Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Изготовление чувствительного "детектора близости" с колебательным контуром

   "Детектор близости", схема которого приведена на рис.1, разработан для охраны металлических объектов, таких, как несгораемые шкафы, сейфы и разного рода металлическое оборудование.
   Два транзистора типа п-р-п, Q1 и Q2 образуют составной транзистор, включенный по схеме с общим коллектором и связанный с колебательным контуром через конденсатор С5. С ползунка резистора R4 в точку соединения конденсаторов С1 и С2 подается сигнал обратной связи, вызывающий генерацию. Глубина обратной связи и вместе с тем чувствительность регулируются переменным резистором R4. Частота генерации выбрана равной около 30 кГц. Сигнал генератора, снимаемый с резистора R4, поступает на диодный выпрямитель с удвоением напряжения на диодах D1 и D2. Напряжение на выходе выпрямителя через резистор R3 создает прямое смещение на базе транзистора Q3, в результате чего он открывается. Широкий диапазон регулировки чувствительности дает возможность легко настраивать ДБ для охраны объектов размерами от монеты до слона. Для питания схемы подойдет любой источник напряжения от 9 до 15 В, способный отдать в нагрузку ток до 20 мА.
   Сборка схемы. Смонтировав детали схемы на плате из изоляционного материала, поместите ее в любой пластмассовый или металлический корпус. Катушка индуктивности колебательного контура наматывается из 75 витков медного провода сечением 0,3 мм2 на куске ферритового стержня размерами 8 X 75 мм, как показано на рис.2.
   Катушку наматывайте виток к витку на середине стержня. Завершив работу, оставьте выводы по 7,5 см и закрепите витки изолентой. Если ваша схема будет размещаться в металлическом корпусе, проследите, чтобы катушка индуктивности не находилась ближе 2,5 см от стенок. В противном случае ее добротность будет снижена, что приведет к плохой работе всего устройства.
   Подключение устройства. Если представляется возможность, общий провод питания схемы соедините с землей. Вход устройства соедините с охраняемым предметом (рис.1). Он должен быть изолирован от земли. Это можно сделать, подложив под него бруски из твердого дерева или другого хорошего изолятора. Бруски должны приподнимать охраняемый предмет на высоту не менее одного дюйма. В этом случае схема работает наилучшим образом.
 ’’Детектор близости” с нагруженным колебательным контуромРис. 1. ’’Детектор близости” с нагруженным колебательным контуром
 Конструкция катушки индуктивности колебательного контура.
Рис. 2. Конструкция катушки индуктивности колебательного контура.
Схема подключения устройства.Рис. 3. Схема подключения устройства.
   Подав питание на схему, подключите вольтметр постоянного напряжения к клемме В и положительной шине питания. Находясь на достаточном расстоянии от охраняемого объекта, вращением переменного резистора R4 найдите точку, где показания вольтметра скачком изменялись бы от нуля до напряжения, близкого к напряжению питания. Приблизившись к объекту, убедитесь, что в какой-то момент показания вольтметра упадут до нуля. Регулируя чувствительность устройства резистора R4, можно добиться надежного срабатывания устройства в нескольких сантиметрах от охраняемого предмета, а при желании - только при касании его.
   Применяя "детектор близости", часто стараются настроить его на максимальную чувствительность; в идеальных условиях это вполне возможно. Но во многих случаях условия далеки от идеальных и склонны изменяться. Изменение влажности, параметров деталей, даже мыши могут стать причиной ложной тревоги.
 ’’Детектор близости” на микросхеме.Рис. 4. ’’Детектор близости” на микросхеме.
   ’’Детектор близости”, схема которого приведена на рис.4 разработан для тех энтузиастов в электронике, кому больше нравится экспериментировать, чем собирать уже обкатанную схему. Если это вам подходит - за дело!
Необходимо сказать несколько слов о применяемой в устройстве микросхеме. Четыре логических элемента ИЛИ - HE, входящих в цифровую микросхему 4001, собраны на полевых транзисторах с МОП - структурой и каналами типов р и п. Уже в саму схему заложена защита от статического напряжения и высоких электрических полей. Но, несмотря на это, следует быть весьма осторожным при запитывании этой микросхемы. Ни на одном из выводов микросхемы напряжение не должны превышать 16В. Производя какие-либо перепайки, всегда предварительно отключайте питание схемы. При соблюдении всех этих правил микросхема вас не подведет. Все детали схемы уместятся на плате размером 7,5 X 10 см. В качестве чувствительной антенны может служить пластина фольгированного стеклотекстолита или гетинакса, а также просто кусочек жести размером 15 X 15 см. Провод, соединяющий антенну со схемой, должен быть по возможности коротким, чтобы избежать паразитных наводок с частотой сети.
