Детекторы и датчики
Это ультразвуковой эхолокатор, с звуковой сигнализацией приближения на пороговое расстояние. Его можно использовать как сигнализатор приближения к чему-либо. В основе устройства лежит генератор ультразвука с акустической обратной связью. Элементами датчика являются ультразвуковой микрофон .
Это устройство предназначено для приблизительной оценки расстояния до объекта. Оно состоит из ИК-передатчика и ИК-приемника. Принцип действия основан на измерении уровня отраженного ИК-сигнала. Передающая схема построена на микросхеме D1. На её элементах сделан мультивибратор, генерирующий .
В охранных системах и системах автоматики применяются различные датчики.Здесь приводятся схемы трех проверенных опытным путем датчиков. Один акустический, другой сейсмический (реагирует на удары, вибрацию. ), третий оптический (реагирует на резкое изменение освещенности в помещении) .
Эта простая схема, собранная из подручных материалов, предназначена для включения нагрузки, например, осветительного прибора, когда в месте установки датчика — фоторезистора темно, и выключения его, когда светло. Такие приборы зачастую называют «сумеречными таймерами» .
Практически данное устройство представляет собой часы, соединенные с фотореле. Основой послужили электронные часы на микросхемах К176ИЕ12, К176ИЕЗ и К176ИЕ4, сделанные лет 10-15 тому назад. Переделка коснулась узла на микросхеме К176ИЕ12, который служит для генерации импульсов с периодом .
В статье предложены варианты пассивных и активных (на ОУ широкого применения и на специализированной микросхеме) датчиков, собранных на основе трансформатора тока. Нередко требуется измерять или контролировать ток, потребляемый от электрической сети различными нагрузками, например электроприборами .
Схема очень простого детектора радиопередатчиков, построен на двух транзисторах и может найти маломощный передатчик работающий на частоте до 1000МГц. Не секрет, что многих людей в нашей стране охватила «шпиономания». Простые граждане, видят себя не менее чем Джеймсом Бондом, и при первой же .
Описанная в чешском радиолюбительском журнале схема позволяет идентифицировать не только изменения яркости объектов на мониторе, но и зафиксировать движение, например, людей или автомобилей в обозреваемом видеокамерой пространстве. По данным первоисточника, чувствительность системы столь .
Прибор предназначен для проверки идентичности различных веществ: жидких, сыпучих, органических и минеральных. Прибор позволяет сравнивать одинаковые вещества и обнаруживать в них примеси. Основное назначение прибора — экспресс-анализ, проводимый по относительным показаниям стрелочного индикатора .
Устройство предназначено для автоматического включения света, когда вы находитесь за рабочим столом (или перед мойкой на кухне) и выключения света, когда вас там нет. Многие забывают выключать свет на рабочем месте или на кухне, а это влечет за собой повышенный расход электроэнергии. На рисунке .
Источник
ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК НА ФОТОДИОДЕ
Данная статья представляет собой обзор перспектив применения каскодного усилителя для согласования фотодиодного датчика с длинным кабелем. Задача стояла изготовить оптический датчик, подключающийся к тахометру с помощью коаксиального кабеля. Тахометр применен опытно-промышленного изготовления, поэтому его в данной статье рассматривать не будем.
Недостатки классических подходов
Для начала вспомним как работает фотодиод: при внешнем освещении он начинает вырабатывать небольшой фототок, порядка сотни наноампер. Затем этот ток либо усиливается и передается, либо наоборот, передается и в приемнике усиливается. Первый подход требует отдельного источника питания, а это, в свою очередь, вынуждает применять трехпроводные кабели и разъемы.
Да и сам усилитель, даже будучи собранным на SMD, занимает ценное пространство пробника и, скорее всего, потребует применение печатной платы, что неудобно. Второй подход порождает иные проблемы. Подключив фотодиод к длинному кабелю, можно столкнуться при передаче с наводками и утечками, а если вход у прибора высокоомный, то и с емкостью самого кабеля, которая ограничит частотный диапазон работы. Данный способ имеет право на жизнь, если соединительная линия имеет небольшую длину и в приемном устройстве применяется приличный усилитель. В нашем же случае на такой усилитель рассчитывать не стоит. А учитывая и то, что тахометр эксплуатируется в условиях сильных электромагнитных помех, такой подход просто неприменим. Тут требуется иное решение.
