ 4x3у + 6x2y2+ 4xy3 + у1, нужно знать биномиальные коэффициенты, которые вычисляются с помощью сочетаний. Но значительно проще для их определения пользоваться «Арифметическим треугольником», предложенным Блезом Паскалем еще в 1665 году.

В треугольнике крайними числами каждой строки являются единицы, а другие представляют собой сумму двух чисел верхней строки.
Ускорение силы тяжести Из физических констант в первую очередь необходимо отметить ускорение силы тяжести g — ускорение свободно падающего тела на поверхность Земли с небольшой высоты и при отсутствии сопротивления воздуха. Ускорение свободного падения зависит от широты точки наблюдения и высоты ее над уровнем моря. Приближенно g = 9,78049(1 + 0,005288·sin2φ0,000006·sin2) — 0.0003086Н м/с2, где φ — широта, а Н— высота над уровнем моря. На широте Москвы на уровне моря g = 9,8156 м/с2.
Скорость света Одной из фундаментальных констант, особенно в радиотехнике, является скорость распространения электромагнитных волн, или скорость света — с. Согласно теории относительности Альберта Эйнштейна скорость света является предельной скоростью распространения любых физических воздействий. Впервые практическое измерение скорости света осуществил в 1849 г. Арман Ипполит Луи Физо. Впоследствии физики неоднократно экспериментально уточняли полученное им значение, и в настоящее время скорость света в вакууме принята равной: с = 299792458 м/с. При практических расчетах обычно достаточно брать приближенное значение скорости света равным 300 тысячам километров в секунду — 3108 м/с.
Гравитационная постоянная При расчетах орбит искусственных спутников Земли, через которые осуществляется ныне трансляция телевидения и системы глобальной связи, используется гравитационная постоянная G, определяющая силы тяготения. Численное значение гравитационной постоянной: G = 6,673·10-11 м3/кг·с2.
Постоянная Больцмана В радиотехнике часто приходится определять уровень собственных шумов приемников и усилителей радиосигнала, поскольку для хорошего качества звука или изображения уровень сигнала в определенное число раз должен превышать уровень шумов, который находится по формуле, содержащей постоянную Больцмана k: k = 1,38/10-23 Дж/Кл.

Литература

1. Прокопцев Ю. Имитатор звуков паровоза // Радио. — 1995. -№ 7. -С. 30. 2. Панкратьев Д. Имитатор звуков стрельбы // Радио. — 1999. — № 6. — С. 54; Радио. — 2000. — № 7. — С. 50. 3. Шиповский С. Сирена // Радио. — 2000. — № 10. — С. 53. 4. Никифоров. В. Универсальное зарядное устройство // Радио. — 1991.-№ 1. — С. 69-70. 5. Гуреев С. Зарядное устройство-автомат // Радио. — 1992.-№12.-С. 11-12. 6. Бирюков С. Простое зарядное устройство // Радио. — 1997. — № 3. — С. 50. 7. Гусаров В. Простой кодовый замок // Радиолюбитель. — 1995. — № 1. — С. 21-22. 8. Жиздюк Р. Кодовый замок // Радио. — 1999. — № 6. — С. 31; Радио. — 2000. — № 6. — С. 49. 9. Вяльцев В. Электронный кодовый замок // Радиолюбитель. — 1994. — № 5. — С. 31. 10. Мартынюк Н. Простой металлоискатель // Радиолюбитель. — 1997. — № 8. — С. 30. 11. Васильев В. Миноискатель // Радио. — 1978. — № 7. — С. 53-54. 12. Ильин Д. Прибор для обнаружения металлических предметов // Радио. — 1960. — № 8. — С. 22-23. 13. Нечаев И. Универсальный металлоискатель // Радио. — 1990. — № 12. — С. 73-75. 14. Шиповский С. Электронный звонок // Радио. — 2000. — №11.-С. 60. 15. Гришин А. Простой квартирный звонок // Радио. — 2001. — №3,- С. 32-33. 16. Кашкаров А. Трели вместо звонка // Радиолюбитель. — 1999.- №12.-С. 11. 17. Клабуков А. Квартирный звонок — из музыкальной открытки // Радио. — 2001. — № 9. — С. 56; Радио. — 2002. — № 4. — С. 46. 18. Новиков Р. Медицинский электротермометр // Радио. — 1967,-№7.- С. 31. 19. Коноплев П., Мартынюк А. Термометр с линейной шкалой // Радио. — 1982. — № 7. — С. 37. 20. Пахомов Ю. Электронный термометр // Радио. — 1990. — № 12.-С. 70-71. 21. Нечаев И. Простой термометр: каким он может быть? // Радио. — 1992. — № 8. — С. 17-18. 22. Беляков А. Простой терморегулятор // Радио. — 1989. — № 3. — С. 32. 23. Маяцкий Ю. Простой термостабилизатор // Радио. — 1991. — № 7. — С. 32-34. 24. Бартенев В. Автоматический терморегулятор // Радиолюбитель. — 1995. — № 1. — С. 25. 25. Якушев В. Экономичный термостабилизатор // Радиолюбитель. — 1997. — № 2. — С. 21. 26. Нечаев И. Емкостное реле // Радио. — 1992. — №9. — С. 48-51. 27. Табунщиков В. Емкостное реле // Радиолюбитель. — 1993. — № 5. — С. 26. 28. Партин А. Акустическое реле // Радио. — 2000. — № 9. — С. 54-55. 29. Лазовик В. Звуковое реле // Радиолюбитель. — 1999. — № 4. — С. 32. 30. Кашкаров А. Акустический выключатель // Радиолюбитель. — 1999. — № 12. — С. 11.  * * *

Оглавление

  • От редакции
  • Предисловие
  • Глава 1 ЗВУКОВЫЕ ИМИТАТОРЫ
  •   1.1. Имитатор звуков паровоза
  •   1.2. Имитатор звуков стрельбы
  •   1.3. Сирена
  • Глава 2 ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА
  •   2.1. Универсальное зарядное устройство
  •   2.2. Зарядное устройство-автомат
  •   2.3. Простое зарядное устройство
  • Глава 3 КОДОВЫЕ ЗАМКИ
  •   3.1. Простой кодовый замок
  •   3.2. Кодовый замок
  •   3.3. Электронный кодовый замок
  • Глава 4 МЕТАЛЛОИСКАТЕЛИ
  •   4.1. Простой металлоискатель
  •   4.2. Миноискатель
  •   4.3. Прибор для обнаружения металлических предметов
  •   4.4. Универсальный металлоискатель
  • Глава 5 ЭЛЕКТРОННЫЕ ЗВОНКИ
  •   5.1. Электронный звонок
  •   5.2. Простой квартирный звонок
  •   5.3. Трели вместо звонка
  •   5.4. Квартирный звонок — из музыкальной открытки
  • Глава 6 ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ
  •   6.1. Медицинский электротермометр
  •   6.2. Термометр с линейной шкалой
  •   6.3. Электронный термометр
  •   6.4. Простой термометр
  • Глава 7 ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ И ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРЫ
  •   7.1. Простой терморегулятор
  •   7.2. Простой термостабилизатор
  •   7.3. Автоматический терморегулятор
  •   7.4. Экономичный термостабилизатор
  • Глава 8 ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕЛЕ
  •   8.1. Емкостное реле
  •   8.2. Емкостное реле
  •   8.3. Акустическое реле
  •   8.4. Звуковое реле
  •   8.5. Акустический выключатель
  •  Приложение ОСНОВНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ
  • Литература
  • Емкостное реле

    Заметки для мастера – Емкостные реле в быту

              Емкостные реле в быту

    Рис.1

             Простое емкостное устройство

            Устройство, схема которого показана на рис.2, работает на звуковых частотах. Для увеличения чувствительности здесь в контур генератора НЧ введен полевой транзистор, к затвору которого подключается датчик.

    Рис.2

            Генератор прямоугольных импульсов со звуковой частотой около 1000 Гц собран на элементах DD1.1 и DD1.2. В качестве выходного каскада используется элемент DD1.3 той же микросхемы К155ЛА3, нагрузкой которого служит телефонный капсюль.

            С целью дальнейшего увеличения чувствительности емкостного реле возможно увеличение количества элементов, введенных в RC – цепочку. Однако следует учитывать, что при пяти и больше логических элементах в схеме наладка не усложняется.

            Обычное емкостное реле начинает работать сразу после включения. Требуется только подстроить резистор R1 на пороговую чувствительность.

            При отладке данного реле возможны два варианта его работы: срыв или, наоборот, возникновение генерации при введении емкости. Установка требуемого варианта осуществляется подбором переменного резистора R1. При приближении руки к датчику Е1 подстройкой резистора R1 добиваются, чтобы расстояние, с которого срабатывало бы емкостное реле, было около 10 – 20 см.

            Для подключения исполнительных механизмов к емкостному реле сигнал с элемента DD1.3 следует подать на электронное реле.

    Крылов А.

    Ярославская обл.

              Схема емкостного реле на микросхеме

            Что такое емкостное реле? Это электронное реле, срабатывающее при изменении емкости между его датчиком и общим проводом. Чувствительным узлом большинства емкостных реле является генератор электрических колебаний довольно высокой частоты (сотни килогерц и выше).

    Когда параллельно контуру такого генератора подключается дополнительная емкость, то либо изменяется в определенных пределах частота генератора, либо его колебания срываются вовсе.

    В любом случае срабатывает пороговое устройство, соединенное с генератором, – оно включает звуковой или световой сигнализатор.

            Емкостное реле нередко используют для охраны различных объектов. При приближении к объекту человека реле извещает об этом охрану. Кроме того, оно находит применение в устройствах автоматики.

            Схема емкостного реле приведена на рис.4

    Рис.4

            Устройство собрано на одной интегральной цифровой микросхеме и не содержит намоточных деталей, без которых не обойтись при изготовлении устройств с высокочастотным генератором.

            Работает емкостное реле так. Пока емкость между датчиком, подключаемым к гнезду XS1, относительно общего провода (минус источника питания) мала, на резисторе R2, а значит, на соединенном с ним входе элемента DD1.

    3 формируются короткие импульсы положительной полярности, а на выходе элемента (вывод 4) – такие же импульсы отрицательной полярности.

    Иначе говоря, напряжение на выходе элемента большую часть времени имеет уровень логической 1, а в течении очень короткого промежутка – уровень логического 0.

    Конденсатор С5 медленно заряжается через резистор R3, когда на выходе элемента уровень логической 1, и быстро разряжается через диод VD1 при появлении уровня логического 0. Поскольку разрядный ток значительно превышает зарядный, напряжение на конденсаторе С5 имеет уровень логического 0, и элемент DD1.4 закрыт для сигнала звуковой частоты.

            При приближении к датчику руки его емкость относительно общего провода увеличится, амплитуда импульсов на резисторе R2 уменьшится и станет меньше порога включения элемента DD1.3. На выходе элемента DD1.3 будет постоянно уровень логической 1, до этого уровня зарядится конденсатор С5. Элемент DD1.4 начнет пропускать сигнал звуковой частоты, и в капсюле BF1 раздастся звук.

            Чувствительность емкостного реле можно изменять подстроечным конденсатором С3.

            Датчик представляет собой металлическую сетку (или пластину) размерами примерно 200 х 200 мм, чтобы обеспечить сравнительно высокую чувствительность реле.

            Проверяют и настраивают реле в такой последовательности. Одной рукой берутся за неизолированный конец «земляного» провода и, поворачивая ротор подстроечного конденсатора, устанавливают его в положение, при котором звукового сигнала нет.

    Теперь при приближение другой руки к датчику в капсюле должен раздаваться звуковой сигнал. Если его нет, можно увеличить емкость конденсатора С3. Если же сигнал вообще не исчезает, следует уменьшить емкость конденсатора С2 или вовсе изъять его из конструкции.

    Более точным подбором емкости подстроечного конденсатора можно добится срабатывания реле при поднесении руки к датчику на расстоянии более десяти сантиметров.

            Если емкостное реле захотите использовать для включения мощной нагрузки, соберите схему на рис.5.

    Рис.5

            Теперь к элементу DD1.4 подключен транзистор VT1, коллекторная цепь которого соединена с управляющим электродом тиристора VS1. Тиристор, а значит, и его нагрузка могут питаться либо постоянным, либо переменным током.

    В первом случае после «срабатывания» реле и последующего его «отпускания» (когда от датчика уберут руку) выключить тиристор удастся лишь кратковременным отключением питания его анодной цепи.

    Во втором варианте тиристор будет выключатся при закрывании транзистора.

    Нечаев.И.

    г. Курск 

              Емкостное реле на транзисторах

            На рис.6 показана схема простого транзисторного емкостного реле.

    Рис.6

            Транзисторы VT1 – VT3 формируют усилитель электрического сигнала, возникшего в результате наводки от человеческого тела. Конденсатор С1, диоды D2 и D3 защищают реле от ложного срабатывания.

            Сенсор представляет собой пластину из алюминия или меди размером примерно 10 см х 10 см. Транзисторы VT1, VT3 возможно заменить на КТ3102, КТ815.

            При наладке данной схемы, следует соблюдать меры электробезопасности, так как все элементы конструкции находятся под напряжением электросети.

    Источник: http://kopilkasovetov.ucoz.ru/index/emkostnoe_rele/0-130

    Емкостное реле

    Р/л технология

    Главная  Радиолюбителю  Р/л технология

    В традиционных емкостных реле, например, описанном в [1], антенна-датчик подключена к колебательному LC-контуру, служащему частотоза-дающим элементом автогенератора.

    При этом наводки на антенну и принимаемые ею радиопомехи по цепи положительной ОС попадают на вход активного элемента генератора (например, транзистора), усиливаются им и вызывают ложные срабатывания. Кроме того, в подобных устройствах LC-контур оказывается сильно нагруженным, что снижает его добротность и дополнительно уменьшает помехоустойчивость.

    Действие других емкостных реле, например, описанных в [2, 3], основано на сравнении емкости антенны и образцового конденсатора. Подобные устройства тоже не защищены от радиопомех и наводок. Их входы не имеют никаких элементов. подавляющих посторонние воздействия.

    Принятые помехи практически беспрепятственно поступают на вход устройства, делая его нечувствительным к слабым сигналам. Существуют также емкостные реле, например [4], с двумя антеннами, подключенными дифференциально.

    Это обеспечивает устойчивость к изменению температуры и других свойств окружающей среды, но ничуть не улучшает помехоустойчивость, особенно к радиосигналам, длина волны которых сравнима с расстоянием между антеннами. Кроме того, в межантенном пространстве образуется зона пониженной чувствительности.

    Принцип действия предлагаемого емкостного реле основан на использовании LC-контура, частично расстроенного относительно частоты сигнала, поступающего от генератора. Напряжение на контуре зависит от соотношения значений емкости контура и антенны. При этом контур сохраняет свои селективные свойства, благодаря которым наводки и радиопомехи подавляются. что обеспечивает высокую чувствительность и помехоустойчивость устройства. Радиопомехи и наводки не оказывают влияния на генератор, поскольку контур не является его частью.

    Рис. 1

    Прибор, схема которого изображена на рисунке, имеет дальность обнаружения человека не менее 1.3 м, работает от автономного источника питания (батареи) напряжением 3,2…10 В потребляя ток не более 2,6 мА. ВЧ генератор собран на транзисторе VT7. Его частота стабипизирована кварцевым резонатором ZQ1.

    Сигнал генератора поступает на колебательный контур L1C16 с антенной-датчиком WA1, который должен быть настроен на частоту, лежащую немного ниже частоты генератора. Наилучшая чувствительность достигается, когда напряжение на контуре составляет 70…90 % максимума, достигаемого при резонансе.

    Применением конденсатора С16 с оптимальным значением ТКЕ можно добиться того, что напряжение не будет выходить за указанные пределы в широком интервале температуры Напряжение с контура поступает на амплитудный детектор, собранный на полевом транзисторе VT10.

    Высокое входное сопротивление этого транзистора очень слабо шунтирует контур, что обеспечивает его высокую добротность и хорошее подавление помех. Детектирование происходит за счет работы транзистора на нелинейном начальном участке характеристики. В цепи истока транзистора VT2 имеется двузвенный фильтр нижних частот.

    Он сглаживает высокочастотные пульсации продетектированного напряжения и выделяет возникающий при движении объекта вблизи антенны WA1 полезный сигнал инфранизкой частоты. Переменный резистор R31 — регулятор чувствительности реле.

    С выхода детектора сигнал поступает на полосовой усилитель инфранизкой частоты на транзисторах VT2, VT5, Л”6, VT8. Нижняя граница его полосы пропускания определяется емкостью разделительных конденсаторов С2, СЗ. С6, С8. Верхняя — параметрами цепей отрицательной обратной связи C5R.3 и C13R21.

    Поскольку каскады усилителя охвачены стабилизирующей их режимы отрицательной обратной связью по постоянному напряжению через резисторы R8 и R21, не потребовалось включать стабилизирующие резисторы в цепи эмиттеров транзисторов VT5 и VT8. В усилителе инфранизкой частоты эти резисторы пришлось бы зашунти-ровать конденсаторами емкостью в десятки тысяч микрофарад.

    Для ускорения переходных процессов при включении реле и быстрого приведения усилителя в рабочее состояние служат резистивные делители напряжения R1R2 и R14R12. При нажатии на кнопку SB1 они обеспечивают ускоренную зарядку разделительных конденсаторов до необходимого напряжения.

    После включения питания необходимо нажать на эту кнопку и удерживать ее несколько секунд. Транзистор VT9 образует вместе с VT6 и VT8 пороговое устройство. В исходном состоянии транзистор VT9 открыт, а при уменьшении под действием усиливаемого сигнала напряжения на базе приблизительно до 0,6 В он закрывается.

    Цепь C18R28 удерживает устройство в таком состоянии около 5 с (при указанных на схеме номиналах ее элементов). На выходе формируется сигнал тревоги — импульс высокого логического уровня указанной длительности. Для предотвращения подачи ложного сигнала при включении питания служит транзистор VT11.

    Он открыт, пока конденсатор С21 заряжается через резистор R33 и эмиттерный переход транзистора. Контакты SB 1.4 обеспечивают быструю разрядку конденсатора С21 при нажатии на кнопку SB1 и повторную блокировку сигнала тревоги на заданное время после ее отпускания.

    Питается емкостное реле от гальванической или аккумуляторной батареи GB1 напряжением не более 10 В Стабилизатор напряжения на транзисторах VT1. VT3, VT4 обеспечивает на своем выходе стабильное напряжение 3 В. пока батарея не разрядится до 3,2 В.