   Работа схемы. Логические элементы А и В образуют генератор низкой частоты. Его рабочая частота определяется величиной резистора R2 и емкостью, распределенной в монтаже и самой микросхеме. На схеме эта емкость показана пунктирной линией и обычно не превосходит 25 пФ.
Передатчик ДБРис. 5. Передатчик "детектора близости"
   В случае, если генерация не возникает, что может быть следствием недостаточно емкости, можно подключить добавочный конденсатор емкостью от 5 до 25 пФ между выводами 2 и 4 микросхемы. Хорошо для этой цели использовать подстроенный конденсатор, настроив его для лучшей работы устройства.
   Уровень выходного сигнала генератора регулируется переменным резистором R1, подающим смещение на один из входов элемента А. Им же регулируется чувствительность прибора. Через резистор R4 с выхода диодного выпрямителя подается смещение на базу транзистора Q1, которое подбирается таким, чтобы в режиме ожидания транзистор был полностью открыт. Настройка данного ДБ производится так же, как и в предыдущих примерах. Производя опыты со схемой, никогда не забывайте о необходимых предосторожностях в обращении с микросхемами МОП - структуры.
   Следующий описываемый ДБ работает совсем по-иному, чем первые два, и обладает другой конструкцией. Здесь в паре работают не слишком высокочастотный передатчик и настроенный на его частоту приемник. Антенны обоих устройств расположены так, что преходящий между ними объект становится ’’вспомогательной” антенной. Так, при проходе его вблизи антенны передатчика радиоволны будут излучаться и антенной передатчика, и этим объектом. При желании ото устройство может использоваться для охраны практически любого металлического предмета.
   Схема передатчика показана на рис.5. Транзистор Q1, индуктивность L1 и конденсаторы С1 и С2 образуют низкочастотный генератор. Эмиттерный повторитель ка транзисторе Q2 служит буферным каскадом, развязывающим генератор и антенну.
   Схема приемника приведена на рис.3. Он состоит из резонансного контура (L1 и С1) и эмиттерного повторителя на транзисторах Q1 и Q2. Такая схема обладает весьма высоким входным сопротивлением и поэтому не шунтирует контур.  Схему завершает электронный ключ на транзисторе Q4, который в режиме ожидания закрыт. Охраняемый предмет подключается электрически по входу приемника и служит приемной антенной.
   Сборка схемы. Обе схемы могут быть смонтированы на платах из изоляционного материала, после чего помещаются в металлические или пластмассовые корпуса. Устройства не критичны к расположению деталей, и их удовлетворит любая монтажная схема. Катушки индуктивности приемника и передатчика одинаковы и состоят из 75 витков провода 0,3 мм2, намотанного на отрезке ферритового стержня размером 8 х 75 мм, как показано на рис.2.
   При сборке приемника надо предусмотреть побольше свободного места вокруг конденсатора С1, чтобы можно было лучшим образом настроить приемник на частоту передатчика. Если охраняемый предмет очень большой, то может понадобиться переходный конденсатор между ним и приемником. В качестве этого можно использовать конденсатор емкостью 5000 пФ. Он не вносит никаких поправок в работу устройства и может применяться во многих случаях, не приводя к снижению чувствительности.
   Настройка и ввод в работу. К предмету, который вы собираетесь охранять, подключите вход приемника, как показано на рис.6. Антенну передатчика расположите под ковром на полу или укрепите на противоположной стене. Площадь антенны должна быть не менее 4500 см , но иногда возможно использовать и меньшую антенну. Правда, при этом снижаются возможности устройства. Всегда неплохо поэкспериментировать с размером антенны и ее расположением для достижения наилучших результатов.
   Смонтировав таким образом устройство, подайте питание на передатчик и приемник. К конденсатору С5 приемника подключите вольтметр. Ползунок резистора R6 приемника должен находиться в верхнем (по схеме) положении. Если при этом вольтметр показывает напряжение чуть меньше 0,4 В, схема обладает самой высокой чувствительностью.
 Приемник ДБРис. 6. Приемник "детектора близости"
 Схема возможной установки ’’детектора близости”Рис. 7. Схема возможной установки ’’детектора близости”
   Для надежной работы устройства, находясь вдалеке от антенн приемника и передатчика, установите резистором R6 на конденсаторе С5 напряжение от 0,25 до 0,4В.
   При вводе устройства в работу проследите, чтобы были незаметны места подключения его к охраняемому предмету и хорошо скрыты провода, идущие к обоим антеннам. Плохо скрытая от глаз сигнализация, хотя и весьма дорогая и высокочувствительная, проигрывает в споре, с опытным преступником, тогда как элементарный потайной выключатель сделает свое дело, подняв тревогу.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика