РТУТНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ (НАКЛОНА) – СДЕЛАЙ САМ

May 30, 2014 by admin Комментировать »

Среди датчиков положения (наклона) различают шариковые и ртутные. На основе датчиков отечественная промышленность выпускает микроблоки со встроенным узлом сравнения и определенным уровнем напряжения на выходе, например: ДПА-М18-76У-1110-Н, ДПА-Ф60-40У-2110-Н и аналогичные. По типу уровня напряжения на выходе и характеристике сравнения и преобразования сигнала такие датчики делят на цифровые и аналоговые. Не вдаваясь в дебри технологии производства электронных компонентов, коснемся практической стороны применения датчиков положения (наклона) радиолюбителями в домашних (бытовых) условиях.

Рис. 4.7. Внешний вид ртутного датчика положения (наклона)

Самые распространенные, простые и, следовательно, дешевые по себестоимости — ртутные датчики положения.

Они представляют собой стеклянный корпус, сравнимый по размерам с небольшой неоновой лампой (12 х 5 мм), с двумя выводами-контактами и капелькой (шариком) ртути внутри корпуса, запаянного под вакуумом. Ртутный датчик положения (наклона) типа 8610 (далее — РДП) имеет известный в среде установщиков автомобильных сигнализаций аналог SS-053 и широко используется в автомобилях и мотоциклах, в том числе зарубежного производства, в качестве бесконтактного датчика. С его помощью обеспечивается контроль угла наклона подвески, открывания капота, багажника (в некоторых моделях автомобилей). Ничто не препятствует и радиолюбителю использовать такой датчик при создании собственных конструкций. Внешний вид датчика показан на Рис. 4.7.

При эксплуатации ртутного датчика положения надо иметь в виду, что без специального оборудования невозможно точно установить угол (градус) наклона, при котором РДП будет стабильно срабатывать. Кроме того, следует принимать во внимание токсичность ртути, которая может стать опасной при разрушении датчика, а также инерционность срабатывания, обусловленную конструктивными особенностями датчика, такими, как «тяжеловесность» капли ртути. Если с инерционностью срабатывания датчика в простых радиолюбительских конструкциях, к которым не предъявляют повышенных требований профессиональных устройств, можно еще как-то мириться (инерционность срабатывания составляет десятые доли секунды), неточность срабатывания датчика в зависимости от угла и скорости изменения наклона представляет собой более серьезную проблему. И тем не менее для простых конструкций данный датчик отлично подходит без каких-либо дополнительных доработок.

Устройствами нагрузки управляют с помощью двух нормально разомкнутых контактов РДП 8610. Предельно допустимый ток коммутации составляет 2 А. С такими электрическими характеристиками рассматриваемый РДП является полностью готовым устройством, коммутирующим (управляющим) внешнюю нагрузку. Эти возможности РДП практически реализованы в небольшом и полезном устройстве, которое недавно появилось в серийном производстве в Санкт-Петербурге под названием «Антисон» и внешний вид которого показан на Рис. 4.8.

Элементы схемы и их назначение

Внутри «черного ящика» установлены:

•          три элемента питания типа СЦ-21 напряжением 1.5 В каждый, соединенные последовательно (суммарное напряжение батареи — 4.5 В);

•      выключатель, замыкающий электрическую цепь;

•      непосредственно РДП в стеклянном вакуумном исполнении;

•          пьезоэлектрический капсюль со встроенным генератором НЧ типа 1205FXP.

При замкнутых контактах включателя питания и соответственно при замкнутых контактах РДП (что происходит при наклоне корпуса прибора) раздается звуковой сигнал. Практическое применение этого устройства очевидно: прибор надевается на ухо человека. Для этого предусмотрена специальная конструкция корпуса (см. Рис. 4.8). При вертикальном положении головы водителя звуковой капсюль не активен, зато при наклоне головы к рулевому колесу автомобиля, что, как правило, имеет место на длинных перегонах, когда водитель утомлен и его клонит ко сну, сразу раздается звуковой сигнал тревоги.

Рис. 4.9.

Электрическая схема включения РДП 8610

Сигнал тревоги, т.е. замыкание контактов РДП, звучит не только при превышении угла наклона более чем на 20° в вертикальной плоскости, но и в аналогичных условиях наклона в горизонтальной и иной плоскости, что расширяет возможности применения датчика.

Поскольку данный РДП можно считать универсальным, на Рис. 4.9 представлена электрическая схема его подключения с отображением источника питания и устройств управления (нагрузки, периферии).

Как следует из схемы, РДП своими контактами замыкает электрическую цепь управления устройством нагрузки. Таким устройством может быть:

•      звуковой пьезоэлектрический капсюль;

•      световой индикатор, например сверхяркий светодиод;

•          слаботочное электромагнитное реле на соответствующее напряжение и ток срабатывания (СЭМР);

•          вход оптоэлектронного реле, или токовый ключ (на транзисторе, тиристоре), управляющий силовым узлом и потребляющий большой ток от источника питания.

Напряжение питания элемента GB1 в данном случае не принципиально и зависит только от электрических параметров «устройства нагрузки».

В наши дни РДП можно без труда приобрести практически в любом магазине радиотоваров, его стоимость не превышает 100 рублей.

При закреплении датчика в корпусе устройства его надежно фиксируют с помощью расплавленного парафина или «моментального» клея. Таким образом, удается обеспечить максимальную стабильность функционирования РДП.

В силу особенности конструкции (наличия вакуума внутри стеклянного корпуса) РДП 8610 практически не допускает ложных срабатываний. Диапазон рабочих температур в пределах -30…+45°С. При соот-

ветствующей защите от внешних воздействий РДП эффективно работает в жидких и влажных средах, а также в условиях повышенной вибрации, что делает его практически незаменимым в ряде нестандартных ситуаций.

Применение РДП практически не имеет пределов. Например, датчик положения головы (в шлемофонах мотоциклистов или в шлемофонах-аксессуарах для компьютерных игр) или датчик наклона (отклонения) вертикальных строительных конструкций под воздействием ветра (такие датчики пригодились бы для установки на «падающей» Пизанской башне, чтобы постоянно контролировать изменение угла наклона к земле этого исторического памятника). Кроме того, ртутный датчик может быть использован в устройстве звукового сигнализатора падения или для контроля «дрожания» и наклона в фототехнике. Как вариант оправданно применение РДП для контроля положения вертикальной антенны (мачты) для радиопередачи. Перечислить все возможные варианты применения портативного РДП — задача невыполнимая, поскольку их может быть столь же много, как и альтернативных решений при разработке электрической схемы устройств одного принципа действия. Практически все разработки и идеи автора можно рассматривать с различных точек зрения и с учетом конкретных задач, стоящих перед радиолюбителем.

Источник: Кяшкаров А. П., Собери сам: Электронные конструкции за один вечер. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2007. — 224 с.: ил. (Серия «Собери сам»).

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