    Светодиод HL1, работая в режиме стабистора, поддерживает неизменным напряжение питания усилителя сигнала рассогласования на транзисторе VT1. Антенна-датчик WA1 представляет собой отрезок тонкого провода диаметром 0,1…0,2 мм и длиной 1___1,2 м. Она должна быть неподвижна и закреплена вертикально.

    В качестве катушки L1 можно применить любую экранированную нужной индуктивности имеющую ферромагнитный подстроечник для изменения индуктивности в некоторых пределах. Я применил готовую катушку с броневым ферритовым маг-нитопроводом в алюминиевом экране размерами 11,5> 11,5×17 мм.

    Конденсаторы С11, С12, С14—С17 — керамические серий KM, К10 группы МПО или М47 по ТКЕ. Остальные конденсаторы (кроме оксидных) могут быть пленочными или керамическими группы ТКЕ не хуже НЗО. Оксидные конденсаторы — любых типов. Каждую из пар оксидных полярных конденсаторов С2, СЗ и С6, С8 можно заменить одним неполярным оксидным (например, К50-15) емкостью 22 мкФ на 63 В. Частота кварцевого резонатора ZQ1 может находиться в пределах 300… 400 кГц. При значительном отличии его частоты от указанной на схеме потребуется подборка катушки L1 и конденсатора С16.

    Кнопка SB1 — П2К на четыре направления без фиксации или другая с достаточным числом групп контактов на переключение.

    Включив собранный прибор, необходимо. прежде всего, подборкой резистора R11 установить на выходе стабилизатора напряжения (коллекторе транзистора VT4) напряжение 3 В. Далее отпаяйте конденсатор С17 и измерьте падение напряжения на соединенных последовательно резисторах R30 и R31. Оно должно находиться в пределах 0,5…

    0,7 В, иначе придется подбирать полевой транзистор VT10 Вернув конденсатор С17 на место, убедитесь, что падение напряжения на резисторах возросло.

    При настройке контура L1C16 с подключенной антенной WA1 в резонанс на частоту генератора оно должно достигнуть примерно 2,6 В Добившись максимального значения, дальнейшим ввинчиванием пол-строечника в катушку L1 отстройте контур от резонанса настолько, чтобы напряжение уменьшилось приблизительно на 0,45 В.

    Если напряжение на коллекторе транзисторов VT5 и VT8 заметно отличается от указанного на схеме, нужных значений добиваются подборкой резисторов соответственно R6 и R19 Переведя движок переменного резистора R31 в нижнее по схеме положение, постепенно увеличивают введенное сопротивление подстроечного резистора R24, пока не будет подан сигнап тревоги.

    Затем введенное сопротивление подстроечного резистора немного уменьшают. Чем значительнее будет это уменьшение, тем меньше вероятность пожного срабатывания реле, например, при изменении температуры или разрядке батареи GB1 но ниже чувствительность Окончательно чувствительность регулируют переменным резистором R31, уже установив емкостное реле с антенной на предназначенное ему место и проверяя размеры его чувствительной зоны.

    Движки подстроечных резисторов R2 и R12 устанавливают в такие положения, при которых установившиеся значения напряжения на коллекторе транзисторов VT5 и VT8 от состояния кнопки SB1 не зависят.

    Это устройство излучает в эфир сигнал, частота которого лежит в диапазоне, отведенном радионавигационнои службе. Использование подобных устройств должно быть согласовано с соответствующими государственными органами.

    Литература:

    Источник: http://www.radioradar.net/radiofan/radiofan_technology/capacitive_switch.html

    Вибросигнал (емкостное реле)

    Если вы оказывались в ситуации, когда необходимо выставить дорогую вещь на всеобщее обозрение, но при этом обеспечить ее сохранность, не привлекая внимания людей даже при срабатывании охранной сигнализации. Или. к примеру, вам нужно рано проснуться, но не беспокоить домашних.

    Особенно это актуально, когда в одной комнате с родителями слят дети. Для этого подойдет предлагаемый вибросигнализатор.

    Его можно изготовить самостоятельно с помощью несложной электрической схемы и миниатюрного электродвигателя с эксцентриком, взятым из старого, морально устаревшего сотового телефона.

    Представленная на рисунке простая схема, которую сможет повторить любой желающий, даже школьник, представляет собой чувствительную автономную сигнальную систему с ёмкостным датчиком. Устройство реагирует на приближение человека (или животного) к антенне «А» на расстояние до 1 м.

    Также оно будет реагировать (включать вибросигнализатор в анодной цепи тиристора VS1) и при прикосновении кого-то к ангенне «А». Чувствительность элементов схемы обеспечена применением во входном каскаде (VT1) ДМОП полевого транзистора КП305.

    В небольших пределах чувствительность можно ещё усилить или ослабить, в зависимости от ситуации и необходимости регулируя режим работы полевого транзистора через R1.

    Устройство автономно: «запитано» от аккумулятора или трёх элементов типа ААА с суммарным постоянным напряжением 4.5 В и сохраняет работоспособность при падении напряжения до 2.

    7 В, а также при увеличении напряжения до 6 В.

    Не рекомендую запитывать его от стационарного, даже очень стабильного источника напряжения, ибо смысл работы устройства сразу потеряется – появляются провода и скрыть вибросигнализатор от посторонних глаз невозможно.

    Электрическая схема вибросигнального устройства

    Вибросигнализатор (электромоторчик с эксцентриком) взят из сотового телефона Мокіа 3310. Электромоторчик (без маркировки) хорошо работает при напряжении 2,2 – 3,8 В (с напряжением выше 3,8 не испытывался). При напряжении 3,3 В – потребляет ток 24 мА.

    Элементы схемы монтируются на небольшой плате.

    При этом необходимо следить за тем, чтобы длина проводников и выводов элементов была минимальной (для уменьшения помех, приводящих к возможностям ложного срабатывания), а также обеспечить меры безопасности для полевого транзистора, исключив воздействие на него статического электричества. Для этого следует заземлить жало маломощного паяльника (не будет лишним применение на запястье антистатического заземленного браслета).

    В качестве трансформатора Т1 применяется популярный согласующий СТ-1А с тремя обмотками, которыми раньше оснащали портативные транзисторные радиоприёмники уже вышедшие из моды после широкого развития FМ-диапазона вещания.

    Он идеально подходит для этого устройства (разработка создавалась именно под СТ-1А).  В качестве транзистора /Т2 можно использовать любой маломощный транзистор п-р-п проводимости с током коллектора не менее 50 мА.

    На полевом транзисторе VТ1 собран высокочастотный генератор, частота которого будет заметно меняться при приближении к антене «А» человека, животного или крупного предмета, поглощающего ВЧ колебания. Изменения частоты можно зафиксировать на осциллографе с высокоимпедансным входом.

    Резистор R2 схематически подключён параллельно обмотке обратной связи и также (как второстепенный элемент относительно конденсатора С2) регулирует чувствительность узла.

    Монтажная плата, вибратор М1, выключатель S1 и элементы питания помещаются в небольшой диэлектрический неэкранированный корпус, размерами с мыльницу, вне корпуса выводится лишь антенна «А» – отрезок гибкого изолированного провода длиной до 50 см. Ток, потребляемый схемой в ждущем режиме крайне незначителен. составляет менее 5 мА. что обеспечивает (установлено практикой) месячную беспрерывную работу устройства.

    Устройство приводится в действие в момент, когда кто-либо подходит слишком близко к антенне или прикоснётся к ней. Чувствительность устройства такова, что сигнализация сработает. даже если «взломщик» наденет кожаные или резиновые перчатки. Вибросигнализатор М1 будет включён до тех пор.

    пока устройство не обесточится кратковременным размыканием контактов включателя S1. ёмкость неполярного конденсатора С2. при необходимости, подбирают более точно – для лучшего согласования с длиной и расположением антенны.

    Оксидный конденсатор С1 установлен для стабильности питания; при понижении напряжения менее 4 В он «вытягивает» схему – обеспечивает ее работоспособность.

    Практикой установлено, что данная охранная система надёжно работает в сочетании с деревянными ящиками стола (любыми непроводящими ток материалами) и установленными на столе металлическими токопроводящими замками и защелками. К сожалению, металлические ящички и двери, «экранируя» и перегружая маломощный генератор, не обеспечивают данной схеме правильную эксплуатацию.

    Принцип работы

    В обычном (ждущем) режиме при подаче питания генератор на полевом транзисторе в сочетании с возбуждающейся обмоткой Т1 генерирует колебания ВЧ. С выхода вторичной обмотки (правая – по схеме) колебания выпрямляются диодом VD1, и этот положительный потенциал держит транзистор /Т2 постоянно открытым. Резистор RЗ. ограничивающий ток в цепи транзистора VТ2.

    не даёт транзистору перегреться и выйти из строя. Коллекторно-эмиттерное напряжение (падение напряжения на переходе) транзистора в открытом состоянии практически равно нулю; это, в свою очередь, обеспечивает постоянно закрытое состояние тиристора VS1 (тиристор VS1 зашунтирован открытым транзистором VT2).

    Антенна нагружает (при приближении объекта) высокочастотный генератор; его генерация срывается, в результате прекращается подача положительного открывающего напряжения на базу VT2, он закрывается, а тиристор, наоборот, открывается током через резистор R3 и включает вибрацию М1.

    Так как тиристор «запитан» от источника постоянного тока, он до тех пор останется в открытом состоянии, пока не разорвут цепь его питания ипи хотя бы кратковременно, не обесточат схему.

    Автор неизвестен

    Источник: http://nice.artip.ru/vibrosignal-emkostnoe-rele

    Радиоконструктор RA104. Ёмкостное реле

    Печатная плата с компонентами и инструкцией в упаковке.

      Ёмкостное реле – реле, реагирующее на изменение ёмкости датчика, при приближении человека, металлических предметов, жидкости. Может применяться для управления освещением, автоматизации, контроля уровня воды.

    Принципиальная схема

      Ёмкостное реле собрано на специализированной микросхеме КС1025КП2. Данная микросхема имеет полный набор необходимых компонентов: генератор синусоидальных колебаний, детекторы синусоидальных колебаний, источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель, стабилизатор напряжения, пороговая схема, схема защиты, схема управления симистором.

      Принцип действия схемы основан на детектировании изменения частоты и амплитуды генератора, частотозадающим элементом которого является контур L1-C2-C1-датчик. При приближении человека ёмкость датчика изменяется, в результате собственная частота колебательного контура падает. Изменение частоты генератора регистрирует детектор синусоидальных колебаний, который подаёт команду включения симистора.
      На диодах VD1, VD2, конденсаторе С8 и резисторе R4 собран бестрансформаторный блок питания, который позволяет питать ёмкостное реле от сети 220 В.

      После монтажа устройства в корпус, а также после изменения размеров датчика необходимо подстроить катушку L1 для желаемой чувствительности срабатывания схемы.

    В некоторых случаях может потребоваться подбор конденсатора С2. Настройку желательно производить при малой ёмкости конденсатора С6 (~ 10 мкФ).

    Ёмкость конденсатора С6 влияет на время открывания и закрывания симистора VS1.

      Датчик представляет собой прямоугольную пластину фольгированного стеклотекстолита. Датчик можно устанавливать в любом удобном для человека месте, а так же под любым изолирующим материалом (пластик, дерево, гипсокартон) толщиной не более 10…12 мм, что позволяет скрыть датчик и не нарушить целостность интерьера. При установке датчика на улице, необходимо учесть, что изменение влажности может привести к ложному срабатыванию устройства.

    Схема расположения элементов

     Характеристики:

      • Номинальное напряжение питания: 220 В;
      • Потребляемая мощность: До 10 Вт;
      • Коммутируемая мощность: До 100 Вт (с теплоотводом до 500 Вт).

     Комплект поставки:

      • Плата печатная;
      • Набор радиодеталей;
      • Инструкция по эксплуатации.

     Примечания:

      • Максимальная длина провода, идущего к датчику не должна превышать 50 см.
      • Устройство может срабатывать от любого воздействия, изменяющего ёмкость датчика (металлические предметы, некоторые жидкости, человек, животное, изменение влажности воздуха. В меньшей степени – диэлектрические материалы).

       ВНИМАНИЕ! Устройство гальванически не развязано от сети! Запрещается прикасаться к элементам и металлической фольге датчика включённой схемы!

    Источник: http://radio-kit.ru/product/radiokonstruktor-ra104-yomkostnoe-rele

    Емкостное реле

    ОilИСАHИЕ

    ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Союз Советских

    Социалистических

    Республик

    К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕДЬСТВУ

    Зависимое от авт. свидетельства №

    Заявлено 26.VII.1969 (№ 1351357/18-24) Ч. Кл. б 085 13, 26 с присоединением заявки №

    Приоритет

    Опубликовано 23Л!1.1973. Бюллетень № 16

    Дата опубликования о писания 8Х1.1973

    Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

    СССР

    УДК 65«.924(088.8) Лвтор изобретения

    С. И. Воробьев

    Объединенный институт ядерных исследований

    Заявитель

    РМКОСТНОЕ РЕЛЕ

    Изобретеййе может быть использовано для охраны различных объектов, в частности для блокирования зон, периметров, участков мест. ности и т. п.

    Известные емкостные реле, применяемые в качестве датчиков в емкостных системах охранной сигнализации, работают недостаточно надежно из-за нестабильности рабочей точки входного моста емкостного датчика, что вызывается неоднородностью условий, в которых находятся его антенны (например, одно плечо антенны или часть его нитей находится в тени, а другое плечо или часть нитей — на солнце, одно в сухом месте, другое в сыром, неравномерность снегового покрова и т. д.). Это может .привести к значительной разбалансировке входного моста датчика.

    Цель изобретения — повышение надежности охранной сигнализации емкостного типа в случае сильного разбаланса входного моста датчика.

    Это достигается тем, что устройство снабжено двумя конденсаторами, причем емкостные антенны через конденсаторы и контакты электромагнитных реле порогового блока подсоединены к шине нулевого потенциала.

    Схема емкостного реле показана на чертеже.

    Лнтенные системы 1 и 2 вместе с первичной обмоткой входного трансформатора 3 образу1от дифференциальную схему переменногО тока. Вторичная обмотка входного трансформатора подключена к входу усилительного каскада, а выход этого каскада — к двум диодам

    5 с противоположной полярностью. Выпрямленное этими диодами напряжение — ЛУ и

    +AU, снимается с накопительных конденсаторов 4 и 5 и подается па два пороговых ключевых элемента, выпслне»ных»а транзисторах

    10 б, 7 и электромагнитных реле 8 и 9.

    Устройство содержит также конденсаторы

    10, 11, сигнальные лампы 12, 18 и фиксирующий блок 14.

    Устройство работает следующим образом.

    15 При балансе схемы транзисторы 6» 7 закрыты, реле 8 и 9 выключены. В случае разбаланса антенных систем 1 и 2 один из транзисторов, например 6, открывается.

    Прн этом электромагнитное реле 8, включенное в кол20 лекторную цепь транзистора б двумя контактными группами»а переключение, производит коммутацию цепи питания для самоолокировки, которая осуществляется через ко»тактпую группу электрома IIHTIIol реле 9. Другая ко1—

    25 тактная группа элсктромагнитпого реле 8 подключаст к соответствующему плечу дифференциальной схемы вход»ого устройства конденсатор 10, емкость которого эквивале»т»а величине увеличившейся статической ем кости

    30 противоположного плеча дифференциальной

    375661

    Предмет изобретения

    Составитель Г. Антонов

    Техред T. Курилко

    Редактор И. Грузова

    Корректор Г. Запорожец

    Заказ 1656 7 Изд. № 1367 Тираж 602 Подписное

    ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

    Москва, )К-35, Раугнская наб., д. 4/5

    Типография, пр. Сапунова, 2 схемы входного емкостного моста. В результате рабочая точка входного моста возвращается на прежнее место.

    Ключевое устройство на транзисторе 7 срабатывает при разбалансе противоположного знака. Электромагнитное реле 9, включенное в его коллекторную цвпь, проводит коммутацию цепи самоблокировки, которая осуществляется через контактную группу электромагнитного реле 8.

    Вторая контактная группа электромагнитного реле 9 подключает к соответствующему плечу входного емкостного моста датчика эквивалентную емкость (конденсатор 11). Рабочая точка входного моста также возвращается на прежнее место, т. е.

    на выбранный участок рабочей характеристики емкостного реле (датчика).

    Две сигнальные лампочки 12, 18 обеспечивают визуальный контроль правильной работы устройства. В нормальном рабочем режиме емкостного реле обе сигнальные лампочки подключены через контакты реле 8 и 9 к цепи питания датчика, т. е.

    сигнализируют о том, что рабочая точка емкостного входного моста датчика находится в пределах рабочего участка характеристики дифференциальной схемы моста.

    В случае разбаланса моста одна сигнальная лампочка гаснет и не горит до тех пор, пока не устранится причина этого разбаланса (емкостное реле при этом работает в

    5 нормальном режиме благодаря .подключению эквивалентной емкости).

    Подача сигнала тревоги при приближении какого-либо предмета, антенным системам емкостного реле обеспечивается фиксирующим

    10 блоком 14.

    15 Емкостное реле, содержащее входной трансформатор, к концам первичной обмотки которого подключены емкостные антенны и по- . роговый блок, ключевые пороговые элементы которого выполнены в виде транзисторов, в

    20 коллекторную цепь которых включены электромагн итные реле, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы реле, otto снабжено двумя конденсаторами, причем емкостные антенны через конденсаторы и кон25 такты электромагнитных реле порогового блока подсоединены к шине нулевого потенциала.

      

    Источник: http://www.FindPatent.ru/patent/37/375661.html

    Емкостное реле управления освещением

    Для того чтобы уменьшить число выключателей, для включения освещения можно применить емкостное реле управления освещением, совмещенное с фотореле. Дополнительным удобством является то, что оно бесконтактное.

    Схема емкостного реле приведена на рисунке. На элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы DD1 собран генератор, работающий на частоте примерно 1 кГц. Пока емкость между датчиком, подключенным к гнезду XS1, относительно общего провода мала, на вход 6 элемента DD1.

    3 поступают короткие импульсы положительной полярности, а на его выходе (выход 4) возникают такие же импульсы отрицательной полярности. В течение импульса (уровень логической “1”) конденсатор С5 медленно заряжается через R3, а когда импульса нет (уровень логического “0”) – быстро разряжается через диод VD3 и выходную цепь, DD1.4.

