Сенсорное устройство с триггером

 В продолжении рассказа о сенсорных электронных устройствах и узлах, пред­ставляю электрическую схему простого устройства на рисунке.

Принцип работы сенсора в этом устройстве аналогичен описанному выше. А функциональный принцип работы отличается от предыдущего описания. Уст­ройство включит лампу накаливания EL1 от любого прикосновения к контакту Е1 и оставит ее во включенном состоянии до тех пор, пока на сенсор Е1 не будет оказано повторное воздействие. При повторном касании сенсора устройство пе­реключится в другое устойчивое состояние, и лампа накаливания EL1 окажется выключенной. Время нахождения триггера в каждом из двух устойчивых состоя­ний не ограничено, пока на устройство подано питание. Узел триггера собран по классической схеме на логической микросхеме DD1 К561ТМ2. В схеме задей­ствован только один элемент этой микросхемы. С выхода микросхемы DD1 уп­равляющий сигнал поступает на усилитель тока на транзисторе VT2. В эмиттер- ной цепи транзистора VT2 включен управляющий электрод тринистора VS1. При напряжении на нем более 3 В, тринистор открывается и включает лампу накали­вания EL1.

Полевой транзистор VT1 имеет большое (в несколько десятков МОм) сопротив­ление перехода сток-исток-затвор, что препятствует попаданию сетевого напряже­ния на сенсорный контакт, а резисторы R1 и R2 общим сопротивлением 10 МОм ограничивают ток настолько, что потенциал осветительной сети на сенсоре Е1 неза­метен.

Параметры сенсора и конструктивные особенности изготовления устройства подробно описаны в предыдущем материале.

Мерцания лампы в данной схеме практически незаметно, так как выпрямление напряжения осуществляется четверкой диодов, включенных по мостовой схеме.

В тот момент, когда на выводе 1 микросхемы DD1 присутствует низкий уровень напряжения, транзистор VT2 закрыт и нагрузка обесточена. При высоком логичес­ком уровне на выходе DD1, транзистор и тринистор соответственно находятся в открытом состоянии и на нагрузку (EL1) поступает напряжение питания.

Спектр применения устройства разнообразен и ограничивается только фанта­зией радиолюбителя. Данный электронный узел может включать и автоматически выключать различные электронные приборы с мощностью до 60 Вт. При мощности нагрузки, превышающей это значение, тринистор VS1 устанавливают на теплоот- вод, изолированный от корпуса.

Устройство может выполнять функции автоматического включателя, причем в качестве нагрузки может применяться любая активная: ночник, звуковой генера­тор, елочная гирлянда, украшающая праздник и даже портативный музыкальный центр, включающий музыку в результате касания сенсора (и отключающей ее при повторном касании).

Могут быть и другие варианты применения устройства. Практически проверен­ные результаты дает применение устройства в качестве оригинального сигнализа­тора наличия аппетита у домашних животных. Оказалось, что кота и собаку можно без особого труда приучить к тому, чтобы они носом касались сенсорной пласти­ны, установленной у миски питания. Таким образом, при касании домашним жи­вотным сенсора раздается мягкий (не пугающий животное) звуковой сигнал, сооб­щающий людям, что их «младшие друзья» непременно хотели бы поесть.

Если триггер находится в том устойчивом состоянии, когда нагрузка отключена, устройство практически не потребляет тока — эта величина ничтожно мала и нахо­дится в пределах 5 мА. При включении нагрузки ток возрастает до 12.14 мА без учета тока потребления лампы накаливания EL1. Устройство можно питать и от источника питания с понижающим трансформатором. Напряжение питания в пре­делах 5...15 В. В случае питания от альтернативного источника питания в эмиттер- ную цепь транзистора VT2 можно подключить электромагнитное реле на напряже­ние, соответствующее напряжению питания устройства, контактами которого ком­мутировать нагрузку.

В налаживании устройство не нуждается и при исправных элементах начинает работать сразу после включения. Чувствительность узла можно подкорректировать изменением сопротивления резистора R2.

Транзистор VT1 заменяют на КП501 с любым буквенным индексом, КП7131А9 или на микросборки КР1014КТ1, 2VN2120, ZN2120, содержащие аналогичные транзисторы.

Лампа накаливания EL1 рассчитана на напряжение 220.235 В и мощность 7.60 Вт.

Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,5, MF-50, Р1-4, С1-4, С2-26, C2-33 или аналогичные. Оксидный конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного на­пряжения. Его тип К50-24, К50-29 или аналогичный. Стабилитрон VD1 заменяют на КС175А, Д808, Д814А или на аналогичный с напряжением стабилизации 6.12 В. Выпрямительные диоды VD2-VD5 заменяют на КД226В, КД258Б, Д112-16 и анало­гичные, учитывая, что их обратное напряжение не должно быть менее 300 В. Вмес­то дискретных диодов можно применить готовый выпрямительный мост типа КЦ402А, КЦ405А, КЦ407А. Вместо транзистора VT2 можно применить КТ940А- КТ940Г, КТ630А-КТ630В, КТ814Б-КТ814Г. Тиристор VS1 должен быть с минималь­ным током управляющего электрода. Кроме указанного на схеме, это может быть Т112-16-х или другой, с худшими характеристиками, например, типа КУ201К- КУ201М, КУ202К-КУ202М.

Устройство собирают на монтажной плате и закрепляют в корпусе из диэлект­рического материала. При монтаже элементов стремятся к тому, чтобы их выводы имели минимальную длину (для уменьшения влияния помех). Силовую часть мон­тируют так, чтобы корпуса тиристора и выпрямительных диодов (в случае приме­нения дискретных диодов) не имели контакта с другими элементами (не санкцио­нированного по электрической схеме).

Устройство работает только при наличии в осветительной сети напряжения 220 В. Поэтому при несанкционированном отключении электроэнергии, устройство сигнализации окажется бесполезным. Особенность устройства в том, что сенсор­ный узел, как и все другие сенсоры, эффективен только там, где есть наведенное в человеке (или животном) электрическое поле переменного тока- в жилых и про­изводственных помещениях, и будет бесполезен в поле, в горах, и на открытой местности.

Для этой записи еще нет комментариев.

Станьте первым, кто оставит комментарий к этой записи!

Для добавления комментариев зарегистрируйтесь или авторизируйтесь.