Sensor capacitivo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O dispositivo reage quando uma mão se aproxima de um objeto metálico, como uma fechadura, um cofre, ou quando toca um objeto protegido. Qualquer placa eletricamente condutora com dimensões de aproximadamente 200x200 mm pode servir como sensor. A sensibilidade do sensor depende da configuração e pode ser de até 20 cm.

Uma característica distintiva dos circuitos de sensores capacitivos acima é o seu baixo consumo (operação em modo microcorrente), o que permite a utilização de fonte de alimentação autônoma.

A operação do circuito (Fig. 3.34) é baseada no princípio da capacitância variável. Quando você leva a mão ao sensor WA1, a capacitância é introduzida no circuito oscilatório do autogerador no transistor VT1 e sua frequência muda. A frequência inicial do auto-oscilador é de cerca de 280 kHz. O circuito é ajustado de forma que o segundo circuito oscilatório (L2, C7) esteja em ressonância com a frequência do autooscilador.

Um detector de sinal de RF ativo é montado no transistor VT4. Com amplitude de tensão suficiente no circuito (L2, C7), o VT4 estará em saturação (enquanto o VT5 estiver bloqueado).

Fig. 3.34

Um circuito de resistores R6, R7 garante operação estável do circuito quando a tensão de alimentação muda de 3,5 para 10V. O resistor R6 pode ser usado para definir a sensibilidade desejada do sensor.

Os transistores VT2 e VT3 são usados ​​​​como diodos para estabilizar os modos de operação dos transistores VT1 e VT4 quando a tensão de alimentação muda. Comparada aos diodos, a junção do transistor proporciona melhor estabilização de tensão em baixas correntes de operação.

Para facilitar a configuração do circuito, pode-se conectar um LED com resistor limitador ao coletor VT5 (o valor do resistor depende da tensão de alimentação e pode ser de 200 a 1000 Ohms).

Fig. 3.35

Arroz. 3.36. Topologia PCB

A sintonia aproximada do circuito é feita pelo capacitor C7, a sintonia suave é feita pelo núcleo da bobina L2, bem como pelo resistor R6. A configuração final do dispositivo é realizada com um sensor WA1 real, com o qual o circuito funcionará posteriormente. Além disso, se o objeto protegido tiver uma grande superfície metálica, pode ser necessário instalar um capacitor de isolamento de pequena capacidade (5...100 pF) entre WA1 e o pino 1 do circuito.

As bobinas L1, L2 são enroladas em uma haste de ferrite do tipo 600NN (ou 400NN) com diâmetro de 10 mm e comprimento de 55 mm (ver Fig. 3.35). Tais ferritas são utilizadas como antenas em receptores nas bandas MF e LW. A bobina L1 contém 350 voltas, L2 - 250 voltas de fio PELSHO com diâmetro de 0,08...0,12 mm, que são distribuídas uniformemente sobre uma moldura de papel em uma haste de ferrite. O núcleo L2 deve se mover em relação ao quadro.

São utilizados resistores fixos tipo C2-23, resistor de sintonia R6 - SPZ-19a, capacitor C10 tipo K53-1, os demais capacitores são do tipo K10-17.

Na Fig. As Figuras 3.36 e 3.37 mostram o desenho da placa de circuito impresso e a disposição dos elementos nela.

O circuito do sensor é colocado em qualquer caixa plástica e montado próximo ao remetente WA1 (100...200 mm).

O dispositivo pode funcionar em conjunto com outros circuitos de segurança como sensor ou como dispositivo de segurança independente se houver indicador sonoro (Fig. 3.38).

Os parâmetros das bobinas L1, L2 são os mesmos do circuito mostrado na Fig. 3.34, a bobina L3 é enrolada em dois anéis de ferrite (600...2000NN) de tamanho padrão KYuhbhZ colados e contém 250 voltas do mesmo fio (sua indutância é de cerca de 120 mH).

Arroz. 3.37. Disposição dos elementos

O princípio de funcionamento do gerador de som nos transistores VT6 e VT7 é semelhante ao circuito mostrado na Fig. 4.12. Qualquer emissor piezoelétrico é adequado como fonte de som HF1, mas a topologia da placa de circuito impresso (Fig. 3.39) é fornecida para a instalação do ZGI 8.

Fig. 3.38

Na placa, os resistores R1 e R2 estão localizados acima dos capacitores, o que aumenta a densidade de instalação, e é utilizado o capacitor C10 tipo K50-16 a 16 V.

Quando o circuito é alimentado por uma fonte com tensão de 6 V, o consumo de corrente no modo SEGURANÇA não ultrapassa 1 mA, e com sinal sonoro - 3 mA.

Publicação: cxem.net

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