Чудо переключатель

May 19, 2010 by admin Комментировать »

Достаточно слегка коснуться рукой металлической пластины, и в вашей ком­нате зажигается свет, включается маг­нитофон или радиоприемник, звенит в квартире звонок. «Волшебник», которо­му подвластны эти чудеса, — сенсор­ный переключатель.

Сенсорные устройства нашли широкое применение в различной бытовой про­мышленной и радиолюбительской аппа­ратуре, приборах дистанционного управ­ления, электромузыкальных инструмен­тах. Однако такие устройства, как пра­вило, содержат большое количество полупроводниковых и микроэлектронных элементов, сложны в налаживании и по­этому малодоступны для повторения начинающими радиолюбителями.

Между тем простой и надежный сен­сорный переключатель можно собрать из небольшого количества радиодеталей и использовать его, например, для управ­ления перемоткой или временной оста­новкой ленты в магнитофоне, в сторо­жевом устройстве, вместо обычной кноп­ки квартирного звонка.

Как же работает такой чудо-переклю­чатель? Вероятно, вам уже известно, что работающие электрические приборы, а также провода электросети создают вокруг себя электромагнитные поля, ко­торые постоянно воздействуют на чело­века и наводят в его теле переменное напряжение. Чтобы понять, каким обра­зом это происходит, вспомним, что те­ло каждого человека имеет определен­ную электрическую проводимость, то есть является проводником электриче­ского тока, и, следовательно, так же, как любой проводник, может служить свое­образной приемной антенной, улавлива­ющей электромагнитные колебания самых различных частот. Однако преобла­дают чаще всего наводки с частотой 50 Гц, поскольку электропроводка и бытовые приборы излучают электро­магнитные волны именно этой частоты. Наводки эти невелики и составляют всего 1…3 В. Вот почему мы не ощу­щаем их воздействия, но тем не менее уровень их Достаточен, чтобы управлять сенсорными устройствами.

При прикосновении с металлической пластиной, называемой сенсором (Е1), наведенное в теле человека напряжение поступает на усилитель низкой частоты на транзисторах VT1 и VT2 (рис. 1). При этом на коллекторе VT2 появляет­ся переменное напряжение амплитудой 4…5 В, которое выпрямляется диодом VD1 и сглаживается конденсатором С1. Транзистор VT3 открывается, и реле К1 срабатывает. В этом состоянии оно на­ходится до тех пор, пока рука касает­ся сенсора EI. Но стоит убрать руку, напряжение на входе усилителя упадет до нуля, и реле «отпустит». Таким об­разом, реле включает внешнее устрой­ство лишь во время контакта руки с сенсором Е1.

Переменный резистор R1 служит для регулировки чувствительности усилите­ля. Уменьшая чувствительность, можно добиться управления устройством при помощи двух сенсоров: Е1 и Е2 (по­казан пунктиром). В этом случае реле К1 будет срабатывать при одновремен­ном касании одной рукой сенсора El, a другой — Е2. Такой вариант сенсорного переключателя можно с успехом при­менить, например, в сторожевом устрой­стве для входной двери. Для этого в качестве одного сенсора используют ме­таллические части дверной ручки, а вто­рой скрытно устанавливают в дверном проеме. Тогда при одновременном при­косновении к дверной ручке и к «сек­ретному» сенсору реле К1 сработает и отключит предохранительный механизм замка. При касании только одного из сенсоров замок останется заблокиро­ванным.

clip_image004

clip_image006

Если же нужно, чтобы исполнитель­ное устройство оставалось включенным и после прикосновения к сенсору, меж­ду коллектором и эмиттером VT3 вклю­чают вторую контактную пару К1.2 (рис. 2), работающую на замыкание. Тогда реле К1, срабатывая, закорачива­ет коллекторно-эмиттерную цепь оконеч­ного транзистора и при нарушении кон­такта между рукой и сенсором не отключается. Обесточивают реле, от­ключив питание.

Следующая схема, изображенная на рисунке 3, позволяет усовершенствовать сенсорный переключатель. В этом слу­чае сенсор Е1 служит для включения устройства, а Е2 — для его выключе­ния. При касании рукой пластины Е1 контакт К1.2 блокирует реле К1. От прикосновения к сенсору Е2 включает­ся реле К2, которое размыкает контакт К2.1, реле К1 отключается, и электронное устройство возвращается в исходное состояние.

Следующая схема, изображенная на рисунке 4, представляет сенсорный зво­нок. В отличие от предыдущих уст­ройств, у сенсорного звонка отсутствует конденсатор в цепи базы транзистора VT3, а вместо реле включена динами­ческая головка ВА1 с высоким сопро­тивлением звуковой катушки. Динами­ческую головку с малым сопротивлени­ем подключают через выходной трансформатор.

Устройство работает как усилитель навсдок переменного напряжения, по­ступающих с сенсора Е1. При этом в «динамике» раздается звук с частотой входного сигнала. Громкость звучания регулируют переменным резистором R1.

Источник питания, схема которого по­казана на рисунке 5, обеспечивает на выходе стабилизированное напряжение 12 В при токе 160… 170 мА. Трансфор­матор Т1 преобразовывает напряжение сети 220 В в 12…24 В. Выпрямитель­ный мост собран на диодах VD1—VD4 по двухполупериодной схеме. Стабили­зацию выходного напряжения источника питания обеспечивает транзистор VT1, включенный по схеме с общей базой, и стабилитрон VD5.

Сенсорный переключатель смонтиро­ван на плате размером 70X33 мм, изго­товленной из фольгированного гетинак-са толщиной 1…1.5 мм (рис. 6). Для других вариантов электронного устрой­ства необходимо внести незначительные изменения в расположение токопроводя-щих дорожек на плате. Сенсорную плас­тину размером 10X15 мм крепят в лю­бом подходящем месте в зависимости от назначения устройства.

Источник питания собран на отдель­ной плате из фольгированного гетинак-са размером 60X33 мм (рис. 7).

Сенсорный переключатель может быть размещен как в отдельном футляре, так и в корпусе прибора, вместе с которым он применяется.

Теперь о деталях устройства. Тран­зисторы VT1, VT2, VT4, VT5 — КТ315, VT3, VT6 и VT1 в источнике питания — КТ601—КТ603, КТ608, КТ801 с любыми буквенными индексами. Вместо диода Д18 подойдет любой серий Д2, Д9, Д220, Д219, Д223; в выпрямителе до­пустимо применить приборы Д237; ста­билитрон Д813Б можно заменить дру­гим подобным, обеспечивающим напря­жение стабилизации 11… 14 В.

Постоянные резисторы — ВС или ОМЛТ, переменный резистор — любой марки, оксидные конденсаторы — К50-6. Электромагнитные реле РЭС47 с током срабатывания не более 50 мА (паспорт РФ4.500.402, РФ4.500.409). Трансформа­тор питания с напряжением вторичной , обмотки 12…24 В, например ТС-25 или ТС-27 от телевизора «Юность». Выход­ной трансформатор от транзисторных радиоприемников. Динамическая голов­ка — любая, мощностью 0,2… 1 Вт. Ин­дикаторная лампа HL1 должна быть рассчитана на напряжение вторичной обмотки силового трансформатора.

При правильном монтаже и исправ­ных деталях все устройства начинают работать сразу после включения пита­ния. Налаживание их сводится к ре­гулировке чувствительности переменным резистором R1.

В. ЯНЦЕВ

Моделист-конструктор

OCR Pirat

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты