静電容量センサー。スキーム、説明

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静電容量センサー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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このデバイスは、手が錠や金庫などの金属製の物体に近づくか、保護された物体に触れると反応します。約 200x200 mm の寸法の導電性プレートはセンサーとして機能します。センサーの感度は設定によって異なり、最大 20 cm まで可能です。

上記の容量性センサー回路の特徴は、低消費電力 (微電流モードでの動作) であり、これにより自律的な電源の使用が可能になります。

回路 (図 3.34) の動作は、可変容量の原理に基づいています。センサー WA1 に手を近づけると、トランジスタ VT1 上の自動発電機の発振回路に静電容量が導入され、その周波数が変化します。自己発振器の初期周波数は約 280 kHz です。この回路は、2 番目の発振回路 (L7、CXNUMX) が自励発振器の周波数と共振するように調整されます。

アクティブ RF 信号検出器はトランジスタ VT4 に組み込まれています。回路 (L2、C7) に十分な電圧振幅がある場合、VT4 は飽和状態になります (VT5 はロックされています)。

静電容量センサー
図。 3.34

抵抗 R6、R7 の回路は、電源電圧が 3,5 V から 10 V に変化した場合でも回路の安定した動作を保証します。抵抗 R6 を使用して、センサーの希望の感度を設定できます。

トランジスタ VT2 と VT3 は、電源電圧が変化したときにトランジスタ VT1 と VT4 の動作モードを安定させるためのダイオードとして使用されます。ダイオードと比較して、トランジスタ接合は、低い動作電流で優れた電圧安定化を実現します。

回路の構成を容易にするために、制限抵抗を備えた LED を VT5 コレクタに接続できます (抵抗の値は電源電圧に依存し、200 ～ 1000 オームの範囲になります)。

静電容量センサー
図。 3.35

静電容量センサー
米。 3.36. PCB トポロジー

回路の粗い調整はコンデンサ C7 によって行われ、滑らかな調整はコイル L2 のコアと抵抗 R6 によって行われます。デバイスの最終セットアップは実際のセンサー WA1 を使用して実行され、その後回路はこのセンサーを使用して動作します。さらに、保護対象物の金属表面が大きい場合は、WA5 と回路のピン 100 の間に小容量の絶縁コンデンサ (1 ～ 1 pF) を取り付ける必要がある場合があります。

コイル L1、L2 は、直径 600 mm、長さ 400 mm のタイプ 10NN (または 55NN) のフェライトロッドに巻かれています (図 3.35 を参照)。このようなフェライトは、MF および LW 帯域の受信機のアンテナとして使用されます。コイル L1 には直径 350 ～ 2 mm の PELSHO ワイヤが 250 巻、L0,08 - 0,12 巻が含まれており、フェライトロッド上の紙フレーム上に均等に配置されています。コア L2 はフレームに対して移動する必要があります。

固定抵抗はタイプ C2-23、同調抵抗 R6 - SPZ-19a、コンデンサ C10 はタイプ K53-1、残りのコンデンサはタイプ K10-17 を使用します。

図では、図 3.36 と図 3.37 にプリント基板の設計とその上の素子の配置を示します。

センサー回路はプラスチックケースに入れられ、WA1 送信機の近く (100 ～ 200 mm) に取り付けられます。

このデバイスは、センサーとして他のセキュリティ回路と連携して動作することも、サウンドインジケーターがある場合は独立したセキュリティデバイスとして動作することもできます (図 3.38)。

コイルL1、L2のパラメータは図の回路と同じです。 3.34、コイル L3 は標準サイズ KYuhbhZ の 600 つのフェライトリング (2000...250NN) に接着されて巻かれており、同じワイヤが 120 回巻かれています (インダクタンスは約 XNUMX mH)。

静電容量センサー
米。 3.37. 要素の配置

トランジスタ VT6 および VT7 上のサウンドジェネレータの動作原理は、図 4.12 に示す回路と同様です。 1. HF3.39 音源としてはあらゆるピエゾエミッターが適していますが、プリント基板トポロジ (図 8) は ZGI XNUMX を取り付けるために与えられています。

静電容量センサー
図。 3.38

静電容量センサー

基板上では、抵抗 R1 と R2 がコンデンサの上に配置されているため、実装密度が高まり、コンデンサ C10 には 50 V のタイプ K16-16 が使用されます。

回路が 6 V の電圧の電源から電力を供給されている場合、セキュリティモードの消費電流は 1 mA を超えず、音声信号の場合は 3 mA を超えません。

出版物: cxem.net

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