    Поскольку разрядный ток значительно превышает зарядный, это означает, что вход 1 элемента DD1.4 соединен с общим проводом, т.е. элемент DD1.4 закрыт.

    При приближении к датчику человека или его руки емкость датчика относительно общего провода возрастает, амплитуда импульсов на резисторе R2 уменьшается и становится меньше порога включения элемента DD1.3. Поэтому на его выходе будет постоянно уровень логической “1”, и до этого уровня зарядится конденсатор С5.

    Чувствительность емкостного реле можно изменять подстроенным конденсатором С3. Кроме указанных на схеме, в устройстве допустимо использовать микросхему К176ЛА7 или К564ЛА7, любой диод из серий КД503, КД510, КД521 или аналогичных. Подстроенный конденсатор СЗ – КПВ, КПК-МП, КПК-1. Ротор конденсатора следует соединить с выходом элемента DD1.2.

    Фотореле состоит из датчика освещенности (R7), порогового устройства, выполненного по схеме триггера Шмидта (VT1, VT2), и коммутирующего элемента (VS1).

    Фоторезистор R7 вместе с резисторами R8 и R9 образуют делитель напряжения, который определяет ток базы транзистора VT1. В дневное время суток, когда фоторезистор освещен, его сопротивление сравнительно невелико, поэтому транзистор VT1 открыт и насыщен, a VT2 закрыт.

    Коллекторный ток транзистора VT2, а, следовательно, и ток управляющего электрода симистора практически равны нулю. Симистор, таким образом, закрыт, и ток через нагрузку не протекает.

    С уменьшением освещенности сопротивление фоторезистора возрастает, и ток базы транзистора VT1 начинает уменьшаться.

    При достижении определенного значения транзистор VT1 выходит из насыщения и начинает закрываться.

    Увеличивающееся падение напряжения на резисторе R6, R10 поддерживает симистор открытым на протяжении обоих полупериодов сетевого напряжения. Лампы начинают светиться в полный накал.

    Процесс выключения фотореле происходит в обратном порядке.

    Порог срабатывания фотореле устанавливают переменным резистором R8, а резистор R9 служит для ограничения тока делителя при попадании на фотоприемник прямых солнечных лучей. Резистор R6 определяет ток управляющего электрода симистора, который при открытом транзисторе VT2 должен быть больше тока включения симистора, но меньше допустимого коллекторного тока транзистора VT2.

    Резистор R5 уравнивает напряжение на управляющем электроде и катоде симистора, когда транзистор VT2 закрыт. Это обеспечивает надежное выключение симистора и помехоустойчивость фотореле в целом.

    Конденсатор С6 – К50-3, К50-6, К53-1, остальные конденсаторы – КТ, КЛС, КМ. Резисторы – ВС, МЛТ (R2 можно, разумеется, составить из двух или более резисторов, соединенных последовательно, с сопротивлением 5…17 МОм).

    В устройстве использованы постоянные резисторы МЛТ, подстроенный – СП2-3. Конденсатор С1 – любой малогабаритный, С2 – МБГО. Транзисторы VT1 и VТ2-КТ315Гили КТ315Е с коэффициентом передачи тока не менее 60.

    Датчик представляет собой пластину из сетки или листа тонкого металла размерами не менее 200 x 250 мм.

    При налаживании устройства соблюдайте меры предосторожности, так как элементы устройства находятся под напряжением сети.

    Источник: Е.Ковалев, журнал “Радиолюбитель”.

    Источник: http://nauchebe.net/2010/12/emkostnoe-rele-upravleniya-osveshheniem/

    Схема емкостного реле для светильника » S-Led.Ru


    Это устройство предназначено для автоматического включения светильника на заданное время. Алгоритм его работ — при прохождении человека вблизи ёмкостного датчика-антенны, который представляет собой отрезок изолированного не экранированного провода, находящегося в потайной канавке на поверхности дверного косяка, лампа накаливания вспыхивает, затем светит несколько минут на полную яркость, после чего быстро погасает.

    При первом включении устройства в осветительную сеть переменного тока напряжения 220В, конденсатор С1 находится в разряженном состоянии, следовательно, полевой транзистор с каналом р-типа VT3 открыт, что приводит к открытию маломощного чувствительного тринистора VS2. Открытый тринистор раскачивает силовой узел, выполненный на мощном симисторе VS3, что и приводит к зажиганию лампы EL1. Благодаря применённому схемному решению, раннее открывание симистора на каждой полуволне напряжения переменного тока позволяет обойтись без помехоподавляющего LC сетевого фильтра.

    После включения напряжения питания, конденсатор С1 медленно заряжается через резисторы R5, R6, и диод VD2. Зарядка этого конденсатора идёт короткими импульсами частотой 100 Гц, следующими с большой скважностью, что позволяет получать большие выдержки времени при небольшой ёмкости плёночного конденсатора. Когда амплитуда импульсов напряжения на выводах исток-затвор транзистора VT3 станет меньше порогового напряжения открывания (2,5…5,5 В), этот транзистор закроется, соответственно, перестанут открываться и VS2, VS3 и лампа EL1 погаснет. Следует отметить, что переходный процесс перед погасанием лампы протекает лавинообразно и составляет не более 5 секунд. Объясняется это тем, что с более поздним, по фазе открыванием VT3 увеличивается амплитуда и продолжительность импульсов на цепочке ограничения напряжения до 14 В, состоящей из стабилитрона VD1 и светодиода HL1.

    Если кто-то приблизится к ёмкостному датчику Е1, то полевой n-канальный транзистор VT1, включенный как истоковый повторитель, будет открываться наведённым на датчике напряжением, откроется и тринистор VS1, что повлечёт за собой быстрый разряд конденсатора С1 и, соответственно, зажигание лампы. Резистор R7 ограничивает импульсный ток через VS1. После разрядки конденсатора С1 тринистор VS1 закрывается и, если на ёмкостной датчик Е1 не оказывается достаточного воздействия, то конденсатор начинает повторный цикл зарядки. При указанных на схеме номиналах R5, R6, С1 выдержка составляет около 10 минут. Включить освещение можно и кнопкой SB1. Далее, все процессы протекают как было описано выше. Наличие в разрядной цепи тринистора VS1 позволяет получить достаточно стабильную выдержку, которая будет мало зависеть от времени и интенсивности воздействия на датчик Е1.

    Транзистор VT2, работающий в режиме обратимого лавинного пробоя эмиттерного перехода, защищает полевой транзистор от мощных импульсов напряжения, индуцированных или наведённых прикосновением на ёмкостном датчике. Светодиод HL1 светит только при погашенной лампе. Варистор R11 защищает высоковольтные тринистор VS2 и симистор VS3 от всплесков сетевого напряжения. Включение варистора в цепь управления симистором позволяет избежать разрушения R11 при значительном аварийном увеличении напряжения сети. Возможное при этом перегорание лампы и плавкого предохранителя, с практической точки зрения, несущественно.

    Прежде чем собирать это устройство, следует заранее определить, где и как оно будет применяться. Чувствительность датчика зависит от его размеров и места установки.

    Чем длиннее неэкранированная часть провода, тем она выше, но тогда сильнее сказывается влияние близко расположенных предметов, сетевых проводов, влажности и другие факторы. Если чувствительность на ладонь, поднесённую к ёмкостному датчику на 15 см получить достаточно легко, то 30…50 см на тело взрослого человека — это лучшее, что можно достигнуть, и если такое удалось, то на этом результате можно будет и остановиться. Вблизи датчика (менее 1 м) не должно пролегать сетевых проводов.

    Понижают полезную чувствительность датчика его установка на железобетонной стене, близко стоящие телевизоры, другая работающая техника, пол с электроподогревом и т. п. Сама антенна датчика представляет собой очищенный от металлической оплётки на длину 10…40 см изолированную часть телевизионного кабеля РК-75. Места разделки кабеля герметизируют клеем или краской, что предотвратит быстрое окисление медных проводников кабеля. Слой изоляции кабеля должен быть без трещин и других мелких повреждений.

    В конструкции можно использовать резисторы типов МЛТ, С2-22, С2-23, С1-4. Варистор R11 должен быть любого типа на рабочее напряжение ограничения 390…470 В. Конденсатор С1 — полиэтилентерефталатный типа К73-17, К73-24в. Для получения более длительной выдержки можно включить параллельно несколько таких конденсаторов. Стабилитрон VD1 можно заменить любым маломощным на 9… 12 В, например, КС210Б, КС512А, Д814В, 1 N4741 А. Диод VD2 — КД510, КД521, КД522 с любым буквенным индексом или распространённый импортный 1N4148. Диодный мост можно заменить на КЦ407А, DB105, DB106 или на четыре диода типа КД243Ж, КД105Б, 1 N4006.

    Светодиод L383SRDT можно заменить на любой из серий АП307, КИПД21, КИПД40, L1543. Транзистор КТ315А можно заменить на любой из серий КТ301, КТ312, КТ315, КТ3102. Маломощный полевой транзистор КП501Б можно заменить на КП501А, КП501В, КР1064КТ1, ZVN2120. Транзистор VT3 можно заменить любым из серий КП301, 2П301 или на КП304А, 2П304А. Желательно подобрать экземпляр с возможно меньшим пороговым напряжением открывания. Тринистор VS2 можно заменить на BT139G, BT169D, P0102DA1AA3, Х0205МА1ВА2. Симистор можно установить, например, таких типов: ВТ137Х-800, BT136X-600D, ВТА140-600, BTB08-800TW, КУ208Г. При мощности лампы более 100 Вт симистор устанавливается на теплоотвод.

    Регулировка безошибочно собранного устройства сводится к подбору сопротивления резистора R1 и длины ёмкостного датчика Е1 до получения необходимой чувствительности. Следует учитывать, что на чувствительность также оказывает влияние и фазировка подключения устройства к сети. Желаемое время выдержки устанавливается подбором ёмкости конденсатора С1 и общего сопротивления резисторов R5, R6.

    Из реле времени с ёмкостным датчиком устройство легко можно превратить в сенсорное. Никаких значительных переделок в устройство вносить не потребуется. Лишь в целях безопасности нужно установить последовательно с резистором R1 ещё один такой же и, возможно потребуется уменьшить сопротивление резистора R2 до 0,1…1 МОм. Сенсором, например, может быть дверная ручка.

    Эскиз печатной платы ёмкостного реле приводится на рисунке. При настройке и эксплуатации следует помнить, что оно имеет гальваническую связь с напряжением осветительной сети, поэтому, прикосновение к его элементам может привести к их повреждению и поражению человека электрическим током. При обесточенной нагрузке светящийся светодиод напомнит о том, что устройство не отключено от сети. К этому реле времени вместо или в дополнение к лампам накаливания можно подключать, например, настольные и вытяжные форточные вентиляторы, которые, к примеру, будут включаться, если вы расположились за рабочим столом или прошли на кухню.

    Для экономии пространства можно использовать офисные светодиодные светильники армстронг для подвесного потолка. Тонкие светодиодные панели выпускаются в различных размерах, экономичны, а так же просто и быстро монтируются.

    Вид печатной платы емкостного реле для светильника


    Емкостный датчик своими руками. Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

    Работа ёмкостных датчиков обычно основана на регистрации изменений параметров генератора, в колебательную систему которого входит ёмкость контролируемого объекта. Простейшие из таких датчиков содержат один LC-генератор на полевом транзисторе и работают по принципу возрастания потребляемого тока или уменьшения напряжения при увеличении ёмкости. Такие устройства при максимальной дальности обнаружения приближающегося объекта не более 0,1 м обладают весьма низкой стабильностью и малой помехоустойчивостью. Более высокие характеристики имеют ёмкостные датчики, схема которых выполнена на основе двух генераторов и работающие по принципу сравнения частоты или фазы колебаний образцового и перестраиваемого (измерительного) генераторов. Например, описанный в . Лучшие из них способны почувствовать приближение человека на расстоянии 2 м. Однако при выполнении на дискретных элементах они получаются слишком громоздкими, а при использовании специализированных микросхем — слишком дорогими.

    В предлагаемой статье рассматривается схема ёмкостного датчика, с высокой чувствительностью на микросхеме тонального декодера NJM567 . Эта микросхема и её аналоги (например, NE567) широко используются для обнаружения узкополосных сигналов в диапазоне от 10 Гц до 500 кГц. Они применялись и в системах автоподстройки частоты вращения блока видеоголовок бытовых видеомагнитофонов. Использование встроенного в тональный декодер RC-генератора упрощает схему ёмкостного датчика, а внутренняя петля ФАПЧ этого генератора обеспечивает стабильность и помехоустойчивость датчика.
    Дальность обнаружения приближающегося человека — не менее 0,5 м (при длине антенны датчика 1 м), что значительно больше, чем, например, у прибора, выполненного по схеме . В устройстве отсутствуют намоточные изделия (катушки индуктивности), что упрощает его повторение.

    Схема ёмкостного датчика изображена на рис. 1. Частотозадающие элементы находящегося в микросхеме DA2 генератора — резистор R6 и конденсатор С5. Сигнал генератора частотой около 15 кГц с вывода 5 микросхемы DA2 подан на фазосдвигающую цепь, образованную подстроечным резистором R5, антенной WA1, конденсатором СЗ и резистором R3. С неё через истоковый повторитель на полевом транзисторе VT1, усилитель на транзисторе VT2 и конденсатор С4 сигнал поступает на вход IN (вывод 3) микросхемы DA2. К выводу 2 этой микросхемы подключён конденсатор С8 фильтра фазового детектора системы ФАПЧ, от ёмкости которого зависит ширина её полосы захвата. Чем ёмкость больше, тем уже полоса.

    На второй фазовый детектор микросхемы образцовое напряжение подаётся от генератора с фазовым сдвигом на 90 относительно поступающего на фазовый детектор ФАПЧ. Напряжение на выводе 1 микросхемы (выходе второго детектора), подаваемое на встроенный в неё компаратор напряжения, зависит от фазового сдвига между входным сигналом и сигналом генератора, вносимого рассмотренной выше цепью, которая включает в себя антенну WA1. С7 — конденсатор выходного фильтра фазового детектора. Резистор R8, включённый между выводами 1 и 8 микросхемы, создаёт в характеристике переключения компаратора гистерезис, необходимый для повышения помехоустойчивости. Цепь R7C6 — нагрузка выхода OUT, выполненного по схеме с открытым коллектором.

    Далее по схеме ёмкостного датчика сигнал через диод VD2 поступает на цепь из резистора R9 и конденсатора С9 и на вход логического элемента DD1.1. Цепь R10C10 формирует импульс, блокирующий ложное срабатывание датчика в момент включения питания. С выхода элемента DD1.1 сиг- нал поступает через диод VD4 на цепь R11C11, обеспечивающую длительность выходного сигнала датчика не менее заданной, и на соединённые последовательно элементы DD1.2 и DD1.3, формирующие взаимно инверсные выходные сигналы датчика на линиях “Вых. 1” и “Вых. 2”. Высокий уровень сигнала на линии “Вых. 2” и включённый светодиод HL1 свидетельствуют, что в чувствительной зоне находится человек.

    Узел питания ёмкостного датчика собран на интегральном стабилизаторе LM317LZ, выходное напряжение которого установлено равным 5 В с помощью резисторов R1 и R2. Входное напряжение может находиться в пределах 10…24 В. Диод VD1 защищает датчик от неправильной полярности источника этого напряжения.
    Все детали датчика смонтированы на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, чертёж которой изображён на рис. 2. Резисторы R1 и R2 — для поверхностного монтажа. Их монтируют на плату со стороны печатных проводников. Подстроечный резистор R5 — СПЗ-19а или его импортный аналог.

    Микросхему NJM567D можно заменить на NE567, KIA567, LM567 с различными буквенными индексами, означающими тип корпуса. Если он типа DIP8 (как у NJM567D) или круглый металлический, печатную плату корректировать не придётся. Аналог микросхемы К561ЛЕ5 — CD4001A. Транзистор КП303Е заменяется на BF245, КТ3102Е -на ВС547.
    Антенна WA1 — отрезок одножильного изолированного провода сечением 0,5мм2 и длиной 0,3…1,5м. Короткая антенна обеспечивает меньшую чувствительность. Следует иметь в виду, что необходимая ёмкость конденсатора СЗ зависит от собственной ёмкости антенны, а значит, от её длины. Указанная на схеме ёмкость оптимальна для антенны длиной около метра. Чтобы работать с антенной длиной 0,3 м, ёмкость необходимо уменьшить до 30 пф.

    Налаживать ёмкостный датчик следует, установив его и антенну там, где предполагается их эксплуатация. При этом следует учитывать, что на порог срабатывания влияет и расположение антенны относительно заземлённых предметов и проводов.
    Первоначально движок подстроечного резистора R5 устанавливают в положение максимального сопротивления. После включения питания светодиод HL1 должен оставаться погашенным. В работоспособности датчика можно убедиться по включению этого светодиода в случае прикосновения к антенне рукой. Если ёмкость конденсатора СЗ выбрана правильно, то при переводе движка подстроечного резистора R5 в положение минимального сопротивления светодиод должен включиться и без касания антенны.

    Убедившись в работоспособности схемы ёмкостного датчика, его налаживание продолжают по общеизвестной методике, добиваясь требуемого порога срабатывания плавным перемещением движка подстроечного резистора. Желательно делать это с помощью диэлектрической отвёртки, оказывающей минимальное влияние на фазосдвигающие цепи.
    Оптимальная настройка соответствует включению светодиода при приближении человека к антенне метровой длины на расстояние 0,5 м, а выключение — при его удалении до 0,6 м. Укорочение антенны до 0,3 м уменьшит эти значения примерно на треть.

    Следует заметить, что если ёмкость конденсатора СЗ слишком велика, светодиод HL1 может светиться и в крайнем левом положении движка, а при касании антенны рукой — гаснуть. Это объясняется тем, что устройство работает по балансному принципу и при необходимости можно отрегулировать его на срабатывание при удалении охраняемого объекта из чувствительной зоны.

    ЛИТЕРАТУРА
    1. Табунщиков В. Волшебное реле. — Моделист-конструктор, 1991, № 1, с. 23.
    2. Нечаев И. Ёмкостное реле. — Радио, 1992, №9, с. 48-51.
    3. Ершов М. Ёмкостный датчик. — Радио, 2004, №3, с. 41,42.
    4. NJM567 Tone Decoder / Phase Locked Loop. www.pdf.datasheet.su/njr/njm567d.pdf
    5. Соломеин В. Ёмкостное реле. -Радио, 2010, № 5, с. 38, 39.

    В. ТУШНОВ, г. Луганск, Украина
    “Радио” №12 2012г.

    — одним из самых простых датчиков движения является концевой выключатель вмонтированный проем двери. Так же и принцип его работы не сложный — срабатывает, когда дверь открывается или закрывается. Довольно простенькая схема используется в холодильнике, в домашнем баре, которая при открывании двери включает освещение. Эту конструкцию можно применить в подсобном помещении, в прихожей квартиры, на входной двери подъезда. По этой аналогии можно изготовить «дежурку» выполненную на светодиодах, используя такой «концевик» либо сигнализацию, которая будет предупреждать при срабатывании.

    Именно такие приборы, состоящие из электромеханического устройства геркона и магнита сейчас устанавливают в помещениях находящихся под охраной. Тем не менее это устройство имеет свое слабое звено — узко направленное применение. Если потребуется контролировать большие внешние территории, крупные помещения, то от них пользы не будет никакой. Что касается проходов открытого типа, то для них существуют приборы способные реагировать на любые изменения вокруг. В число таких датчиков входят фотореле, емкостные датчики, тепловые извещатели, а также акустическое реле.

    Для контроля перемещения на определенном пространстве применяются датчики присутствия для включения света не только промышленного производства, но и изготовленные собственноручно. Широко используются фото приборы, устройства оценки эхо-сигналов, звуковые сигнализаторы. Они отлично справляются с работой оповещения при движении объекта в радиусе действия приборов. Принципиальная основа функционирования таких приборов заключается в создании импульсного сигнала и его фиксирование в момент отражения от предмета. В момент поступления импульса в такую область контроля, меняются свойства отражающего сигнала, и обнаружитель создает управляющий сигнал в выходной цепи.

    Ниже показана принципиальная схема функционирования светочувствительного автомата и акустического реле:

    Двери открывающиеся в автоматизированном режиме, акустические сигнализаторы, караульная спец сигнализация, и многая другая техника, точно фиксирующая позицию предмета.

    В частности, примечательно было бы оборудовать датчиком присутствия ваше зеркало с эффектом светодиодной подсветки. Подключение иллюминации будет выполняться только в то время, когда вы приблизитесь к зеркалу. Кстати, такую схему можно собрать собственными руками в домашних условиях.

    Принципиальные схемы устройств

    Микроволновый прибор

    Одним из самых востребованных сигнализаторов считаются датчики присутствия для включения света , прекрасно подходят для наблюдения за открытым пространством. Для этих же целей существует еще не менее эффективное устройство — емкостной датчик. Особенность действия этого прибора состоит в определении коэффициента трансформации радиоволн. Наверное многие из вас когда-либо подмечали в действии такой эффект. В момент приближения к включенному радиоприемнику появляется фоновый шум и он начинает уходить с настроенной волны. Если есть желание повторить схему датчика движения работающего по микроволновому принципу, то абзац размещенный ниже это для вас. Основой такого волнового уловителя является генератор сверхвысокочастотных колебаний и специализированная антенна.

    Ниже описан метод изготовления датчика движения микроволнового типа с рабочей принципиальной схемой, в создании которой нет ничего сложного. Полевой транзистор КП306 VT1 выполняет роль генератора высоких частот, а также выполняет функции радиоприёмника. Выпрямительный диод VD1 используется для детектирования сигнала, направляя напряжение смещения на базовый переход транзистора VT2. Специфика трансформатора Т1 предусматривает работу каждой из обмоток на разных частотах.

    В исходном положении, при котором на антенну нет внешнего влияния емкости, размах амплитуды симметрично уравновешиваются и на диоде VD1 отсутствует напряжение. Когда меняется частота, тогда происходит сложение амплитуд и диод выполняет их преобразование, в это время переходы транзистора VT2 переходят в открытое состояние. Для быстрого сравнивания значений двух сигналов друг с другом, в схеме предусмотрен компаратор, собранный на тиристоре VS1. Его основное назначение — управлять реле, рассчитанного на напряжение питания 12v.

    Далее также показана проверенная схема реле присутствия, реализованная на недорогих электронных элементах. На ее основе можно собственноручно изготовить качественный волновой уловитель движения. А возможно кто-то найдет ему другое применение или просто использует для знакомства с прибором.

    Тепловой датчик присутствия

    Пироэлектрический инфракрасный сенсор движения входит в разряд самых распространенных тепловых датчиков применяемых в различных отраслях хозяйства. Его популярность обусловлено доступностью комплектующих, простотой изготовления и настройки, гарантированно широким диапазоном температурной составляющей.

    Немало таких готовых приборов имеются в продаже. В основном такие сенсоры устанавливаются в светильники, приборы сигнализации и ряд других контроллеров. Тем не менее, доступная для изготовления схема в домашних условиях показана ниже:

    Специализированный тепловой уловитель В1 и фотоэлемент VD1 образовывают комплекс автоматического управления световым излучением. Прибор сразу включается в работу как только начинает темнеть. За настройку параметра внешней освещенности отвечает подстроечный резистор R2. Сенсор срабатывает, как только движущий объект попадает в зону действия датчика. Контроль за временем действия прибора выполняется за счет интегрированного таймера, установка значений выставляется переменным резистором R5.

    В настоящем справочном пособии приведены сведения об использовании тайников различных типов. В книге рассматриваются возможные варианты тайников, способы их создания и необходимые при этом инструменты, описываются приспособления и материалы для их сооружения. Даны рекомендации по устройству тайников дома, в автомобилях, на приусадебном участке и т. п.

    Особое место уделено способам и методам контроля и защиты информации. Приведено описание специального промышленного оборудования, используемого при этом, а также устройств, доступных для повторения подготовленными радиолюбителями.

    В книге дано подробное описание работы и рекомендации по монтажу и настройке более 50 устройств и приспособлений, необходимых при изготовлении тайников, а также предназначенных для их обнаружения и обеспечения сохранности.

    Книга предназначена для широкого круга читателей, для всех, кто пожелает ознакомиться с этой специфической областью творения рук человеческих.

    Если учесть тот факт, что человеческое тело в основном состоит из воды, которая является электрическим проводником, то можно предположить, что емкостной датчик для обнаружения человека — наиболее оптимальное решение. Емкостной датчик можно использовать в качестве сторожевого, реагирующего на проникновение злоумышленников в помещение, двери или на прикосновение к замкам либо ручкам входных дверей, металлическим шкатулкам, сейфам и т. п.

    Простое емкостное реле

    Радиус действия реле зависит от точности настройки конденсатора C1, а также от конструкции датчика. Максимальное расстояние, на которое реагирует реле, равно 50 см.

    Принципиальная схема емкостного реле приведена на рис. 2.85, а конструкция индуктивной катушки с размещением ее и датчика на плате — на рис. 2.86.

    Рис. 2.85. Простое емкостное реле

    Рис. 2.86. Конструкция индуктивной катушки емкостного реле

    Катушка L1 намотана на многосекционном полистироловом каркасе от контуров транзисторных радиоприемников и содержит 500 витков (250 + 250) с отводом от середины провода ПЭЛ 0,12 мм, намотанного внавал.

    Датчик устанавливается перпендикулярно плоскости печатной платы. Он представляет собой отрезок изолированного монтажного провода длиной от 15 до 100 см, либо квадрат, выполненный из такого же провода, со сторонами от 15 см до 1 и.

    Конденсатор С1 — типа КПК-М, остальные — типа К50-6. В качестве реле выбрано РЭС-10, паспорт РС4.524.312, можно также применить РЭС-10, паспорт РС4.524.303, либо РЭС-55А, паспорт 0602. Диод VD1 можно исключить, так как он необходим лишь для предохранения схемы от случайного изменения полярности питания.

    Настраивается емкостное реле конденсатором С1. Сначала ротор C1 необходимо установить в положение минимальной емкости, при этом сработает реле К1. Затем ротор медленно поворачивают в сторону увеличения емкости до выключения реле К1. Чем меньше емкость подстроечного конденсатора, тем чувствительнее емкостное реле и больше расстояние, на котором датчик способен реагировать на объект. При настройке конденсатора корпус тела и руку с диэлектрической отверткой необходимо держать на возможно большем удалении от платы.

    Емкостный датчик

    Большинство схем емкостных датчиков состоят из двух генераторов и схемы, контролирующей нулевые биения или промежуточную частоту. При этом частота одного генератора стабилизируется кварцевым резонатором, а на настройку контура другого влияет внешняя емкость.

    Схема, приведенная на рис. 2.87, содержит один генератор, работающий на частоте 460–470 кГц, воздействие на датчик приводит к тому, что изменяется ток, потребляемый генератором (внешняя емкость не столько изменяет частоту, сколько дополнительно нагружает контур).

    Рис. 2.87. Емкостный датчик

    При увеличении внешней емкости ток потребления возрастает, что приводит к открыванию второго транзистора.

    Генератор собран на полевом транзисторе VT1. Частота настройки определяется параметрами контура на катушке L1. Датчик может быть произвольной формы, например кусок монтажного провода, сетка, квадрат со стороной от 150 до 1000 мм или кольцо. Если датчик устанавливать в автомобиле, то для охраны стекла достаточно провода длиной 150 мм, можно установить сетку в сидениях или расположить провод в щелях приборной панели.

    Ключ выполнен на транзисторе VT2. При воздействии на датчик ток, потребляемый генератором, увеличивается и транзистор VT2 открывается, при этом напряжение на его коллекторе становиться близким к напряжению питания (схема питается от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1 и резисторе R6).

    Исполнительное устройство выполнено на микросхеме DD1 по схеме одновибратора. Цепь R5C5 нужна для задержки срабатывания устройства после включения. Если задержка не нужна, конденсатор С5 можно исключить. Можно сделать вариант с задержкой и контрольным светодиодом. В этом случае нужно уменьшить сопротивление R6 до 150 Ом, a R4 до 620 Ом, и включить последовательно с R4 светодиод типа АЛ307 в прямом направлении. Теперь первые пять-десять секунд после включения реакция датчика приведет только к зажиганию светодиода. Затем, после окончания этого времени, каждое срабатывание будет приводить к появлению на выходе схемы положительного импульса длительностью около 10 с. Длительность импульса можно регулировать, изменяя сопротивление R7 или емкость С6.

    Емкостный датчик собран на одной печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Подстроечный конденсатор — тина КПК, полевой транзистор VT1 может быть с любым буквенным индексом, что же касается VT2 — здесь подойдет любой p-n-p транзистор малой мощности, включая и МП39 -МП42. Микросхему К176ЛА7 можно заменить на К561ЛА7 или даже на К561ЛЕ5, но в этом случае нужно поменять местами R5 и С5, изменить полярность включения С6 на противоположную; вывод R7, соединенный с общим проводом, подключить к катоду стабилитрона, а выходной сигнал снимать с вывода 3 DD1, включив элемент с выводами 12, 13 и 11 между коллектором VT2 и выводом 9 DD1.

    Катушка намотана на стандартном четырехсекционном каркасе от катушки гетеродина средневолнового радиоприемника. Ферритовый сердечник (и броневой, если имеется) удаляется. Катушка имеет 1000 витков с отводом от середины провода ПЭВ 0,06 мм. Стабилитрон можно выбрать любой соответствующей мощности с напряжением стабилизации 7…10 В.

    Для настройки подключите датчик и расположите плату там, где она будет находиться (или недалеко от этого места). Подключив питание, диэлектрической отверткой установите ротор конденсатора С1 в состояние минимальной емкости. При этом схема должна сработать. Затем, постепенно поворачивая его на небольшой угол и удаляясь после этого на расстояние недосигаемости (около полуметра), установите ротор С1 в такое положение, при котором схема перестает срабатывать, пока вы не приблизитесь на такое расстояние, которое хотите установить.

    Емкостное реле на LC-контуре

    Принцип действия описываемого варианта емкостного реле (рис. 2.88) основан на изменении частоты LC-генератора под влиянием воздействия на его элементы внешних предметов — эффекта, знакомого вам по реакции радиоприемника на поднесение руки к его антенне.

    Рис. 2.88. Емкостное реле на LC-контуре

    Такой генератор емкостного реле образуют катушка L1, емкость датчика Е1, конденсаторы C1, С2, полевой транзистор VT1 и, конечно, незначительная емкость монтажа устройства.

    Если напряжение питания транзистора стабилизировано и емкость датчика неизменна, то и частота генератора тоже неизменна (в нашем случае примерно 100 кГц). Но стоит приблизиться или коснуться датчика рукой, его емкость увеличивается, а частота электрических колебаний генератора уменьшается.

    Резкое изменение частоты LC-генератора — это и есть сигнал о нарушении исходных параметров чувствительного элемента емкостного реле.

    Но этот сигнал надо еще обнаружить. Решить задачу помогает второй LC-контур, образованный катушкой L2, конденсатором С4 и слабо связанный (чтобы не упала добротность) с генератором через резистор R1. Используется знакомое вам свойство резонансного контура — зависимость напряжения на нем от частоты колебаний поступающего сигнала. Выделенное контуром напряжение сигнала выпрямляется диодом VD1, фильтруется конденсатором С5 и далее поступает на инвертирующий вход (вывод 2) операционного усилителя (ОУ) DA1, выполняющего функцию компаратора.

    Конденсатором С4 резонансный контур настраивают на исходную частоту F 0 генератора. При этом на инвертирующем входе компаратора действует постоянное напряжение U вх. мах. Резисторами R2 и R3 устанавливают на неинвертирующем входе (вывод 3) ОУ пороговое напряжение U пор. Несколько меньшее, чем U вх. мах. В этом случае напряжение на выходе ОУ мало и светодиод HL1, подключенный к нему через ограничительный резистор R5, не горит.

    Если изменение частоты генератора будет таким, что напряжение U вх станет меньше U пор,компаратор сработает и включит светодиод. При удалении от датчика частота генератора вновь станет исходной, напряжение U вх увеличится, компаратор переключится в первоначальное состояние и светодиод погаснет.

    Катушки L1 и L2 идентичные по конструкции и намотаны на кольцах из феррита 2000НМ с внешним диаметром 20 мм (можно 15 мм) и содержат 100 витков провода ПЭВ-2 0,2 мм. Намотка виток к витку, в один слой. Отвод катушки L1 сделан от 20-го витка, считая от вывода, соединенного общим проводом, L2 — от середины. Расстояние между началом и концом катушек должно быть не менее 3…4 мм. Транзистор VT1 — КПЗОЗБ, операционный усилитель DA1 — К140УД7, К140УД8, диод VD1 — КД503Б, КД521, КД522Б. Конденсаторы С1 и С2 — типа КТ, КД, КМ, СЗ и С5 — КЛС, KM, С4 — КПК-1, резисторы R2 и R3 — типа СПЗ-3, остальные — ВС, МЛТ.

    После сборки реле проводят предварительную регулировку (цепочку R5HL1 пока не подключают). Роль датчика могут временно выполнять два отрезка провода диаметром 0,5… 1 мм длиной по 1…1,5 м, расположенные параллельно на расстоянии 15…20 см один от другого. К конденсатору С5 подключают вольтметр постоянного тока с относительным входным сопротивлением менее 10 кОм/В и подстроечным конденсатором С4 добиваются максимального показания напряжения вольтметра. Если при этом емкость конденсатора С4 окажется наибольшей, то параллельно ему подключают дополнительный конденсатор емкостью 10… 15 пФ и подстройку повторяют. Вольтметр должен фиксировать напряжение 2,5…5 В. Если оно меньше, подбирают резистор R1, но его сопротивление должно быть более 500 кОм. После каждой замены резистора подстройку повторяют.

    Далее, к выходу ОУ подключают последовательно соединенные резистор R5 светодиод НL1. Движок резистора R3 устанавливают в нижнее по схеме положение, резистор R2 — в среднее. При этом светодиод должен гореть. Медленно перемещая движок резистора R3, добиваются погасания светодиода. Если теперь к датчику поднести руку или коснуться провода, соединенного с конденсатором С1, светодиод должен загореться. На этом предварительную регулировку емкостного реле можно считать законченной.

    Схема исполнительного устройства приведена на рис. 2.89.

    Рис. 2.89. Исполнительное устройство

    К выходу емкостного реле через делитель R1R2 подключают электронный ключ на транзисторе VT1, управляющий электромагнитным реле К1, контакты К1.1 которого включают осветительную лампу EL1 или сирену. Блок питания включает в себя понижающий трансформатор Т1, выпрямитель на диодах VD3-VD6 и фильтрующий конденсатор С2. Напряжение питания самого емкостного реле (9 В) стабилизируется параметрическим стабилизатором R3VD1.

    При срабатывании емкостного реле на его выходе появляется постоянное напряжение 7…8 В, часть которого поступает на базу транзистора VT1. Транзистор открывается, реле К1 срабатывает и замыкающимися контактами К1.1 подключает к сети лампу EL1 или сирену. После восстановления исходного режима работы емкостного реле транзистор закрывается и лампа гаснет.

    Транзистор VT1 может быть КТ315Б — КТ315Д, КТ312А — КТ312В или другой аналогичный. Диоды VD3 — VD6 — любые выпрямительные с допустимым прямым током не менее 40…50 мА. Оксидные конденсаторы — типа К50-6 или другие на соответствующие поминальные напряжения, резисторы — типа ВС, МЛТ. Реле К1 — РЭС22, паспорт РФ4.500.129 или аналогичное, срабатывающее при напряжении 9…11 В.

    Налаживание автомата сводится к окончательной настройке его емкостного реле. Для этого параллельно конденсатору С5 (см. рис. 2.88) подключают высокоомный вольтметр постоянного тока и подстроечным конденсатором С4 устанавливают на нем максимальное напряжение — оно должно быть примерно таким же, как и при предварительной настройке. Если добиться этого не удается, параллельно С4 подключают дополнительный конденсатор емкостью 20…30 пФ и настройку повторяют.

    Для повышения чувствительности устройства контур L2C4 следует настраивать не на максимум напряжения, а немного меньше — примерно на уровне 0,7 U вх. мах. А так как возможны две точки настройки (выше и ниже F o), правильна будет та, которая соответствует меньшей емкости конденсатора С4. После этого резисторами R2, R3 добиваются четкого срабатывания электромагнитного реле.

    Что такое емкостные датчики? Это самое обычное электронное реле, срабатывающее при изменении емкости. Чувствительным элементом многих рассмотренных здесь схем являются генераторы высокой частоты от сотен килогерц или больше. Если параллельно контуру этого генератора подсоединить дополнительную емкость, то либо поменяется частота генератора, либо его колебания прекращаются совсем. В любом варианте сработает пороговое устройство, которое включает звуковой или световой сигнализатор. Эти схемы можно применять в различных моделях, которые при встрече с различными препятствиями будут изменять свое движение, в быту — сел в компьютерное кресло включился ноутбук или заиграл музыкальный центр, устройства можно также использовать для включения света в помещениях для построения систем сигнализации и т.п.

    Схема работает на звуковых частотах. Для увеличения чувствительности в контур генератора низкой частоты добавлен полевой транзистор.

    Генератор прямоугольных импульсов с частотой следования последних 1 кГц выполнен на элементах DD1.1 и DD1.2 . В качестве выходного каскада предназначен DD1.3 , нагрузкой которого является телефонный динамик.

    С целью увеличения чувствительности схемы можно добавить количество радиокомпонентов, введенных в RC — цепь .

    Схема должна начать работать сразу после включения. Иногда нужно подстроить сопротивление R1 на пороговую чувствительность.

    При регулировке реле возможны два варианта его функционирования: срыв или возникновение генерации при появлении емкости. Установка нужного нам схемотехнического варианта выбирается подбором номинала переменного сопротивления R1. При приближении руки к Е1 подстройкой сопротивления R1 делают так, чтобы расстояние, с которого запускалась схема, составляло 10 — 20 сантиметров.

    Для включения различных исполнительных механизмов в емкостном реле используем сигнал с выхода элемента DD1.3 .

    Для включения света проходят рядом со вторым емкостным преобразователем, а для отключения освещения в помещении с первым.

    Срабатывание преобразователя приводит к переключению RS триггера построенного на логических элементах. Емкостные датчики сделаны из отрезков коаксиального кабеля, с конца которых на длину около 50 сантиметров снят экран. Край экрана требуется изолировать. Датчики устанавливают на дверном каркасе. Длину неэкранированной части датчиков и номиналы сопротивлений R5 и R6 подбирают при отладки схемы так, чтобы триггер надежно срабатывал при прохождении биологического объекта на расстоянии 10 сантиметров от датчика.

    Пока емкость между датчиком и корпусом мала, на сопротивлении R2, и на входе элемента DD1.3 формируются короткие импульсы положительной полярности, а на выходе элемента такие же импульсы но уже инвертированные. Емкость С5 медленно заряжается через сопротивление R3, когда на выходе элемента имеется уровень логической единицы, и быстро разряжается через диод VD1 при логическом нуле. Т.к разрядный ток выше зарядного, напряжение на емкости С5 имеет уровень логического нуля, и элемент DD1.4 заперт для сигнала звуковой частоты.

    При приближении к элементу любого биологического объекта его емкость относительно общего провода возрастает, амплитуда импульсов на сопротивлении R2 падает ниже порога включения DD1.3. На его выходе будет постоянная логическая единица, до этого уровня осуществится наполнение емкостью конденсатор С5. Элемент DD1.4 начнет пропускать сигнал звуковой частоты, и в динамике раздастся звуковой сигнал. Чувствительность емкостного реле можно регулировать подстроечной емкостью С3.

    Датчик изготавливается своими руками с использованием металлической сетки с размерами 20 х 20 сантиметров, для хорошего уровня чувствительности реле.


    В этой схеме емкостного реле к логическому элементу DD1.4 подсоединен транзистор VT1, в коллекторную цепь которого включен тиристор VS1 управляющий мощной нагрузкой.

    Устройство, собранное по схеме ниже, реагирует на присутствие любого проводящего объекта, в том числе и человека. Чувствительность датчика можно регулировать потенциометром. Схема не позволяет обнаруживать движение объектов, но она хороша именно в роли датчика присутствия. Одним из очевидным решением использования в быту емкостного датчика присутствия является самодельная схема автоматическое открывания дверей. Для этих целей схема устройства должна быть размещена с передней части двери.


    Основой этого емкостного устройства являются осциллятор с T1 и одновибратор. Осциллятор это типовой генератор Клаппа стабильной частоты. Поверхность емкостного датчика действует как конденсатор для колебательного контура, и в этой конфигурации частота будет около 1 МГц.

    Время переключения схемы можно изменять в широком диапазоне с помощью переменного резистора Р2. Не надо подносить металлические предметы близко к датчику, т.к емкостное реле останется в закрытом состоянии. Эта схема также может быть применена в роли детектора агрессивных жидкостей. Главное достинство здесь заключается в том, что поверхность емкостного датчика не вступает в прямой контакт с жидкостью.

    На полевом транзисторе выполнен маломощный генератор с частотой следования импульсов 465 кГц, а на биполярном транзисторе электронный ключ для срабатывания реле К1, контактами которого включается исполнительный механизм. Диод используется в схеме при случайном изменении полярности подсоединяемого источника питания.

    Радиус действия емкостного реле и чувствительность, зависит от регулировки С1 и конструкции датчика, если вас заинтересовала это разработка то вы можете скачать журнал моделист конструктор по ссылке чуть выше.

    Основа схемы маломощный генератор ВЧ. К колебательному контуру L1C4 подсоединена металлическая пластина. Поднесенная к ней ладонь руки или другая часть тела человека представляет собой вторую обкладку конденсатора C д . тем выше, чем больше площадь его обкладок и меньше расстояние между ними. L1 намотайте на каркасе 8-9 мм, склеенном из бумаги. Катушка СОСТОИТ ИЗ 22-25 витков провода ПЭВ-1 0,3-0,4, намотанных виток к витку. Отвод необходимо сделать от 5-7-го витка, считая от начала.

    Настройка реле

    Подсоедините в коллекторную цепь биполяярного транзистора V1 миллиамперметр на 10 мА и между точкой соединений миллиамперметра с катушкой L1 и эмиттером второго транзистора подсоединить конденсатор 0,01-0,5 мкФ. Металлическую пластину временно отключите от генератора. Следя за показаниями миллиамперметра, кратковременно замыкаем L1C4 . Коллекторный ток V1 дрезко падает: с 2,5-3 до 0,5-0,8 мА. Максимальные показания соответствуют генерации, наименьшие — ее отсутствию. Если генератор возбуждается, присоедините к нему пластину и медленно поднесите ладонь. Коллекторный ток должен снизиться до уровня 0,5-0,8 мА.

    Слабые изменения тока усиливается с помощью двухкаскадного УНЧ на V2 , V3 . А для того чтобы можно было управлять нагрузкой бесконтактным методом, конечная ступень схемы построена на тринисторе V5 .


    Движок переменного сопротивления R4 устанавливают в крайнее нижнее положение. И затем его медленно двигают вверх до тех пор, пока не включится индикатор h2 . Теперь подносим ладонь к пластине и проверяем работу устройства.

    Диод V4 в цепи тринистора V5 исключает появление импульса обратного напряжения. А V6 и сопротивление R7 защищают тринистор от пробоя. Для тринистора с U о6р . = 400 В элементы V6 и R7 можно убрать из схемы.

    «Шпионские штучки 2» или как сберечь свои секреты / Арсенал-Инфо.рф

    2.8.4. Детекторы присутствия

    Если учесть тот факт, что человеческое тело в основном состоит из воды, которая является электрическим проводником, то можно предположить, что емкостной датчик для обнаружения человека — наиболее оптимальное решение. Емкостной датчик можно использовать в качестве сторожевого, реагирующего на проникновение злоумышленников в помещение, двери или на прикосновение к замкам либо ручкам входных дверей, металлическим шкатулкам, сейфам и т. п.

    Простое емкостное реле

    Радиус действия реле зависит от точности настройки конденсатора C1, а также от конструкции датчика. Максимальное расстояние, на которое реагирует реле, равно 50 см.

    Принципиальная схема емкостного реле приведена на рис. 2.85, а конструкция индуктивной катушки с размещением ее и датчика на плате — на рис. 2.86.

    Рис. 2.85.

    Простое емкостное реле

    Рис. 2.86.

    Конструкция индуктивной катушки емкостного реле

    Катушка L1 намотана на многосекционном полистироловом каркасе от контуров транзисторных радиоприемников и содержит 500 витков (250 + 250) с отводом от середины провода ПЭЛ 0,12 мм, намотанного внавал.

    Датчик устанавливается перпендикулярно плоскости печатной платы. Он представляет собой отрезок изолированного монтажного провода длиной от 15 до 100 см, либо квадрат, выполненный из такого же провода, со сторонами от 15 см до 1 и.

    Конденсатор С1 — типа КПК-М, остальные — типа К50-6. В качестве реле выбрано РЭС-10, паспорт РС4.524.312, можно также применить РЭС-10, паспорт РС4.524.303, либо РЭС-55А, паспорт 0602. Диод VD1 можно исключить, так как он необходим лишь для предохранения схемы от случайного изменения полярности питания.

    Настраивается емкостное реле конденсатором С1. Сначала ротор C1 необходимо установить в положение минимальной емкости, при этом сработает реле К1. Затем ротор медленно поворачивают в сторону увеличения емкости до выключения реле К1. Чем меньше емкость подстроечного конденсатора, тем чувствительнее емкостное реле и больше расстояние, на котором датчик способен реагировать на объект. При настройке конденсатора корпус тела и руку с диэлектрической отверткой необходимо держать на возможно большем удалении от платы.

    Емкостный датчик

    Большинство схем емкостных датчиков состоят из двух генераторов и схемы, контролирующей нулевые биения или промежуточную частоту. При этом частота одного генератора стабилизируется кварцевым резонатором, а на настройку контура другого влияет внешняя емкость.

    Схема, приведенная на рис. 2.87, содержит один генератор, работающий на частоте 460–470 кГц, воздействие на датчик приводит к тому, что изменяется ток, потребляемый генератором (внешняя емкость не столько изменяет частоту, сколько дополнительно нагружает контур).

    Рис. 2.87.

    Емкостный датчик

    При увеличении внешней емкости ток потребления возрастает, что приводит к открыванию второго транзистора.

    Генератор собран на полевом транзисторе VT1. Частота настройки определяется параметрами контура на катушке L1. Датчик может быть произвольной формы, например кусок монтажного провода, сетка, квадрат со стороной от 150 до 1000 мм или кольцо. Если датчик устанавливать в автомобиле, то для охраны стекла достаточно провода длиной 150 мм, можно установить сетку в сидениях или расположить провод в щелях приборной панели.

    Ключ выполнен на транзисторе VT2. При воздействии на датчик ток, потребляемый генератором, увеличивается и транзистор VT2 открывается, при этом напряжение на его коллекторе становиться близким к напряжению питания (схема питается от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1 и резисторе R6).

    Исполнительное устройство выполнено на микросхеме DD1 по схеме одновибратора. Цепь R5C5 нужна для задержки срабатывания устройства после включения. Если задержка не нужна, конденсатор С5 можно исключить. Можно сделать вариант с задержкой и контрольным светодиодом. В этом случае нужно уменьшить сопротивление R6 до 150 Ом, a R4 до 620 Ом, и включить последовательно с R4 светодиод типа АЛ307 в прямом направлении. Теперь первые пять-десять секунд после включения реакция датчика приведет только к зажиганию светодиода. Затем, после окончания этого времени, каждое срабатывание будет приводить к появлению на выходе схемы положительного импульса длительностью около 10 с. Длительность импульса можно регулировать, изменяя сопротивление R7 или емкость С6.

    Емкостный датчик собран на одной печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Подстроечный конденсатор — тина КПК, полевой транзистор VT1 может быть с любым буквенным индексом, что же касается VT2 — здесь подойдет любой p-n-p транзистор малой мощности, включая и МП39 —МП42. Микросхему К176ЛА7 можно заменить на К561ЛА7 или даже на К561ЛЕ5, но в этом случае нужно поменять местами R5 и С5, изменить полярность включения С6 на противоположную; вывод R7, соединенный с общим проводом, подключить к катоду стабилитрона, а выходной сигнал снимать с вывода 3 DD1, включив элемент с выводами 12, 13 и 11 между коллектором VT2 и выводом 9 DD1.

    Катушка намотана на стандартном четырехсекционном каркасе от катушки гетеродина средневолнового радиоприемника. Ферритовый сердечник (и броневой, если имеется) удаляется. Катушка имеет 1000 витков с отводом от середины провода ПЭВ 0,06 мм. Стабилитрон можно выбрать любой соответствующей мощности с напряжением стабилизации 7…10 В.

    Для настройки подключите датчик и расположите плату там, где она будет находиться (или недалеко от этого места). Подключив питание, диэлектрической отверткой установите ротор конденсатора С1 в состояние минимальной емкости. При этом схема должна сработать. Затем, постепенно поворачивая его на небольшой угол и удаляясь после этого на расстояние недосигаемости (около полуметра), установите ротор С1 в такое положение, при котором схема перестает срабатывать, пока вы не приблизитесь на такое расстояние, которое хотите установить.

    Емкостное реле на LC-контуре

    Принцип действия описываемого варианта емкостного реле (рис. 2.88) основан на изменении частоты LC-генератора под влиянием воздействия на его элементы внешних предметов — эффекта, знакомого вам по реакции радиоприемника на поднесение руки к его антенне.

    Рис. 2.88.

    Емкостное реле на LC-контуре

    Такой генератор емкостного реле образуют катушка L1, емкость датчика Е1, конденсаторы C1, С2, полевой транзистор VT1 и, конечно, незначительная емкость монтажа устройства.

    Если напряжение питания транзистора стабилизировано и емкость датчика неизменна, то и частота генератора тоже неизменна (в нашем случае примерно 100 кГц). Но стоит приблизиться или коснуться датчика рукой, его емкость увеличивается, а частота электрических колебаний генератора уменьшается.

    Резкое изменение частоты LC-генератора — это и есть сигнал о нарушении исходных параметров чувствительного элемента емкостного реле.

    Но этот сигнал надо еще обнаружить. Решить задачу помогает второй LC-контур, образованный катушкой L2, конденсатором С4 и слабо связанный (чтобы не упала добротность) с генератором через резистор R1. Используется знакомое вам свойство резонансного контура — зависимость напряжения на нем от частоты колебаний поступающего сигнала. Выделенное контуром напряжение сигнала выпрямляется диодом VD1, фильтруется конденсатором С5 и далее поступает на инвертирующий вход (вывод 2) операционного усилителя (ОУ) DA1, выполняющего функцию компаратора.

    Конденсатором С4 резонансный контур настраивают на исходную частоту F0 генератора. При этом на инвертирующем входе компаратора действует постоянное напряжение Uвх. мах. Резисторами R2 и R3 устанавливают на неинвертирующем входе (вывод 3) ОУ пороговое напряжение Uпор. Несколько меньшее, чем Uвх. мах. В этом случае напряжение на выходе ОУ мало и светодиод HL1, подключенный к нему через ограничительный резистор R5, не горит.

    Если изменение частоты генератора будет таким, что напряжение Uвх станет меньше Uпор,компаратор сработает и включит светодиод. При удалении от датчика частота генератора вновь станет исходной, напряжение Uвх увеличится, компаратор переключится в первоначальное состояние и светодиод погаснет.

    Катушки L1 и L2 идентичные по конструкции и намотаны на кольцах из феррита 2000НМ с внешним диаметром 20 мм (можно 15 мм) и содержат 100 витков провода ПЭВ-2 0,2 мм. Намотка виток к витку, в один слой. Отвод катушки L1 сделан от 20-го витка, считая от вывода, соединенного общим проводом, L2 — от середины. Расстояние между началом и концом катушек должно быть не менее 3…4 мм. Транзистор VT1 — КПЗОЗБ, операционный усилитель DA1 — К140УД7, К140УД8, диод VD1 — КД503Б, КД521, КД522Б. Конденсаторы С1 и С2 — типа КТ, КД, КМ, СЗ и С5 — КЛС, KM, С4 — КПК-1, резисторы R2 и R3 — типа СПЗ-3, остальные — ВС, МЛТ.

    После сборки реле проводят предварительную регулировку (цепочку R5HL1 пока не подключают). Роль датчика могут временно выполнять два отрезка провода диаметром 0,5… 1 мм длиной по 1…1,5 м, расположенные параллельно на расстоянии 15…20 см один от другого. К конденсатору С5 подключают вольтметр постоянного тока с относительным входным сопротивлением менее 10 кОм/В и подстроечным конденсатором С4 добиваются максимального показания напряжения вольтметра. Если при этом емкость конденсатора С4 окажется наибольшей, то параллельно ему подключают дополнительный конденсатор емкостью 10… 15 пФ и подстройку повторяют. Вольтметр должен фиксировать напряжение 2,5…5 В. Если оно меньше, подбирают резистор R1, но его сопротивление должно быть более 500 кОм. После каждой замены резистора подстройку повторяют.

    Далее, к выходу ОУ подключают последовательно соединенные резистор R5 светодиод НL1. Движок резистора R3 устанавливают в нижнее по схеме положение, резистор R2 — в среднее. При этом светодиод должен гореть. Медленно перемещая движок резистора R3, добиваются погасания светодиода. Если теперь к датчику поднести руку или коснуться провода, соединенного с конденсатором С1, светодиод должен загореться. На этом предварительную регулировку емкостного реле можно считать законченной.

    Схема исполнительного устройства приведена на рис. 2.89.

    Рис. 2.89.

    Исполнительное устройство

    К выходу емкостного реле через делитель R1R2 подключают электронный ключ на транзисторе VT1, управляющий электромагнитным реле К1, контакты К1.1 которого включают осветительную лампу EL1 или сирену. Блок питания включает в себя понижающий трансформатор Т1, выпрямитель на диодах VD3—VD6 и фильтрующий конденсатор С2. Напряжение питания самого емкостного реле (9 В) стабилизируется параметрическим стабилизатором R3VD1.

    При срабатывании емкостного реле на его выходе появляется постоянное напряжение 7…8 В, часть которого поступает на базу транзистора VT1. Транзистор открывается, реле К1 срабатывает и замыкающимися контактами К1.1 подключает к сети лампу EL1 или сирену. После восстановления исходного режима работы емкостного реле транзистор закрывается и лампа гаснет.

    Транзистор VT1 может быть КТ315Б — КТ315Д, КТ312А — КТ312В или другой аналогичный. Диоды VD3 — VD6 — любые выпрямительные с допустимым прямым током не менее 40…50 мА. Оксидные конденсаторы — типа К50-6 или другие на соответствующие поминальные напряжения, резисторы — типа ВС, МЛТ. Реле К1 — РЭС22, паспорт РФ4.500.129 или аналогичное, срабатывающее при напряжении 9…11 В.

    Налаживание автомата сводится к окончательной настройке его емкостного реле. Для этого параллельно конденсатору С5 (см. рис. 2.88) подключают высокоомный вольтметр постоянного тока и подстроечным конденсатором С4 устанавливают на нем максимальное напряжение — оно должно быть примерно таким же, как и при предварительной настройке. Если добиться этого не удается, параллельно С4 подключают дополнительный конденсатор емкостью 20…30 пФ и настройку повторяют.

    Для повышения чувствительности устройства контур L2C4 следует настраивать не на максимум напряжения, а немного меньше — примерно на уровне 0,7 Uвх. мах. А так как возможны две точки настройки (выше и ниже Fo), правильна будет та, которая соответствует меньшей емкости конденсатора С4. После этого резисторами R2, R3 добиваются четкого срабатывания электромагнитного реле.

    Емкостное реле (реле присутствия) • HamRadio Технологии

    Емкостное реле (реле присутствия) простой датчик приближения, принципиальная схема которого показана на рисунке, обладает некоторыми уникальными особенностями. В отличие от других методов, таких как инфракрасный, ультразвуковой, активируемый светом и т. д. Он не использует чувствительный датчик, кроме короткого отрезка провода, который работает как датчик.

    Он все направленный и не требует настройки. Антенна будет обнаруживать движение на расстояние до трех метров в зависимости от условий окружающей среды. Электрические поля существуют почти повсюду с различными уровнями, в значительной степени зависящими от проводящих объектов, включая людей и животных, в непосредственной близости. Если антенну не трогать, поле меняется очень медленно в течение длительного периода времени, но, если, скажем, человеческое тело движется через это статическое поле, это приводит к изменению силы поля.

    Степень чувствительности этого емкостное реле (реле присутствия) зависит от среды, в которой он находится. На устройство особенно влияют синтетические материалы, которые присутствуют в мебели и одежде, такие как винил и полиэстер. Поэтому устройство приспосабливается к окружению в пределах своего рабочего диапазона, и эти условия становятся его статическим эталоном, оно сравнивает любые довольно быстрые изменения, которые могут произойти. Если теперь человек находится в пределах своего диапазона чувствительности и останавливается, устройство сообщит об изменении, а затем вернется в свое состояние покоя после адаптации к новым условиям, то есть к измененному полю. Потому что изменения мимолетные.

    В этом емкостное реле (реле присутствия) антенна, состоящая из короткого провода, изолированного или оголенного, подключается в вертикальном положении к затвору полевого транзистора Q1, который имеет очень высокое входное сопротивление. Поэтому Q1 усиливает потенциал поля, обнаруженный антенной. Следующим этапом является фильтр на частоту 50Гц, который фильтрует большую часть сетевых помех и наводок. Выход этого фильтра разделен на две цепи. Одна из них подключена к инвертирующему входу компаратора напряжения U1, другой подключен к не инвертирующему входу через фильтр нижних частот. Этот фильтр, содержащий резистор R5 и конденсатор C3, служит опорным напряжением, с которым сравнивается напряжение сигнала, поступающего на инвертирующий вход.

    Фильтр пропускает только очень медленные изменения напряжения, но блокирует довольно быстрые, вызванные движущимся проводящим телом в пределах его зоны действия. Усиленный сигнал на выходе компаратора включает транзистор Q2 через конденсатор связи C4 и резистор R6. Это, в свою очередь, запускает простую схему синхронизации R / C (C5 и R8) для управления реле или другим устройством через транзистор Q3.

    Указанные значения C5 и R8 обеспечивают задержку приблизительно в десять секунд, но эти значения могут быть увеличены для более длительных периодов. Настройка особенно не требуется, но есть возможность для экспериментов, особенно в отношении датчика антенны. Как правило, длина от 20 до 30 сантиметров даст удовлетворительные результаты.

    Чтобы проверить емкостное реле (реле присутствия), подключите вольтметр к выходу, желательно под нагрузкой, и включите. Оставайтесь на месте неподвижным. Измеритель должен немедленно указать напряжение, близкое к шине питания, которое будет медленно снижаться до нуля примерно через одну минуту. Ну вот и все может пригодится кому столь простое устройство.

    диод, светодиод, конденсатор, катушка, транзистор….

    (Последнее обновление: 2 апреля 2021 г.)

    Основные электронные компоненты, Обзор:

    Если вы посмотрите на любую электронную схему, вы найдете диоды, светодиоды, конденсаторы, катушки, транзисторы, реле и т. д. Существуют сотни тысяч различных типов электронных компонентов, но те, которые мы собираемся обсудить в В этой статье представлены наиболее часто используемые основные компоненты электроники, используемые в различных типах проектов для начинающих и продвинутых уровней.Если вы хотите изучать электронику, вам следует знать об этих основных компонентах электроники.

    Amazon Purchase Ссылки на наиболее часто используемые инструменты:

    Супер стартовый набор для начинающих

    Цифровые осциллографы

    Переменное питание

    Цифровой мультиметр

    Наборы для паяльника

    Небольшие портативные сверлильные станки для печатных плат

    *Обратите внимание: это партнерские ссылки. Я могу получить комиссию, если вы купите компоненты по этим ссылкам.Я был бы признателен за вашу поддержку на этом пути!

    Диод:

    Диод — это двухконтактный электронный компонент, пропускающий ток только в одном направлении. Если диод установить наоборот, то есть в обратном направлении, это заблокирует протекание тока. Таким образом, диод является поляризованным компонентом. Он имеет стороны + и –, которые часто называют анодом (+) и катодом (-). Это означает, что диод нельзя устанавливать в любом направлении (т.грамм. резистор без полярности).

    Соединения диода называются анодом (+) и катодом (-), сторона катода также имеет серебряную полосу. Распространенным типом применения является защита от неправильной полярности. При подаче питания на любое электронное устройство вы просто подключаете положительный провод и провод заземления к нужным входным клеммам или разъемам питания. Что произойдет, если вы соедините положительный провод с GND, а GND с положительным? Если диод не используется, он разрушит всю схему на ее части.Но если использовать диод, то ничего не произойдет. Диод блокирует протекание тока в случае переполюсовки и защищает схему от дальнейших повреждений.

    При использовании электронных коммутационных досок вы поймете этот момент. Потому что я случайно повредил многие датчики, так как многие датчики не поставляются с диодами, поэтому при неправильном подключении проводов питания датчик быстро выходит из строя. Поэтому используйте диоды для защиты от переполюсовки.

    Ниже приведен регулируемый источник питания 5 В с защитой от неправильной полярности.

    J1 — гнездо питания постоянного тока. J1 используется для подключения источника питания. Вы можете видеть, что диод используется между розеткой питания и стабилизатором 5 В 7805.

    При работе с диодами следует учитывать, что диод имеет определенное прямое напряжение. Обычные диоды, которые мы используем для наших схем, в основном сделаны из кремния и имеют прямое напряжение прибл. 0,7 В. При схемотехнике это означает, что на диоде уже падает 0,7 В напряжения питания.Это необходимо учитывать при проектировании блока питания. Существуют различные другие возможные варианты использования диодов:

    • Выпрямление переменного напряжения
    • Защита от перенапряжения
    • Каскадные соединения
    • Используется с реле защиты от противоЭДС и т. д.

    Светодиод:

    Особым видом диода является светоизлучающий диод или сокращенно светодиод. Светодиод считается одним из самых основных электронных компонентов.Обозначение происходит от английского и расшифровывается как Light Emitting Diode, светоизлучающий диод. В отличие от ламп накаливания, светодиод не должен светиться, чтобы генерировать свет. Светодиод генерирует свет определенной длины волны, ускоряя электроны. В результате светодиодам требуется лишь часть электроэнергии, потребляемой лампой накаливания. Мы также различаем анод светодиодов и катод. Обычно более длинный провод является положительным, а короткий – заземлением. Светодиод является активным компонентом.Это означает, что необходим источник постоянного тока или последовательный резистор для ограничения тока для работы светодиодов.

    Светодиоду (как и обычному диоду) требуется определенное прямое напряжение, которое также называется потоком или пороговым напряжением. Когда напряжение достигает порогового напряжения или прямого напряжения, светодиод начинает светиться. В зависимости от уровня прямого напряжения через светодиод протекает ток. Характеристика диода описывает типичное поведение. Различные светодиоды имеют разные значения напряжения и тока, если номинальное напряжение превышено, светодиод необратимо повреждается.Чтобы избежать повреждения светодиода, последовательно со светодиодом используется резистор.

    Простой пример определения последовательного сопротивления на примере белого светодиода:

    Светодиод имеет прямое напряжение 3,2 В и потребляет ток не более 20 мА. 5В доступно как напряжение питания на последовательном резисторе. Значит напряжение 1.8В должно падать и ток до 20мА ограничивать. Таким образом, вы знаете, что избыточная разница напряжений в 1,8 В должна падать на последовательном резисторе. Идеальный ток также известен вам при 20 мА.Единственным неизвестным остается сопротивление. А вот и снова закон Ома для использования.

    Р = У/Я

    R = (5 – 3,2) / 20 мА

    R = 1,8 В / 0,02 А

    R = 90 Ом

    В самых редких случаях вы получите именно сопротивление с расчетным значением, чтобы иметь его под рукой. Просто выберите следующий более высокий здесь. Прямые напряжения цветных светодиодов также различаются в зависимости от значений их цвета (см. таблицу 1). Однако вы всегда можете узнать точное значение в техпаспорте вашего светодиода.

    В моем случае я использую резистор на 330 Ом, он легко доступен и обеспечивает длительную работу светодиода. Согласно расчетному значению, вы также можете использовать резистор на 100 Ом, светодиод будет намного ярче.

    Таблица 1: Типичные прямые напряжения цветных светодиодов

    Цвет светодиода Типичное прямое напряжение
    белый 3,0 В – 4,0 В
    красный 1,6 В – 2.2В
    зеленый 1,9–2,6 В
    синий 3,0–4,0 В
    желтый 2,0 В – 2,2 В
    инфракрасный 1,2–1,8 В

     

    Светодиоды

    можно использовать по-разному, например. когда:

    • Передатчик сигналов
    • Источники света в автомобильной промышленности
    • Освещенные стены и дисплеи

    Конденсатор:

    Конденсатор представляет собой устройство накопления энергии и является одним из наиболее важных основных компонентов электроники.В простейшем случае имеется конденсатор, состоящий из двух параллельных проводящих металлических пластин, покрытых изолирующим слоем, который также называют диэлектриком. Величина заряда конденсатора называется емкостью и измеряется в фарадах (Ф). Насколько высока емкость конденсатора, зависит от нескольких факторов. С одной стороны, большую роль играет расстояние между пластинами, площадь пластин и материал диэлектрика. Конденсаторов существует множество различных конструкций и типов изготовления.Распространенными типами конденсаторов являются керамические конденсаторы, фольговые и электролитические конденсаторы.

    Если вы хотите подробно изучить, что такое конденсатор, его типы, использование и принцип работы?

    Установленный в цепи постоянного тока конденсатор ведет себя в незаряженном состоянии как короткое замыкание. Ток течет через конденсатор до тех пор, пока он полностью не заряжен. Если установить курс тока во время процесса зарядки, ток ведет себя после одной экспоненциальной функции (первоначально сильный ток, далее уменьшающийся с течением времени).При зарядке конденсатор разделяет два потенциала.

    Конденсатор часто используется в качестве буфера или защиты от скачков напряжения. На Raspberry Pi вы найдете электролитический конденсатор прямо за разъемом Micro USB. Это в первую очередь гасит пики напряжения от блока питания и компенсирует кратковременные перепады напряжения благодаря его свойствам выхода из накопителя энергии.

    Вы также можете увидеть два развязывающих конденсатора по 470 мкФ на входе и выходе регулятора напряжения 7805.

    Катушка:

    Катушка также служит накопителем энергии, но ведет себя совершенно иначе, чем конденсатор при использовании постоянного напряжения. Катушка представляет собой индуктор и измеряется в единицах Генри (H). Простая катушка состоит из железного сердечника, обернутого медной проволокой. Если к катушке приложено постоянное напряжение, ток протекает через катушку и только создает там магнитное поле. Проще говоря: ток, втекающий в катушку, требует некоторого времени, пока он снова не вытечет из катушки.Если магнитное поле катушки создается, то ток почти беспрепятственно протекает через катушку. Это слово почти предполагает, что в нем действительно есть что-то, что противостоит течению. С одной стороны это стенд сопротивления линии медного провода, с другой стороны эффект самоиндукции. Это работает против тока катушки и представляет собой индуктивное сопротивление (закон Ленца).

    Эффект накопления энергии проявляется при отключении напряжения питания.Если на катушке нет входного напряжения, магнитное поле создает катушку. Регрессия магнитного поля создает ток, который сохраняется в течение короткого времени даже после снятия напряжения. Есть также много возможных применений для катушек. Например, они служат как:

    • Трансформаторы
    • Электромагниты
    • Колебательные цепи

    Транзистор:

    Транзистор в принципе является электронным переключателем и считается самым важным компонентом электроники.Транзистор похож на обычный механический переключатель, но оба работают по-разному. Механический переключатель управляется с помощью некоторого физического подхода, например, вы включаете и выключаете переключатель рукой и т. Д. В то время как транзистор можно включать и выключать с помощью сигнала. Транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с тремя выводами. Он имеет три вывода: эмиттер, база и коллектор. Транзистор имеет два типа PNP Type и NPN Type. Итак, по сути, транзистор — это BJT «транзистор с биполярным переходом».Если в базу протекает достаточный ток, расстояние между коллектором и эмиттером обеспечивает низкое сопротивление и позволяет току течь.

    Это становится немного более обширным, если вы рассматриваете различные типы транзисторов. С одной стороны, это биполярные транзисторы: они состоят из трех легированных по-разному слоев. Во-первых, возможна комбинация P (положительный) – N (отрицательный) – P (положительный). В этом случае говорят о транзисторе PNP. Если слои построены в порядке N-P-N, то это NPN-транзистор.Разница между двумя типами заключается в полярности:

    • У транзистора NPN соединение коллектора находится под положительным напряжением, как и основное соединение. Излучатель соединен с землей. В переключенном состоянии токи коллектора и базы текут в направлении эмиттера к земле. Типичный недорогой NPN-транзистор, например. BC547 и 2N2222.
    • В транзисторе PNP коллектор и база соединены с землей. Эмиттер подключен к положительному напряжению.Если транзистор PNP активирован, то от эмиттера к коллектору течет большой ток, а от базы течет небольшой ток. Распространенным транзистором PNP является, например, BC557.

    Типы транзисторов на принципиальной схеме можно отличить по направлению стрелок на символах (см. рис. 1).

    Рисунок 1: Обозначение на принципиальной схеме транзисторов NPN и PNP

    Другие типы транзисторов — это полевые транзисторы или для краткости полевые транзисторы. Эти транзисторы отличаются физическим принципом работы.Так и для этого. В отличие от биполярного транзистора, управление полевым транзистором зависит не от тока, который течет на управляющий вход, а от приложенного к нему напряжения. Так же как и соединения полевого транзистора называются по разному. Управляющим входом является затвор, путь переключения лежит между истоком и стоком.

    Реле:

    Реле — это электромеханическое устройство, которое используется для управления нагрузкой переменного или постоянного тока. Функциональность реле находится между механическим переключателем и транзистором.Для переключения реле требуется напряжение, которое используется для питания катушки реле, чтобы сделать магнит внутри реле и механически соединить путь переключения. Если магнит убрать, т.е. при отсутствии напряжения, контакты снова разъединяются.

    Поскольку в реле есть механическое движение, скорость реакции в реле во много раз медленнее, чем у транзистора. Следовательно, реле в основном используется для переключения больших нагрузок. Точно так же с помощью реле можно переключать переменное напряжение. Благодаря физическому разделению управляющего магнита и контактов переключателя цепь управления полностью гальванически изолирована от рабочей цепи.При коротком замыкании в реле рабочая цепь остается на стороне управления (например, Raspberry Pi) полностью без повреждений.

    Также из-за конструкции реле вы услышите щелчок при переключении реле. Во многих конструкциях состояние переключения уже видно оптически. Реле доступны в большом разнообразии размеров и конструкций. У них также есть реле почти для любого количества соединений. Есть версии с переключателями, размыкающими и нормально разомкнутыми контактами, а также комбинации всех трех.Если вы хотите использовать реле в связи с Raspberry Pi, важно установить безынерционный диод в цепи управления (см. рис. 2). Магнитная катушка в реле является одной из индуктивных нагрузок. Здесь необходимо ограничить возможные пики напряжения с помощью шунтирующего диода D1.

    Рисунок 2: Реле на принципиальной схеме с обратным диодом

    Я бы хотел еще один электронный компонент в списке основных электронных компонентов, который является резистором.Недавно я загрузил в статьи на,

    Что такое резистор, его типы и применение?

    Цветовая маркировка резистора

    Если вы изучаете электронику, я настоятельно рекомендую прочитать две вышеупомянутые статьи о резисторе, так как они объясняют самые основы.

    Для более углубленного изучения прочтите следующие статьи, объясняющие основные компоненты электроники.

    Основные электронные компоненты, Связанные статьи:

    Типы реле и как их использовать?

    Что такое конденсатор и его типы?

    Что такое индуктор и его типы

    Биполярный переходной транзистор

    JFET, полевой транзистор

    Типы диодов

    Силовые диоды

    Нравится:

    Нравится Загрузка…

    реле

    реле

    В этой статье описываются механические и электронные реле.

    Соленоид

    Соленоид — очень простое устройство. Возьмите моток проволоки, оберните его вокруг что-то, чтобы он держал форму. Теперь вставьте кусок металла внутрь катушка. Когда вы пропускаете электричество через катушку, металл будет притягиваться к центр катушки. Это устройство называется соленоидом.

    Соленоид, описанный выше, полезен, но иногда вам нужно вещи вместо того, чтобы тянуть.В этом случае вы просто прикрепляете маленькую планку к большой. кусок металла, так что, когда большой кусок металла тянется к центру катушки, маленький стержень выталкивает другую сторону.

    Реле

    Реле — это просто соленоид с прикрепленным к нему переключателем. Если вы посмотрите на Реальное реле обычно упаковывается в несколько квадратную коробку и имеет куча проводов, торчащих снизу. Два из этих выводов будут для катушки, что такое же, как катушка для простого соленоида.Переключатель обычно имеют нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты. Будет один контакт (вывод), который подключается к нормально замкнутому контакту, когда реле выключено. При включении реле (при подаче питания на катушку) контакт отключится от нормально замкнутого контакта и подключится к нормально открытый контакт. Помните, что нормально закрытый означает, что когда реле не питается, цепь замкнута или подключена, а нормально разомкнутая означает, что цепь разомкнута или отключена.

    Реле с диодами и конденсаторами?

    Катушка реле — это просто катушка провода, что и является катушкой индуктивности, слишком. Итак, катушка реле имеет некоторую индуктивность, а значит, она представляет собой энергетическую устройство хранения. Что происходит со всей этой энергией, когда реле выключается? Ну куда-то уходит. Где, спросите вы? Ну, это зависит от вашей схемы. Если вы питаете реле от компьютера, оно может легко подавать обратно в компьютер и поджарить всю систему (упс!).

    Что мы можем сделать, чтобы предотвратить это? Ответ заключается в том, чтобы воткнуть диод клеммы катушки. Диод смещен в обратном направлении, значит, вы его поставили в таком направлении, чтобы через него нормально не протекал ток. Когда реле выключено, любая энергия в катушке будет безопасно проходить через диод, и будет рассеиваться в виде тепла.

    Часто можно увидеть конденсаторы, расположенные между контактами катушки реле. А конденсатору требуется некоторое время для зарядки, поэтому его можно использовать для временной задержки реле.Предупреждение: конденсатор и катушка реле (которая в основном является катушкой индуктивности) оба являются накопителями энергии. При правильных обстоятельствах вы можете закончить со «звонком». Это означает, что энергия из конденсатора будет разряжаться в катушку индуктивности, затем катушка индуктивности разрядится в конденсатор и т. д. туда и обратно, пока резистор не рассеет достаточно энергии, чтобы цепь перестанет звонить. К сожалению, определение того, прозвенит реле или нет означает решение дифференциального уравнения, и большинство любителей на самом деле не хотят сделать столько вычислений.Быстрый и грязный метод любителя состоит в том, чтобы просто построить цепи и посмотрите, звонит ли он. Если это так, замените конденсатор другого номинала.

    Характеристики реле

    Реле представляет собой катушку и переключатель. Чтобы правильно подобрать реле для вашего проекта вы должны выбрать реле с правильными характеристиками для каждого часть.

    Катушка обычно предназначена для работы при определенном напряжении, которое быть либо переменным, либо постоянным током. Реле переменного тока имеет в себе так называемую экранирующую катушку, которая предотвращает разрушение магнитного поля, когда вход переменного тока около нуля часть синусоиды.Поскольку AC в основном включается и выключается 60 раз в секунду (или 50, в зависимости от того, в какой части мира вы находитесь), затеняющая катушка предотвращает «дребезжание» реле, так как в противном случае катушка также вращалась бы включить и выключить.

    Катушка потребляет определенное количество тока. Это может быть заявлено как ток, или он может быть задан как значение сопротивления катушки, и в этом случае вы можете определить силу тока по закону Ома. Ваша схема должна обеспечивать это количество тока (плюс хороший запас прочности) при включении реле.Ты можно использовать транзисторы, чтобы увеличить ток, который может выдержать ваша схема, и вы можете использовать меньшее реле для включения большего, если это необходимо (это делается довольно часто в энергосистемах, так как реле требуется для коммутации высоких цепи напряжения и сильного тока часто имеют размер стиральной машины).

    Катушка также будет иметь характеристики индуктивности. Это полезно для определения будет ли цепь звонить (см. выше), но любителям не нужно быть чрезмерно озабоченным этим.

    Реле также часто имеет максимальное время переключения. Реле не может включить включается и выключается мгновенно. Если вы попытаетесь включить и выключить его слишком быстро, у вас будет проблемы (однако широтно-импульсная модуляция электромагнитного клапана возможно, и имеет некоторые интересные приложения).

    Реле со стороны переключателя также будет иметь некоторые характеристики, как и обычное переключатель с ручным управлением. Он будет иметь максимальный ток и максимальное напряжение, оба из них не должны превышаться.Как правило, чем больше реле, тем больше ток он может переключать. Часто это означает, что вы выбираете свое реле на основе его текущие возможности, а затем вы должны разработать схему драйвера, способную обеспечения катушки достаточным током, когда она находится под напряжением.

    Питание реле от цифровой цепи

    До того, как появились цифровые схемы, повсеместно использовались реле. Системы контроля. Вы можете сделать очень сложные схемы управления, используя реле, но переделывать все эти реле, когда вы изменить алгоритм управления.Реле также относительно большие и занимают довольно много места. немного места и мощности.

    В настоящее время для управления чаще используются цифровые схемы. Однако цифровая схема не может легко переключать устройство большой мощности, поэтому довольно часто реле будет использоваться для конечного выходного каскада. Транзисторы разных типов также часто используются, но реле все еще имеют свое применение.

    На следующей схеме показано, как запитать реле от цифровой цепи. Этот схема использует транзистор, чтобы обеспечить больший ток для управления катушкой.Когда цифровой выход включен, транзистор открыт, и ток течет через катушку (которая затем включает реле). Когда цифровой выход выключен, энергия в катушке безопасно рассеивается в диоде. R1 ограничивает ток, выходящий из цифрового выхода (в противном случае он увидит короткое замыкание, которое может повредить выход). Стоимость R1 зависит от тока, необходимого для включения оптоизолятора, т.е. обычно около 5 мА или около того.

    R2 ограничивает ток базы транзистора. Его значение не критично, т. пока это позволяет транзистору перейти в насыщение (полностью включиться).

    Диод должен выдерживать не меньше тока, чем реле катушка тянет при включении (плюс хороший запас прочности).

    Твердотельные реле

    Твердотельное реле на самом деле является полупроводниковым устройством. Имеет преимущество в что у него нет движущихся частей, но у него есть некоторые недостатки.Твердое состояние реле никогда полностью не включено и не выключено, а всегда находится где-то посередине. Обычно этого достаточно, но для некоторых цепей тот факт, что реле все еще проводит, даже когда он выключен (это называется током утечки) будет вызвать неправильное поведение цепи. Твердотельные реле не должны использоваться для переключения очень слаботочные устройства, так как тока утечки часто достаточно для питания эти устройства, так что устройство кажется включенным, даже если реле выключено.

    Лестничная логика

    Лестничная логика редко используется любителями, но вы можете столкнуться с схематически с его использованием, поэтому я представлю здесь краткое объяснение.

    Это немного сбивает с толку, но схемы управления, используемые для рисования катушек реле, как круги и переключатель реле в виде двух параллельных линий, очень похожих на символы используется для источника напряжения и конденсатора соответственно. Довольно часто нарисуйте линию вдоль левой стороны бумаги и используйте ее в качестве источника питания, и линия вниз по правой стороне бумаги в качестве земли.Цепь реле будет затем нарисуйте между этими двумя линиями, образуя что-то похожее на большую лестницу. Это стало известно как релейная логика и до сих пор используется в системах управления. Современные компьютеризированные программируемые логические контроллеры (ПЛК) программируются через лестничная логика, хотя теперь она вводится с помощью компьютера, а не рисуется вручную.

    На компьютере большинство ПЛК используют -()- для представления катушки и -||- для представления контакт (переключатель).Типичная ступень лестничной логики может выглядеть так: следующий:

     | IN1 R1 |
            |---||-----------()------|
            | IN2 R2 |
            |---||-----------()------|
            | R1 R2 ВЫХОД |
            |---||----||-----()------|
            | |
    
     

    Эта схема имеет два входа, IN1 и IN2 (IN1 может быть переключателем с ключом, а IN2 может быть концевой выключатель, срабатывающий, когда что-то перемещается в определенное положение).У него два реле, R1 и R2. Обратите внимание, что катушки для R1 и R2 находятся на разных ступеней, чем контакты для R1 и R2. Реле R1 включается всякий раз, когда переключатель IN1 закрыто. Если это не имеет смысла, помните, что левая полоса — это мощность и правая планка заземлена. Когда ключ замкнут, ток течет через переключатель и катушка.

    R2 включается всякий раз, когда вход IN2 закрыт. Выход (OUT может быть реле или какое-то управление двигателем) запитывается только тогда, когда R1 и R2 оба включены (это в основном реле И ворота).

    Является ли реле тем же самым, что и конденсатор? – Rampfesthudson.com

    Является ли реле тем же самым, что и конденсатор?

    Часто можно увидеть конденсаторы, расположенные между контактами катушки реле. Для зарядки конденсатора требуется некоторое время, поэтому его можно использовать для изготовления реле задержки времени. Предупреждение: Конденсатор и катушка реле (которая в основном является катушкой индуктивности) являются устройствами накопления энергии.

    Какова функция вспомогательного контактора?

    По сути, вспомогательный контактор представляет собой обычное (маломощное) реле, но построено как «обычный» контактор, и при использовании вместе с другим контактором он называется вспомогательным контактором, чтобы уточнить, что он не используется для переключения нагрузок, а имеет активацию. /вместо этого функция деактивации или управления – используется для подключения/ …

    Когда вы будете использовать контактор вместо реле?

    Реле используются для управления контактами электрической цепи из-за изменения параметров или условий в той же цепи или любой другой связанной цепи.Контакторы, с другой стороны, используются для многократного прерывания или установления соединений в электрической цепи при различных условиях.

    Почему в реле используется конденсатор?

    Конденсатор используется как поглотитель. Диод не может среагировать достаточно быстро, и противо-ЭДС, создаваемая катушкой при отключении тока, может воздействовать на другие цепи. Фактически конденсатор увеличивает время роста противо-ЭДС и дает диоду больше времени для эффективного ограничения напряжения.

    Для чего используется вспомогательное реле?

    Установочные контакторы и вспомогательные реле предназначены для коммутации большей мощности (нагрузки), чем емкость коммутационного компонента. Они также используются для так называемого умножения контактов, когда требуется более одного контакта. Вспомогательные реле имеют бесшумную работу, светодиодную сигнализацию и переключающие контакты.

    Для чего используется вспомогательный переключатель?

    Вспомогательные выключатели используются для индикации положения главных контактов — разомкнутых или замкнутых, а также световых индикаторов, реле и других принадлежностей.Выключатели имеют самоочищающиеся контакты.

    Что произойдет, если я не использую реле?

    Это может привести к преждевременному выходу коммутатора из строя. Еще одно обязательное использование реле — это когда вы устанавливаете электрический вентилятор охлаждения. Если вы подключаете напрямую, без реле, вся дополнительная нагрузка от вентилятора будет возлагаться на переключатель, что снова приведет к преждевременному выходу из строя.

    В чем преимущество реле?

    Преимущества реле: Реле могут переключать переменный и постоянный ток, транзисторы могут переключать только постоянный ток.Реле могут переключать высокое напряжение, транзисторы — нет. Реле — лучший выбор для коммутации больших токов (> 5А). Реле могут переключать сразу много контактов.

    Зачем использовать контактор?

    Контактор представляет собой электрическое устройство, которое используется для включения или выключения электрической цепи. Эти контакты в большинстве случаев нормально разомкнуты и обеспечивают рабочее питание нагрузки, когда катушка контактора находится под напряжением. Контакторы чаще всего используются для управления электродвигателями.

    Схема таймера задержки включения

    с реле и конденсатором

    Таймер задержки для подачи питания на любое устройство для защиты

    Контур 1

    Цепь таймера задержки включения питания

    Таймер задержки представляет собой устройство, которое используется для выдержки некоторого времени перед включением основного входного питания любого оборудования. Это схема защиты для защиты любого электрического или электронного оборудования и приборов от внезапного высокого или нестабильного напряжения.

    Таймер задержки останавливает подачу на некоторое время, а затем начинает течь. Это делается с помощью схемы таймера «Реле с задержкой». Здесь я представляю очень простую схему таймера задержки включения, которая состоит из 2 транзисторов, нескольких резисторов и конденсатора. В этой схеме не используется таймер, поэтому конструкция этого проекта проста.

     

    Используйте конденсатор не менее 2200 мкФ 25 В и подключите резистор 5 кОм параллельно этому конденсатору для быстрой разрядки.При включении цепи конденсатор начинает заряжаться, и количество энергии поступает в конденсатор до заряда, через несколько секунд он полностью заряжается. После полной зарядки конденсатора ток начинает идти на PNP-транзистор BC558 и через резистор 100к в базе этого транзистора он включается, а затем питание проходит через этот транзистор и идет на NPN-транзистор BC548 через 5к резистор. И этот транзистор также включен, и реле Connected теперь активировано.Временная задержка создается продолжительностью времени зарядки конденсатора. При выключении этой цепи конденсатор разряжается и готов к следующему разу для обеспечения времени задержки.

    Я предлагаю использовать реле печатной платы небольшого размера 12В 20А. Если вы хотите увеличить продолжительность времени, подключите конденсатор емкостью более 2200 мкФ или подключите параллельно.

     

           

    Компоненты

    Конденсатор 2200 мкФ 25В-1

    Резистор

    5к -2

    1к-1

    100к-2

    Транзистор

    BC558-1

    BC548-1

     

    Контур 2

    Эта схема работает на время заряда и разряда конденсаторов.Резистор 56К используется в цепи для разрядки конденсатора С1. Транзистор Q1 получит небольшое напряжение на своей базовой клемме для включения, и этот единственный транзистор дает очень меньший ток, который не сможет активировать реле, поэтому другой транзистор подключен к эмиттеру первого транзистора для создания высокого выходного тока. эта комбинация двух транзисторов называется парой Дарлингтона. В паре транзисторов Дарлингтона на базу 2-го транзистора будет поступать небольшое напряжение с эмиттера 1-го транзистора.в этой паре выход станет выше.

    Детали

    Резисторы

    220К-1, 56К-1, 2.2К- 1

    Предустановка 220K-1

    Конденсатор 220 мкФ 25 В -1

    Транзистор 2N2222 — 2

    Реле 12В

    Диод 1N4007 -1

    Светодиод-1

    Читайте также

    Как конденсатор блокирует постоянный ток, но пропускает переменный ток

    Автоматическое отключение при коротком замыкании для постоянного тока

    Твердотельное реле с симистором и оптроном

    Что такое релейный переключатель? Принципиальная схема и принцип работы

    Электронный переключатель с реле называется релейным переключателем.По сути, это электронная схема, построенная из реле, транзисторов, диодов, резисторов. Отдельное реле можно использовать в качестве переключателя, но оно не будет эффективно работать с электронным сигналом или импульсным сигналом. Чтобы сделать реле более чувствительным и высокоэффективным, к нему присоединены активные и пассивные компоненты, которые можно назвать релейным переключателем. В электрической цепи одно реле может дать желаемый результат, потому что там не требуется быстрое переключение, но в электронной цепи одно электромеханическое реле может работать с высокой скоростью.Таким образом, чтобы получить быстрое переключение от электромеханического реле, нам необходимо разработать схему переключения электронного реле.

    Принципиальная схема релейного переключателя

    Прежде всего, давайте посмотрим на принципиальную схему релейного переключателя, чтобы понять принцип его работы.

    Вы можете видеть, что катушка реле соединена последовательно с выводом коллектора транзистора NPN. Мы знаем, что когда на базовом выводе транзистора нет напряжения, он будет действовать как разомкнутая цепь.Когда на базовую клемму подается положительное напряжение (больше порогового напряжения), транзистор будет действовать как короткое замыкание.

    Принцип работы релейного переключателя

    Теперь вопрос в том, как работает реле. Реле сработает, когда на его катушку подается напряжение или ток. Мы знаем, что транзистор подключен последовательно между катушкой реле и клеммами питания. Поэтому, когда он замыкает цепь, катушка реле получает напряжение питания от основного источника питания и срабатывает.

    Теперь, состояние 1 , на выводе базы транзистора нет напряжения. Таким образом, транзистор будет действовать как разомкнутая цепь. Таким образом, катушка реле не получит питания, поэтому она не будет работать.

    Теперь, условие 2 , на базовый вывод транзистора подается напряжение. Таким образом, транзистор будет действовать как замкнутая цепь. Катушка реле попадет на полное напряжение питания. Теперь реле будет работать, чтобы изменить свою клемму NC на NO, а клемму NO на NC.

    Функция диода маховика в цепи переключателя реле

    На приведенной выше принципиальной схеме видно, что диод маховика подключен к катушке реле. Это не что иное, как диод с PN-переходом, подключенный в обратном смещении параллельно катушке реле. Основная функция этого диода состоит в том, чтобы циркулировать ток обратной связи, генерируемый катушкой реле, и препятствовать его протеканию в цепь управления. Когда происходит функция переключения, катушка реле генерирует ток обратной связи, противоположный основному току, благодаря свойству самоиндукции.Если этот ток обратной связи течет к цепи управления, возникнет помеха. Таким образом, чтобы предотвратить эту проблему, диод с PN-переходом, известный как диод свободного хода или диод-маховик, подключается к катушке реле.

    Функция переключателя реле

    • Переключает электрический или электронный сигнал
    • Обеспечивает быстрое переключение
    • Повышает эффективность электромеханического реле
    • Подготавливает электромеханическое реле к работе с импульсными сигналами

    Реле Переключение приложений

    1.Релейный переключатель, используемый для управления двигателем с помощью микроконтроллеров или других устройств программирования.

    2. Релейный переключатель, используемый в цепях регулятора освещенности.

    3. Релейный переключатель, используемый в электронных схемах управления.

    Читайте также:  

    Благодарим Вас за посещение сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

    Однотранзисторное релейное переключение Принципиальная схема и инструкции

    Описание

    Для приведенной ниже схемы требуется двухполюсное двухпозиционное реле в сочетании с одним транзистором, позволяющее переключать реле нажатием кнопки мгновенного действия.Один набор контактов реле используется для управления нагрузкой, а другой используется для обеспечения обратной связи, чтобы реле оставалось активным или деактивированным. Несколько кнопок могут быть подключены параллельно, чтобы можно было переключать реле из разных мест.

    В деактивированном состоянии контакты реле расположены таким образом, что конденсатор емкостью 1000 мкФ заряжается примерно до 2,7 вольт. Когда переключатель замкнут, напряжение конденсатора подается на базу транзистора через резистор 560 Ом, в результате чего транзистор включается и активирует реле.В активированном состоянии контакты реле расположены таким образом, что резистор 3,3 кОм и резистор 560 Ом обеспечивают непрерывный ток на базу транзистора, поддерживая активированное состояние. В активированном состоянии конденсатор может разряжаться до нуля через резистор 1 кОм. Когда переключатель снова замкнут, конденсатор заставит базу транзистора двигаться к земле, отключив реле.

    Схема имеет три явных преимущества: она состоит всего из нескольких частей, всегда срабатывает при деактивированном реле и не требует устранения дребезга переключателей.Однако, поскольку конденсатор начнет заряжаться, как только кнопка будет нажата, кнопка не может оставаться нажатой слишком долго, чтобы избежать повторного включения реле. Эту проблему можно свести к минимуму с помощью дополнительного резистора, подключенного от базы транзистора к земле так, чтобы напряжение базы было близко к 0,7 В при нажатой кнопке и смещении транзистора в линейной области. Когда кнопка удерживается нажатой, напряжение катушки реле должно быть где-то между напряжениями включения и выключения, чтобы реле сохраняло последнее переключенное состояние.Для схемы, которую я построил с использованием 12-вольтовой катушки реле 120 Ом и транзистора 2N3053, это составило около 820 Ом. Изменения температуры повлияют на ситуацию, но работа все равно значительно улучшится. Я нагрел транзистор феном и обнаружил, что реле снова срабатывает при нажатии кнопки примерно на 1 секунду, но при нормальной работе это не представляет большой проблемы.

    Принципиальная схема

    Часы реле используют гистерезис для сохранения состояния

    Задолго до того, как лампы и полупроводники стали основными активными компонентами цифровых схем, реле использовались для очень сложного управления электронными системами.Сегодняшняя ретро-инженерия и работа в стиле стимпанк часто приводят к проектам, которые в конечном итоге становятся в значительной степени художественными — где важным аспектом является «наблюдение за тем, как это работает», — но иногда они также могут отваживаться на области электрического дизайна, которые, возможно, не были затронуты в прошлом. . В этой статье описываются цифровые часы на основе реле, которые представляют интерес в этом отношении.

    Описанные здесь часы могли быть построены в 1930-х годах или даже раньше. К 1930-м годам телеграфная и телефонная промышленность уже давно использовала реле для переключения и базовой логики.Реле также использовались в аспектах вычислений с комбинациями электромеханических устройств, используемых в табуляторах и других вычислительных машинах для бизнеса [ссылка 5]. А к концу 30-х и началу 40-х реле начали применять и в более общих условиях, о чем свидетельствуют релейные компьютеры Zuse [ссылка 3], Harvard [ссылка 4] и Bell [ссылки 10, 11]. Как правило, они включали различные другие виды электрических компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Однако по количеству компонентов доминировали реле.

    Реле, используемые в этих системах, также имеют много улучшений по сравнению с тем, что мы сегодня можем назвать базовым реле, предлагая несколько полюсов, несколько катушек, поперечины и различные материалы сердечника для управления синхронизацией. Типы включали «счетные» и шаговые реле [Ссылка 7], а также могли предлагать соединения с различными другими механическими устройствами. Например, Harvard Mark 1 приводил в действие наборы механических калькуляторов для выполнения основных арифметических операций [ссылка 4].

    Однако в данной работе единственным активным компонентом является небольшое реле DPDT, которое можно приобрести очень недорого — возможно, это ироническая дань уважения его более крупным предкам.В наше время проволока может быть меньше толщины волоса, а хорошо очищенные материалы, необходимые для хорошей магнитной проницаемости и электропроводности, могут быть изготовлены недорого. Таким образом, эти материалы можно, опять же недорого, отштамповать до точных, точных и воспроизводимых размеров. Получившиеся реле не только маленькие, но и весьма чувствительные. Таким образом, такой проект в 1930-х годах был бы осуществим, но также был бы значительно больше и более энергоемким.

    Этот проект выходит на неизведанную территорию дизайна, потому что он использует ячейку бинарного счетчика на основе RC, которая опирается на гистерезис реле, а не на защелку, в качестве основного механизма сохранения состояния.Это поведение гистерезиса описано в EDN Design Idea: Релейный гистерезис обеспечивает функцию переключения [ссылка 2], реализующую ячейку управления мощностью push-on/push-off. Возможность каскадирования этих ячеек позволяет нам сформировать двоичный счетчик, с помощью которого мы считаем секунды и, таким образом, строим часы. Мы можем получить источник для этих секунд несколькими способами, самый простой из которых — использовать RC-генератор. RC-генератор легко построить с помощью реле, однако управление часами от RC-генераторов очень неточно и подвержено дрейфу.

    В другом подходе можно использовать LC-цепи. Однако использование реле в качестве активного элемента для LC-генератора представляет собой вполне определенную задачу проектирования. Я провел некоторые исследования и расчеты и обнаружил, что построить такую ​​штуку вполне возможно, и тогда потенциально можно получить гораздо лучшую точность и температурную стабильность, чем с RC.

    Хотя осциллятор LC мог бы дать приличный тактовый сигнал, я не стал продолжать путь LC. Исторически сложилось так, что LC-генераторы любого типа не использовались в часах, хотя, конечно, они широко использовались в радиоприемниках и передатчиках.Более распространенным для часов было использование таких предметов, как камертоны и маятники, в качестве резонансных элементов, приводящих их в действие исключительно от электромеханических устройств или ламповых усилителей. Уоррен Маррсион, разработавший кварцевый осциллятор, хорошо резюмирует историю в статье «Эволюция кварцевых часов k» в Техническом журнале Bell System за июль 1948 г. [ссылка 7]. (Это также тот же номер журнала, в котором содержится статья Клода Шеннона «Математическая теория коммуникации». Мир тесен.)

    Вместо этого я выбрал другой подход для получения секунд с точностью, хотя для проверки я использовал RC-генератор. Я делю частоту линии переменного тока до одного Гц с помощью реле, резисторов и конденсаторов. [Примечание 1] Линия переменного тока, хотя частота ее меняется в течение дня на целых 0,02 Гц, гарантирует, что в конце одного дня будет произведено ровно 5 184 000 циклов [Примечание 2] [Ссылка 1]. Так что, если можно сосчитать эти циклы, можно построить довольно точные часы.Этот метод существует уже некоторое время, начиная с разработки синхронных двигателей переменного тока, вращение которых синхронно с циклами в линии переменного тока. Часы, основанные на этой идее, существуют с начала 1900-х годов [8].

    Таким образом, этот проект состоит из двух основных компонентов. Во-первых, это конструкция счетчика часов-минут-секунд и дисплея, который принимает односекундные импульсы. Во-вторых, делитель частоты 60 Гц, необходимый для создания этих импульсов. Каждый из этих компонентов ставит интересные задачи проектирования.

    Двоичный счетчик

    Базовый модуль переключения в Ref. 2 можно использовать в каскаде для реализации двоичного счетчика. Схема, показанная на рис. 1 , в качестве примера реализует четырехбитный счетчик. Входной сигнал имеет форму импульсов 12 В. Обратите внимание, что магнитное поле каждой катушки, обозначенное пунктирной линией, следует рассматривать как сигнал, чтобы проиллюстрировать — более четко, чем электрическая модель — модульность схемы. Используемые реле — стандартные реле HK-19F DPDT в версиях на 12 и 6 вольт [ссылка 12].

    Рисунок 1 Магнитное поле катушек, показанное пунктирной линией, является важной частью потока сигналов в этой конструкции счетчика на основе реле.

    Дизайн часов

    Учитывая приведенные выше основные схемы, есть несколько способов продолжить. Нужно сбалансировать потребность в легко читаемом дисплее со сложностью счетной схемы.

    Простейшие часы — это двоичный счетчик с двоичным дисплеем, который сбрасывается каждые 43 200 секунд (для 12-часовых часов) или каждые 86 400 секунд (для 24-часовых часов).Однако людям нелегко это читать.

    Шагом вперед по сравнению с чистым двоичным кодом по удобочитаемости является двоично-десятичный код (BCD), в котором группы из 4 (или менее) битов составляют десятичное число, состоящее из двоичных цифр. Это требует от людей чтения двоичного кода только до четырех битов, что является более простой задачей. Я пошел с этим, а не с более амбициозным проектом, таким как набор массивов цифровых пикселей [Примечание 3] , который можно было бы рассмотреть в будущем.

    Выбор дисплея BCD оставляет вопрос о конструкции счетчика.Возможен сброс двоичного счетчика на целый день, но тогда логика декодирования времени BCD становится сложной. Более естественным выбором является использование набора счетчиков BCD. При односекундном импульсном приводе для этого требуются счетчики по модулю 10, 6 и 12.

    На рис. 2 показана схема необходимых модулей счетчиков. Как показано, каждый модуль счетчика имеет входной тактовый сигнал (Cin) и выходной тактовый сигнал (Cout). При обороте своих разрядов от максимального значения до нуля каждый генерирует импульс для следующего счетчика.Это простой каскад счетчиков, общий как для электрических, так и для механических счетчиков.

    Рисунок 2 Счетчик, способный показывать время в секундах, требует модулей, способных считать по модулю 6, 8, 10 и 12.

    Счетчики BCD (и других модов)

    Счетчики по модулю имеют модификации по сравнению с базовым двоичным счетчиком, поскольку каждый из них должен быть сброшен на ноль на следующем такте после достижения ( по модулю – 1). Фундаментальная структура счетчика по модулю показана на рис. 3 , который представляет собой схему модуля счетчика по модулю 10 BCD.Когда счетчик достигает 9 (двоичный код 1001), логика реле переключает часы на реле сброса. Реле сброса генерирует импульс на шине сброса и отключает питание всех битовых реле. Импульс сброса должен быть достаточно длинным, чтобы гарантировать отключение всех реле, но достаточно коротким, чтобы гарантировать, что он не перекрывается со следующим тактовым импульсом.

    Рисунок 3 Этот двоично-десятичный счетчик работает нормально, пока счетчик не достигнет 9, затем следующие часы будут генерировать импульс при сбросе, но возвращая счет к 0.

    Схема действует как двоичный счетчик до тех пор, пока значение счетчика не достигнет 9, после чего включается k3 и шунтирует часы на k2. Часы в этот момент находятся на низком уровне, поэтому k2 остается выключенным. Когда часы переходят на высокий уровень, K2 включается и разряжает C1 через R1. Когда часы затем снова становятся низкими, k1 включается из-за броска тока через уже разряженный C1. Реле k1 будет оставаться включенным до тех пор, пока C1 не будет достаточно заряжен; около 20 миллисекунд. В течение этого периода отключается питание реле, хранящих биты, таким образом сбрасывая их на ноль.Часы переключаются обратно на k5, и возобновляется обычный двоично-десятичный отсчет.

    Модули 6 и 12 также достигаются путем использования соответствующей логики для определения значений счетчика 5 и 11 соответственно. Однако для счетчика mod 12 требуется специальное декодирование дисплея, поскольку ноль должен отображаться как 12 (часы), а значения выше 9 должны отображаться как 1, а двоично-десятичное число должно отображаться как 0 или 1. Схема для этого показана на рисунке . 4 , с прилагаемой таблицей истинности Рисунок 5 .

    Рисунок 4  Конструкция счетчика по модулю 12 отображает счет выше девяти в виде двух двоично-десятичных цифр, чтобы показать часы 10, 11 и 12. Рисунок 5 Эта таблица истинности по модулю 12 разрешает двоично-десятичные числа выше девяти как две цифры.

    Использование линии переменного тока 60 Гц в качестве источника синхронизации

    План генерации односекундных импульсов от линии переменного тока требует деления на 60. Здесь мы используем три каскадных счетчика 2x2x15. Детали первых двух стадий показаны на рис. 6 . Для обеспечения требуемой скорости на первых этапах нам нужны конденсаторы меньшей емкости, чем в схеме, показанной на рис. 1, и 6-вольтовые реле.Первый бит должен обрабатывать 60 Гц или общее время переключения 16,7 мс. Однако после этого требования к времени становятся все более слабыми, так что только 15 Гц, период 66,7 миллисекунд, появляется на часах счетчика деления на 15. Счетчик по модулю 15 основан на той же конструкции, что и двоично-десятичный счетчик на рис. 3, с использованием конденсаторов меньшей емкости для первых двух каскадов. Хотя период возбуждения этого счетчика довольно велик, мы должны быть осторожны со сбросом и убедиться, что конденсаторы достаточно малы, чтобы сброс разрядил достаточно, чтобы выключить реле.

    Рисунок 6 Чтобы получить секунды из линейного сигнала 60 Гц, мы используем счетчики 2x2x15.

    Обратите внимание на использование диода для извлечения синхронизирующего сигнала из линии переменного тока. Этот диод позволяет реле k2 и k3 работать на частоте 60 Гц. Поскольку реле не поляризованы, отсутствие этого диода заставит эти реле работать с частотой 120 Гц, периодом 8,3 миллисекунды, что обычно слишком быстро для последовательного и точного времени переключения. Однако возможно, что при использовании более быстрых реле диод можно будет исключить.

    Физическая реализация

    Вот часы в собранном виде. Основная плата часов/дисплей показана на рис. 7 вместе с проводкой на обратной стороне. Как вы думаете, какое время он показывает? [Примечание 4] [Примечание 5]

    Рис. 7 Часы в том виде, в каком они сделаны, показаны здесь как со стороны компонента, так и со стороны проводки. (Щелкните изображение, чтобы увеличить его)

    Большой конденсатор и потенциометр справа управляют RC-генератором, включенным таким образом, чтобы часы были автономными для тестирования.Но RC-генератор недостаточно точен и стабилен для реального использования.

    Делитель частоты сети переменного тока механически очень шумный, все эти реле постоянно дребезжат, поэтому для звукоизоляции я поместил эту секцию в старый деревянный ящик для виски Midleton. На рис. 8 показана коробка и печатная плата внутри. Плата подвешена в проволочной корзине, чтобы минимизировать передачу звука через корпус самой коробки.

    Рисунок 8 Поскольку реле делителя 60 Гц постоянно (и шумно) переключаются, эта секция встроена в деревянный ящик для звукоизоляции.(Щелкните изображение, чтобы увеличить его)

    Если вы хотите увидеть часы в полной мере, я выложил видео (см. «Демонстрация реле часов»).

    Заключение

    Использование гистерезиса реле, резисторов и конденсаторов в этой конструкции, по-видимому, не применялось в системах прошлых лет. Итак, нам нужно еще раз спросить, был ли этот проект осуществим в 1930-х годах? Я так считаю. Реле будут работать при более высоком напряжении, чем здесь, и будут иметь большее сопротивление катушки, поэтому можно было бы использовать конденсаторы меньшего номинала.Электролитические конденсаторы в ту эпоху были относительно большими и громоздкими, но тем не менее доступными. И, конечно же, резисторы и маленькие лампочки были обычным явлением. Можно было сделать так.

    Мы могли бы быть более верными предыдущим векам и использовать только реле для счетчиков и метод генерации частоты, который не зависит от линии переменного тока. Последнее может быть выполнено с использованием камертонов и подобных устройств в качестве накопительной схемы для активного элемента на основе переключения. Релейные счетчики, работающие на требуемых скоростях, безусловно, возможны, и это может быть темой другой статьи.

    Дисплей

    , однако, это другое дело, где возвращение назад во времени вводит больше ограничений. Электрический свет, например, появился только в конце 1800-х годов. Кроме того, историческая литература по управлению часами, хотя и из дискретного источника, такого как камертон с подсоединенными к нему контактами, всегда показывает какой-то соединительный элемент, который механически поворачивает циферблат часов, в отличие от отображения счета, как это сделано здесь. Даже часы Bulova Accutron, которые стали доступны в 1960 году, приводили в движение шестеренчатый дисплей часов от камертонного механизма с механической муфтой.Сам камертон был частью колебательной схемы, управляемой однотранзисторным генератором [ссылка 10].

    Часы

    с цифровым дисплеем действительно появились в начале 1900-х годов [ссылка 9], но в этих часах использовался обычный механизм и перевернутые цифровые карты для передачи дискретного счета. Так что в некотором смысле это были счетчики, но коммерчески доступные часы, действительно основанные на подсчете импульсов от какого-то источника частоты, похоже, не были разработаны до 1960-х годов. Таким образом, хотя эти часы могли быть построены в 1930-х годах, подход с дисплеем, вероятно, даже не рассматривался.

    Часы и проблемы, связанные с измерением и интерпретацией времени, значительно изменились в современную эпоху. Часы с камертонами или даже кварцевые кристаллы становятся причудливыми в эпоху, когда мы можем вытащить наши мобильные телефоны и узнать время с точностью до секунды по сравнению с государственными стандартами. Но принятие причудливости может быть увлекательным, тем более, что чем дальше назад во времени мы хотим отправиться. И это может, как в данном случае, привести на интересную и неизведанную территорию в электронном дизайне.

    ПРИМЕЧАНИЯ

    [1] Я допускаю использование одного диода, как показано в следующих разделах.

    [2] Возникает вопрос, насколько сегодня энергокомпании придерживаются этого. Ссылка [1] указывает, что они все еще делают это, но я не изучал это глубже.

    [3] Под этим я подразумеваю массив, образованный отдельными источниками света — светодиодами, лампами накаливания или другими — в виде пикселей. Кроме того, не допускаются ИС семисегментных дисплеев или ИС массивов пикселей.

    [4] Посмотрите внимательно, прежде чем читать ответы ниже.

    [5] Показано время 11:51:51 и 5:26:39.

    Ссылки

    1. Utility Frequency, https://en.wikipedia.org/wiki/Utility_frequency.
    2. A. Stabile, Идея дизайна EDN: гистерезис реле обеспечивает функцию переключения (представлено для публикации в октябре 2020 г.).
    3. Компьютер Zuse Z3, https://en.wikipedia.org/wiki/Z3_(computer)
    4. Гарвардский Марк 1, https://en.wikipedia.org/wiki/Harvard_Mark_I
    5. Джеффри Д. Австрийский, Герман Холлерит: Забытый гигант обработки информации, издательство Колумбийского университета, 1982.
    6. П. Шеклтон и Х. В. Перселл, Реле в системе Bell, Технический журнал Bell System, январь 1924 г., https://archive.org/download/bell00systemtechniamervol3rich/bell00systemtechniamervol3rich.pdf
    7. Уоррен А. Маррисон, Эволюция кварцевых часов, Технический журнал Bell System, июль 1948 г., https://edn.com/wp-content/uploads/bellsystemtechni27amerrich.pdf
    8. Краткая история цифровых часов, https://blog.onlineclock.net/history-of-digital-clocks-watches/
    9. Булова, https://en.wikipedia.org/wiki/Булова. Подробности механики и схемы можно найти на разных сайтах, например https://watchguy.co.uk/teardown-bulova-accutron-218/ или http://members.iinet.net.au/~fotoplot/acctech314 .htm
    10. Модель V, https://en.wikipedia.org/wiki/Model_V
    11. Джордж Стибиц, https://en.wikipedia.org/wiki/George_Stibitz
    12. Технические характеристики реле HK-19F, http://grobotronics.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.