Преимущества каскода
Каскод представляет из себя усилитель на паре транзисторов, включенных по схеме преобразователь напряжение-ток и ток-напряжение. Ветвь ток-ток при этом находится под неизменным напряжением, и если в разрыв ветви вставить длинный кабель, то не будет происходить перезаряд его емкости. Утечки и помехи также становятся незначительными, за счет сравнительно большого протекающего тока, что в результате позволяет применить кабель практический любой длины. Из недостатков схемы можно указать, что такой каскод требует для работы довольно высокого напряжения питания, от 9 В и выше. Можно заставить его работать и от 5 вольт, но будет это не просто и, возможно, повлечет серьезное изменение схемы.
Описание схемы
Сам пробник состоит из фотодиода, резистора нагрузки сопротивлением 1 МОм, разделительного конденсатора, резистора утечки 3.3 МОм и транзистора Т1. Фотодиод при освещении начинает выдавать ток, который протекает по резистору нагрузки, тем самым создавая на нем падение напряжения. Это напряжение уже можно подавать на затвор транзистора Т1.
После некоторых попыток подать на фотодиод смещение, было выяснено, что заметного улучшения чувствительности это не приносит, зато проблем добавляет массу, поэтому от смещения решено было отказаться. Поскольку тахометр работает исключительно по перепадам светового потока, то целесообразно сделать его устойчивым к внешней засветке. Для этого применен разделительный конденсатор,и так как оставлять висящий в воздухе по постоянному току затвор нельзя, применен резистор утечки 3.3 МОм.
Для увеличения чувствительности можно несколько увеличить сопротивление первого резистора, но не сильно, при напряжении на фотодиоде выше 0,2 В резко начинает сказываться нелинейность последнего. Но, если работа предполагается в сильном затемнении, то можно спокойно увеличивать сопротивление даже в пять раз. Разделительный конденсатор и резистор утечки представляют собой фильтр ВЧ, и его номиналы могут быть выбраны в зависимости от требуемой минимальной рабочей частоты. А при работе в статическом режиме, например, в датчике освещения, данные элементы можно вообще не устанавливать. Также следует иметь ввиду, что сопротивление резистора утечки должно быть больше резистора нагрузки.
Далее напряжение, свободное от постоянной составляющей, подается на затвор полевого транзистора Т1, который преобразует его в ток, пригодный для передачи по кабелю.
В приемной части на транзисторе Т2 собран преобразователь ток-напряжение. Стабилитрон на 3.6 В стабилизирует потенциал на базе транзистора Т2. На эмиттере Т2 и стоке Т1 будет примерно на 0,6 вольт меньше, то есть в районе 3 вольт. Нагрузкой транзистора Т2 служит резистор 1.2К*, его сопротивление зависит от напряжения питания, напряжения на стабилитроне и начального тока стока транзистора Т1. Начальный ток стока применяемого транзистора оказался 3 мА, напряжение питания 9.5 вольт.
Напряжение коллектор-база должно быть минимум 2 В, а сопротивление нагрузки (для получения максимального усиления) как можно больше. При напряжении на коллекторе в районе 6 вольт, на резисторе остается 9,5-6=3,5 вольта, что при токе 3 мА дает сопротивление чуть меньше 1,2 ком. Так как, чем больше это сопротивление, тем больше усиление каскада, то нужно стремиться его увеличить. Раз напряжение питания задано, а уменьшать напряжение на транзисторах нельзя, остается подбирать транзистор Т1 с наименьшим начальным током стока и максимальной крутизной. При этом коэффициент усиления каскада будет небольшим, примерно 1. 2.
Выходной сигнал снимается с коллектора транзистора Т2. На транзисторе Т3 собран усилитель, который является частью тахометра и служит для согласования каскода с логикой схемы.
Резистор, отмеченный двумя звездочками, задает начальную точку Т3 и подбирается под конкретный транзистор по наивысшей чувствительности срабатывания.
Те, кого транзисторная схемотехника страшит или усиления в несколько раз не хватает, могут поставить операционный усилитель. В данном варианте схемы усиление определяется всего одним резистором обратной связи.
Конструкция
Пробник собран в корпусе от разъема BNC на фотодиоде ФД265А и транзисторе КП303Д. Транзистор Т2 вовсе со стертой маркировкой, но к нему не предъявляется никаких особых требований, разве что чтобы статический коэффициент передачи тока был не сильно мал, от 50 и выше. Полевой транзистор тоже можно применять любой марки нужного типа проводимости, желательно отобранный по начальному току и крутизне.
Данная схема была проверена на работу на коаксиальный кабель длиной 20 метров и не вызвала никаких нареканий. Автор материала — SecreTUseR.
Источник
Простая сенсорная кнопка
Транзисторы любые NPN структуры: КТ315, КТ3102 или BC547 или любой другой. Резисторы 0,125-0,25 Ватт. Светодиод любого цвета, но лучше красный, так как падение напряжение падение у него минимальное. Питание 5 вольт, больше меньше можно и меньше тоже.
Все компоненты были компактно соединены между собой на миниатюрной печатной плате, которую можно сделать просто вырезав лишнюю медь резаком оставив таким способом остроугольные многоугольники. Детали, использованные для поверхностного монтажа, транзисторы в sot-26 npn, резисторы 0805, перемычки – кусочки провода, вместо них, если есть берите крупный 2512 резисторы с нулевым (условно) сопротивлением. Сенсорное устройство работает сразу, без настройки.
Объяснение работы схемы
Дотрагиваясь до базы транзистора Q3 вы наводками открываете его, вследствие чего через его КЭ и резистор 1 Мом течет ток, который открывает следующий полупроводник Q2, тот открываясь открывает Q3, который уже управляет светодиодом, открываясь через его КЭ течет ток, от минуса идет к катоду светодиода, а к аноду он уже подключен. Резистор 220 Ом здесь “токоограничительный”, на нём падает лишнее напряжение, что защищает диод от деградирования кристалла и полного выхода из строя LED1
Ну вот горит светодиод по касанию пальца – и что? А вот то, что вместо этого светодиода ставим реле и теперь мы можем управлять почти любой нагрузкой, в зависимости от характеристик применяемого реле. Ставим мощную лампу накаливания, подключенную к сети, а в разрыв этой цепи контакты реле. Теперь при нажатии, а точнее касании сенсора лампа светит.
Также организовать включение/отключение нагрузки можно с помощью оптопары, если отсутствует реле, тогда также будет гальваническая развязка. Эта прекрасная вещь состоит из светодиода и фототранзистора, когда первый светит, то это открывает транзистор и через его КЭ может течь ток. Включаем нужные выводы оптрона в схему сенсора вместо светодиода LED1, а остальные два в разрыв источника питания и любой нагрузки. Эту деталь можно изъять из зарядок от телефона. Возьмите, к примеру, PC-17L1.
Чуть ниже вы видите дополнение к основной схеме, где показано как нужно подключать оптопару к схеме сенсора, также добавлен один транзистор, это нужно для того чтобы вы могли подключать весомую нагрузку, а не просто светодиоды на 20 mA.
Еще вместо реле и оптопары возможно применение двух npn транзисторов. Я так и сделал, схему вы видите. Работает это так: Q5 всегда должен быть открыт, через резистор 10 кОм, но через КЭ открытого Q4 на базу Q5 поступает “минус” и из-за этого он закрыт. Когда же вы касаетесь сенсора – то минус поступает через открытый Q1 на базу Q4 и закрывает его, теперь уж ничто не мешает Q5 оставаться открытым – нагрузка работает, а в моем случае мощный 1 Ватт светодиод ярко светит.
Так это выглядит в собранном состоянии.
Сенсор не имеет фиксации, дотронулись – светит, отпустили – не светит. Коль желаете сделать фиксацию – просто добавьте в схему триггер, например, на микросхеме КМ555ТМ2 или любой другой (можно даже на таймере 555 реализовать это). С добавление триггерной системы при касании к сенсору нагрузка будет включена до тех пор, пока не произойдет следующее касание или исчезнет питание схемы.
На практике это можно применить для быстрого включения и отключения освещения в комнате. Очень удобно, коснулся небольшого чувствительного участка, и комната освещена, второе касание отключит свет. Небольшое количество энергии будет теряться, но этим можно пренебречь.
Схема работает, но из-за своей простоты далеко не идеально. Если сенсор большой, то схема может срабатывать даже тогда, когда вы еще не дотронулись до него, также если вы рукой расчешете волосы возле датчика светодиод также может загореться. Выход из этой ситуации простой – миниатюрный сенсорный датчик.
Как уже говорилось – открытие Q3 происходит за счет наводок, видеть это можно на видео, светодиод светит не постоянно, а подмигивает с большой частотой, но это хорошо заметно при съёмки.
Яркость работающего диода не велика, если вы дотрагиваетесь только до базы третьего транзистора, но стоит вам коснуться еще и плюса питания, то ваше тело выступит в роле резистора и транзистор Q3 перейдет в насыщение. Но при таком раскладе для некоторых потеряется смысл сенсора.
Эта схема очень проста и предназначена лишь для понимания принципа работы электронных компонентов, применять в серьезных конструкциях не рекомендуется.
Источник
