Схемы емкостных реле своими руками

Емкостные датчики схемы на логических элементах

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.

На транзисторах VT1 – VT3 собран усилитель электрического сигнала, формирующегося в результате наводки от человека. Емкость С1, диоды D2 и D3 используются для защиты реле от любого ложного срабатывания.

Сенсор изготавливается своими руками из алюминиевой или медной пластины с размерами 100 мм х 100 мм.

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.

Читайте также:  Варежки спицами из козьего пуха

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 Cд. Емкость конденсатора тем выше, чем больше площадь его обкладок и меньше расстояние между ними. Катушку индуктивности 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.

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 H1. 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 Uо6р. = 400 В элементы V6 и R7 можно убрать из схемы.

Автор:
Опубликовано 01.01.1970

Читайте также:  Строят ли монолитные дома зимой

Вот представьте себе – входите вы в сортир, а там хоп! – и свет сам зажегся. Ну, вы недоуменно поозирались, попудрили, стало быть, нос, и вышли оттуда. А свет-то – хрясь! – и сам выключился. Красота. Сплошная автоматизация и экономия электричества. Существует множество способов достичь вышеописанного эффекта, однако самый эффективный из них – это емкостное реле. У него меньше всего недостатков, простая схемотехника, оно несложно в изготовлении. Правда, немножко придется повозиться с настройкой, ну да что уж там – не каждый день – один раз настроил и готово.
Итак, смотрим схему:

Как можно убедиться, единственные неприятные в изготовлении элементы схемы – это две катушки, но что делать – надо.
Как же все это работает? Все просто.
В исходном состоянии, то есть если не подходить и не касаться датчика, генератор на транзисторе VT1 работает с частотой около 100 кГц. А контур L2С3 настроен на ту же самую частоту, то есть – в резонанс и связан с генератором через резистор R2. В результате, на инвертирующем входе компаратора DA1 присутствует напряжение около 5 вольт. А поскольку на другом входе компаратора тоже есть некое, специально подобранное напряжение, то на выходе микросхемы почти ноль.
Теперь давайте подойдем к датчику. Что происходит?
Емкость датчика возрастает, частота колебаний генератора резко падает. Контура здорово расстраиваются относительно друг друга – никаким резонансом уже и не пахнет. В результате напряжение на входе компаратора падает и на выходе появляется напряжение 7-8 вольт, которое можно использовать по своему усмотрению.

О деталях.
Транзистор – любой из серии КП303, ОУ – К140УД7, УД8. Тип резисторов и конденсаторов не критичен. Обе катушки намотаны на одинаковых кольцах из феррита 2000НМ внешним диаметром 20 мм и содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 0,2 мм. Намотка выполняется виток к витку. У катушки L1 отвод делается от 20-го витка, считая от нижнего по схеме конца, у L2 – от середины. Расстояние между началом и концом должно быть не меньше 3-4 мм.

Настройка.
После сборки делается предварительная настройка реле. Окончательная производится после того, как вы определитесь с тем, где будет стоять это устройство, и чем оно будет заниматься. Короче – опиливание по месту. Итак, для предварительной настройки в качестве датчика берем два куска провода диаметром около 1 мм и длиной 1-1,5 м. Располагаем их параллельно друг другу на расстоянии 15-20 см. Подключаем вольтметр к конденсатору C5 и вращая подстроечный конденсатор C4 добиваемся максимальных показаний вольтметра. Если при этом емкость C4 окажется наибольшей, то параллельно ему подключаем постоянный конденсатор емкостью 10-15пФ и повторяем настройку. Напряжение должно быть в пределах 2,5-5 вольт. Если оно меньше подбираем резистор R1 в сторону уменьшения, однако его сопротивление не может быть меньше 500 кОм. После этого можно настроить порог срабатывания устройства. Для этого к выходу ОУ можно подключить светодиод через резистор 1 кОм. Движок резистора R3 устанавливаем в нижнее по схеме положение, а R2 – в среднее. Светодиод должен гореть. Теперь, вращаем движок R3 и добиваемся погасания светодиода. Подносим руку к датчику или касаемся его – светодиод должен загореться. Ура – предварительную настройку считаем законченной. Дальнейшая настройка, как уже отмечалось выше осуществляется на месте работы реле. В качестве датчика можно использовать, например, полоски фольги длиной 30-40 см и шириной 3-4см. Или что-то аналогичное.
Ну вот, пока все.

Читайте также:  Температура в угловой комнате зимой норма

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.

Радиус действия реле зависит от точности настройки конденсатора C1, a также от конструкции датчика. Максимальное расстояние, на которое реагиру¬ет реле, равно 50 см.

Охранная сигнализация, переключатели для бытовых устройств, датчики контроля на производственном конвейере — вот лишь небольшая часть сферы применения этого емкостного реле. Его можно использовать, к примеру, в простейшей бытовой автоматике: сел в кресло — включился торшер, заиграла музыка, заработал вентилятор и т.п. Словом, область применения этого реле подскажет фантазия, творческая мысль самих радиолюбителей. Радиус действия реле зависит от точности настройки конденсатора С1, а также от конструкции датчика. У автора максимальное расстояние, на которое реагирует реле, равно 50 см. Принципиальная схема емкостного реле приведена на рис.1, изображения монтажа и печатной платы — на рис.2, а конструкция индуктивной катушки с размещением ее и датчика на плате — на рис.3.

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

Датчик устанавливается перпендикулярно плоскости печатной.

Он представляет собой отрезок изолированного монтажного провода длиной от 15 до 100 см, либо квадрат, выполненный из такого же провода, со сторонами от 5 см до 1 м.

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

Автор: В.И.Андрианов,А.В.Соколов. "Шпионские штучки 2"

HTML код для размещения на сайте или в блоге

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *