Kapacitivni senzor je jedna od vrsta senzora blizine čiji se princip temelji na promjeni dielektrična konstanta okoline između dvije ploče kondenzatora. Jedna ploča je senzor kruga u obliku metalne ploče ili žice, a druga je električno provodljiva supstanca poput metala, vode ili ljudskog tijela.

Pri razvoju sistema automatsko uključivanje dovod vode u wc za bide, postalo je neophodno koristiti kapacitivni senzor prisutnosti i prekidač koji imaju visoka pouzdanost, otporan na promjene vanjska temperatura, vlaga, prašina i napon napajanja. Takođe sam želio eliminirati potrebu da osoba dodiruje kontrole sistema. Samo šeme mogu pružiti zahtjeve. senzori dodira koji djeluju na principu promjene kapaciteta. Završena šema zadovoljavajući potrebni zahtjevi nisam ga našao, morao sam ga sam razviti.

Rezultat je univerzalni kapacitivni senzor dodira koji ne zahtijeva podešavanje i reagira na približavanje vodljivih predmeta, uključujući osobu, na udaljenosti do 5 cm. Opseg predloženog senzora dodira nije ograničen. Može se koristiti, na primjer, za uključivanje rasvjete, sistema alarmni sustav, određivanje nivoa vode i u mnogim drugim slučajevima.

Dijagrami električnih kola

Za kontrolu protoka vode u toaletnom bideu bila su potrebna dva kapacitivna senzora dodira. Jedan senzor morao je biti instaliran direktno na toalet, morao je davati logički nulti signal u prisustvu osobe, a u odsustvu logičnog jednog signala. Drugi kapacitivni senzor trebao je služiti kao prekidač za vodu i biti u jednom od dva logička stanja.

Kada je ruka dovedena do senzora, senzor je morao promijeniti logičko stanje na izlazu - iz početnog pojedinačnog stanja da pređe u stanje logičke nule, kada je ruka ponovo dodirnuta iz nultog stanja da bi prešla u stanje logičnog. I tako do beskonačnosti, dok se signal za omogućavanje logičke nule sa senzora prisutnosti šalje na dodirni prekidač.

Kapacitivni krug osjetnika dodira

Osnova sklopa kapacitivnog osjetnika dodira za prisustvo je glavni generator pravokutnih impulsa, napravljen prema klasični uzorak na dva logička elementa mikrovezja D1.1 i D1.2. Frekvencija generatora određena je nominalnim vrijednostima elemenata R1 i C1 i odabrana je oko 50 kHz. Vrijednost frekvencije praktično ne utječe na rad kapacitivnog senzora. Promijenio sam frekvenciju sa 20 na 200 kHz i nisam vizuelno primijetio utjecaj na rad uređaja.

Sa 4 pina D1.2 signala pravougaone kroz otpor R2 ulazi na ulaze 8, 9 mikrovezja D1.3, a preko promjenjivog otpora R3 na ulaze 12.13 D1.4. Na ulaz D1.3 mikrovezja dolazi signal mala promjena nagib pulsne fronte zbog instalirani senzor, koji je komad žice ili metalna ploča. Na ulazu D1.4, zbog kondenzatora C2, fronta se mijenja za vrijeme potrebno za njegovo punjenje. Zbog prisustva otpornika trimera R3, moguće je postaviti ivice impulsa na ulazu D1.4 jednake ivicama impulsa na ulazu D1.3.

Ako približite ruku ili metalni predmet anteni (senzor dodira), tada će se povećati kapacitet na ulazu DD1.3 mikrovezja i prednji dio dolaznog impulsa odgodit će se u vremenu, u odnosu na prednji dio impuls koji ulazi u ulaz DD1.4. da bi se "uhvatilo" ovo kašnjenje, invertirani impulsi dovode se na DD2.1 čip, koji je D flip-flop, koji radi na sljedeći način. Na pozitivnom rubu impulsa koji dolazi na ulaz C mikrocirkule, signal koji je u tom trenutku bio na D ulazu prenosi se na izlaz okidača. Stoga, ako se signal na D ulazu ne promijeni, impulsi koji dolaze na brojaču C ne utječu na razinu izlaznog signala. Upravo je ovo svojstvo D okidača koje nam je omogućilo da napravimo jednostavan kapacitivni senzor za dodir.

Kada se kapacitet antene, zbog približavanja ljudskog tijela njoj, na ulazu DD1.3 poveća, impuls se odgađa i to popravlja D okidač, mijenjajući njegovo izlazno stanje. HL1 LED koristi se za označavanje prisutnosti mrežnog napona, a HL2 za blizinu senzora.

Krug prekidača senzora

Kapacitivni krug osjetnika dodira također se može koristiti za upravljanje prekidačem na dodir, ali uz malu izmjenu, jer treba ne samo da odgovori na pristup ljudskog tijela, već i da ostane u stabilnom stanju nakon uklanjanja ruke. Da bi se riješio ovaj problem, bilo je potrebno dodati još jedan D okidač, DD2.2, na izlaz senzora dodira, koji je uključen prema djeliteljskom krugu sa dva.

Kapacitivni senzorski krug je malo modificiran. Da bi se isključili lažni alarmi, budući da osoba može polako unositi i izvlačiti ruku, zbog prisustva smetnji, senzor može izdati nekoliko impulsa na brojač ulaz D okidača, remeti potrebni algoritam prekidača. Zbog toga je dodan RC lanac elemenata R4 i C5, koji je na kratko blokirao mogućnost prebacivanja D okidača.

Okidač DD2.2 radi na isti način kao i DD2.1, ali signal na D ulaz ne dolazi iz drugih elemenata, već iz inverznog izlaza DD2.2. Kao rezultat, na pozitivnoj ivici impulsa koji dolazi na ulaz C, signal na ulazu D je obrnut. Na primjer, ako je u početnom stanju na pinu 13 postojala logička nula, a zatim jednom podižući ruku na senzor, okidač će se prebaciti i na pinu 13 će se postaviti logička jedinica. Sljedećom akcijom na senzoru, na pinu 13, logička nula se ponovno postavlja.

Da bi se blokirala sklopka u odsustvu osobe na zahodu, logička jedinica se iz senzora dovodi na R ulaz (podešavanje nule na izlazu okidača, bez obzira na signale na svim ostalim ulazima) mikroveznice DD2.2 . Logična nula je postavljena na izlazu kapacitivnog prekidača koji se kroz snop dovodi do baze uključenog tranzistora elektromagnetski ventil u jedinici za napajanje i komutaciju.

Otpornik R6, u odsustvu signala blokiranja s kapacitivnog senzora u slučaju njegovog kvara ili prekida upravljačke žice, blokira okidač na ulazu R, čime se isključuje mogućnost spontanog dovoda vode u bide. Kondenzator C6 štiti ulaz R od smetnji. HL3 LED koristi se za označavanje protoka vode u bideu.

Dizajn i detalji kapacitivnih senzora na dodir

Kad sam počeo razvijati senzorni sistem vodoopskrbe za bide, činilo mi se najtežim zadatkom razviti kapacitivni senzor prisutnosti. To je bilo zbog brojnih ograničenja u instalaciji i radu. Nisam želio da senzor bude mehanički povezan s poklopcem WC školjke, jer se s vremena na vrijeme mora ukloniti radi pranja i nije ometao sanitaciju samog WC-a. Stoga sam odabrao spremnik kao reagirajući element.

Senzor prisutnosti

Prema gore objavljenoj šemi, napravio sam prototip. Dijelovi kapacitivnog senzora sastavljeni su na tiskanu ploču, ploča je smještena u plastičnu kutiju i zatvorena poklopcem. U kućište je instaliran jednopolni konektor za povezivanje antene, a za napajanje opskrbnog napona i signala instaliran je četveropolni RSH2N konektor. Štampana pločica povezana je konektorima lemljenjem bakarnih vodiča u fluoroplastičnu izolaciju.

Kapacitivni senzor senzora sastavljen je na dva mikrovezja serije KR561, LE5 ​​i TM2. Umjesto čipa KR561LE5, može se koristiti KR561LA7. Prikladni su i mikrovezji serije 176, uvezeni kolege. Otpornici, kondenzatori i LED diode odgovaraju bilo kojoj vrsti. Kondenzator C2, za stabilan rad kapacitivnog senzora pri radu u uvjetima velikih kolebanja temperature okoline, mora se uzeti s malim TKE.

Ispod WC školjke na koju je instaliran ugrađen je senzor odvodna cisterna na mjestu gdje voda ne može doći u slučaju curenja iz spremnika. Tijelo senzora zalijepljeno je za WC pomoću obostrane trake.

Antenski senzor kapacitivnog senzora je komad bakra nasukana žica Dug 35 cm, izoliran fluoroplastikom, zalijepljen prozirnom trakom za vanjski zid zahodske školjke jedan centimetar ispod ravnine naočala. Na fotografiji je senzor jasno vidljiv.

Da biste prilagodili osjetljivost osjetnika dodira, nakon što ga instalirate na zahod, promjenom otpora trimera R3, osigurajte da se HL2 LED ugasi. Zatim stavite ruku na poklopac toaleta iznad mjesta senzora, HL2 LED bi trebao svijetliti, ako maknete ruku, ugasite se. Od ljudskog bedra po masi više ruku, tada će tokom rada senzor dodira, nakon takvog podešavanja, raditi zagarantovano.

Dizajn i detalji kapacitivne dodirne sklopke

Kapacitivni krug prekidača na dodir ima više dijelova i potrebno je kućište da ih smjesti veća veličina, i iz estetskih razloga, izgled kućište u kojem je postavljen senzor prisutnosti nije bilo baš pogodno za ugradnju na vidljivo mjesto. Pažnju je privukla zidna utičnica rj-11 za povezivanje telefona. Pristajao je u veličini i izgledao je dobro. Uklonivši sve nepotrebno iz utičnice, stavio sam u nju kapacitivnu štampanu ploču sa dodirnim prekidačem.

Da se osigura štampana ploča u podnožje kućišta ugrađen je kratki stub i na njega je vijkom pričvršćena štampana pločica s dijelovima prekidača na dodir.

Senzor kapacitivnog senzora napravljen je lijepljenjem lima od mesinga na dno poklopca utičnice ljepilom "Moment", prethodno izrezavši prozor za LED diode u njima. Pri zatvaranju poklopca, opruga (uzeta iz kremenog upaljača) dolazi u kontakt s mesinganim limom i na taj način osigurava električni kontakt između kruga i senzora.

Kapacitivni dodirni prekidač pričvršćen je na zid pomoću jednog samoreza. Za to je predviđena rupa u kućištu. Dalje, ploča se instalira, konektor i poklopac fiksiraju se zasunima.

Postavka kapacitivnog prekidača je praktički ista kao gore opisana postavka senzora prisutnosti. Za podešavanje morate primijeniti napon napajanja i prilagoditi otpornik tako da LED HL2 svijetli kad se ruka dovede do senzora i ugasi kad se ukloni. Dalje, trebate aktivirati senzor dodira i donijeti i ukloniti ruku na senzor prekidača. HL2 LED bi trebao treptati, a crveni HL3 LED bi trebao svijetliti. Kad se ruka ukloni, crvena LED dioda trebala bi ostati upaljena. Kad se ruka ponovo podigne ili se tijelo odmakne od senzora, LED HL3 bi se trebao ugasiti, odnosno isključiti dovod vode u bide.

Univerzalna PCB

Iznad prikazani kapacitivni senzori sastavljeni su na štampane ploče koje se malo razlikuju od štampanih ploča prikazanih ispod na fotografiji. To je zbog kombinacije obje tiskane ploče u jednu univerzalnu. Ako sastavite dodirnu sklopku, tada trebate samo izrezati numeru broj 2. Ako sastavite senzor prisutnosti, staza broj 1 se briše i nisu instalirani svi elementi.

Nisu instalirani elementi potrebni za rad prekidača senzora, ali koji ometaju rad senzora prisutnosti, R4, C5, R6, C6, HL2 i R4. Žičani džemperi su zalemljeni umjesto R4 i C6. Lanac R4, C5 može biti lijevi. To neće utjecati na rad.

Ispod je crtež štampane ploče za valjanje termičkom metodom nanošenja tragova na foliju.

Dovoljno je otisnuti crtež na sjajni papir ili papir za crtanje i predložak je spreman za izradu štampane ploče.

Besprijekoran rad kapacitivnih senzora za senzorski sistem upravljanja vodom u bideu potvrđen je u praksi tokom tri godine neprekidnog rada. Nisu zabilježeni kvarovi.

Međutim, želim napomenuti da je sklop osjetljiv na snažni impulsni šum. Dobio sam pismo za pomoć oko postavljanja. Ispostavilo se da je tokom otklanjanja grešaka u krugu bilo lemilice s tiristorskim regulatorom temperature u blizini. Nakon isključivanja lemilice krug je počeo raditi.

Bio je još jedan takav slučaj. Kapacitivni senzor ugrađen je u lampu koja je bila spojena na isti izlaz kao i frižider. Kada se uključilo, svjetlo se uključilo, a kad se ponovo ugasilo, ugasilo se. Problem je riješen spajanjem lampe na drugu utičnicu.

Stiglo je pismo o uspješnoj primjeni opisanog kruga kapacitivnog senzora za podešavanje razine vode u plastičnom spremniku. U donjem i gornjem dijelu bio je zalijepljen silikonom preko senzora koji je upravljao uključivanjem i isključivanjem električne pumpe.

Vjerovatno niko u naše vrijeme ne treba objašnjavati šta je dodirna podloga? Svi moderni laptopi opremljeni su ovim prikladnim manipulatorom. Umjesto džojstika ili miša, dodirnu podlogu koristimo za pomicanje kursora i klikova ili, naučno, dodirnu podlogu.

U ovom uputstvu radit ćemo s jednostavnim kapacitivnim senzorom koji vam omogućuje praćenje samo jednim dodirom (evo ga, na slici desno). Naš je zadatak dodirivanje senzora prstom povezati s nekom radnjom, recimo, sa emisijom zvuka zujalicom. Dodirnemo senzor - zujalo se oglašava. Ne dodirujemo - tiho je.

Da bismo riješili ovaj problem, moramo povezati Arduino Uno kontroler, zujalicu i zapravo sam senzor. Kao potonje, koristit ćemo malu ploču zasnovanu na čipu senzora TTP223. Za napajanje uređaja pogodan je napon u rasponu od 2 do 5,5 volti.

Ovaj senzor je digitalni, što znači da odaje samo jedan od dva moguće vrijednosti: tačno ili netačno. U elektronici to odgovara visokim i niskim naponskim nivoima.

1. Veza

Kapacitivni senzor koji smo koristili na lekciji ima tri kontakta:

• VCC - napajanje + 5V;
• GND - tlo;
• OUT - signal.

Kao i svi ostali digitalni senzori, linija OUT povezujemo se sa bilo kojim besplatnim digitalnim ulazom Arduino Uno. Tradicionalno koristimo ulaz # 2 za rad sa senzorom. Rezultirajući krug izgledat će ovako:

Izgled izgleda

2. Program

Pokušajmo sada sve to oživjeti. Sve što trebamo je očitati stanje pina # 2 u svakom ciklusu programa i, ovisno o primljenoj vrijednosti, uključiti ili isključiti zujalicu. Evo šta dobijamo:

Int capPin = 2; int buzzPin = 11; void setup () (pinMode (capPin, INPUT); pinMode (buzzPin, OUTPUT);) void loop () (if (digitalRead (capPin)) digitalWrite (buzzPin, HIGH); inače digitalWrite (buzzPin, LOW);)

Na kraju, pišemo program na Arduino Uno i vidimo šta se dogodilo!

Kapacitivni senzor je jedna od vrsta beskontaktnih senzora čiji se princip rada temelji na promjeni dielektrične konstante medija između dvije kondenzatorske ploče. Jedna ploča je senzor kruga u obliku metalne ploče ili žice, a druga je električno provodljiva supstanca poput metala, vode ili ljudskog tijela.

Pri razvoju sistema za automatsko uključivanje dovoda vode u zahodsku školjku za bide postalo je potrebno koristiti kapacitivni senzor prisutnosti i prekidač, koji su vrlo pouzdani, otporni na promjene vanjske temperature, vlage, prašine i napona napajanja . Takođe sam želio eliminirati potrebu da osoba dodiruje kontrole sistema. Predstavljeni zahtjevi mogli su biti osigurani samo krugovima senzorskih senzora koji rade na principu promjene kapacitivnosti. Nisam našao gotovu šemu koja udovoljava potrebnim zahtjevima, morao sam je sam razviti.

Rezultat je univerzalni kapacitivni senzor za dodir koji ne zahtijeva podešavanje i reagira na približavanje električno provodljivih objekata, uključujući osobu, na udaljenosti do 5 cm. Opseg predloženog senzora za dodir nije ograničen. Može se koristiti, na primjer, za uključivanje rasvjete, alarmnih sistema, određivanje nivoa vode i u mnogim drugim slučajevima.

Dijagrami električnih kola

Za kontrolu protoka vode u toaletnom bideu bila su potrebna dva kapacitivna senzora dodira. Jedan senzor morao je biti instaliran direktno na toalet, morao je davati logički nulti signal u prisustvu osobe, a u odsustvu logičnog jednog signala. Drugi kapacitivni senzor trebao je služiti kao prekidač za vodu i biti u jednom od dva logička stanja.

Kada je ruka dovedena do senzora, senzor je morao promijeniti logičko stanje na izlazu - iz početnog pojedinačnog stanja da pređe u stanje logičke nule, kada je ruka ponovo dodirnuta iz nultog stanja da bi prešla u stanje logičnog. I tako do beskonačnosti, dok se signal za omogućavanje logičke nule sa senzora prisutnosti šalje na dodirni prekidač.

Kapacitivni krug osjetnika dodira

Osnova sklopa kapacitivnog senzora za prisustvo je glavni generator pravokutnih impulsa, izrađen prema klasičnoj shemi na dva logička elementa mikrovezja D1.1 i D1.2. Frekvencija generatora određena je nominalnim vrijednostima elemenata R1 i C1 i odabrana je oko 50 kHz. Vrijednost frekvencije praktično ne utječe na rad kapacitivnog senzora. Promijenio sam frekvenciju sa 20 na 200 kHz i nisam vizuelno primijetio utjecaj na rad uređaja.

Iz 4 pina D1.2 mikrovezja, pravokutni signal kroz otpornik R2 dovodi se na ulaze 8, 9 D1.3 mikrovezja i kroz promjenjivi otpornik R3 na ulaze 12.13 D1.4. Signal dolazi na ulaz D1.3 mikrovezja uz malu promjenu nagiba fronta impulsa zbog instaliranog senzora, koji je komad žice ili metalna ploča. Na ulazu D1.4, zbog kondenzatora C2, fronta se mijenja za vrijeme potrebno za njegovo punjenje. Zbog prisustva otpornika trimera R3, moguće je postaviti ivice impulsa na ulazu D1.4 jednake ivicama impulsa na ulazu D1.3.

Ako približite ruku ili metalni predmet anteni (senzor dodira), tada će se povećati kapacitet na ulazu DD1.3 mikrovezja i prednji dio dolaznog impulsa odgodit će se u vremenu, u odnosu na prednji dio impuls koji ulazi u ulaz DD1.4. da bi se "uhvatilo" ovo kašnjenje, invertirani impulsi dovode se na DD2.1 čip, koji je D flip-flop, koji radi na sljedeći način. Na pozitivnom rubu impulsa koji dolazi na ulaz C mikrocirkule, signal koji je u tom trenutku bio na D ulazu prenosi se na izlaz okidača. Stoga, ako se signal na D ulazu ne promijeni, impulsi koji dolaze na brojaču C ne utječu na razinu izlaznog signala. Upravo je ovo svojstvo D okidača koje nam je omogućilo da napravimo jednostavan kapacitivni senzor za dodir.

Kada se kapacitet antene, zbog približavanja ljudskog tijela njoj, na ulazu DD1.3 poveća, impuls se odgađa i to popravlja D okidač, mijenjajući njegovo izlazno stanje. HL1 LED koristi se za označavanje prisutnosti mrežnog napona, a HL2 za blizinu senzora.

Krug prekidača senzora

Kapacitivni krug osjetnika dodira također se može koristiti za upravljanje prekidačem na dodir, ali uz malu izmjenu, jer treba ne samo da odgovori na pristup ljudskog tijela, već i da ostane u stabilnom stanju nakon uklanjanja ruke. Da bi se riješio ovaj problem, bilo je potrebno dodati još jedan D okidač, DD2.2, na izlaz senzora dodira, koji je uključen prema djeliteljskom krugu sa dva.

Kapacitivni senzorski krug je malo modificiran. Da bi se isključili lažni alarmi, budući da osoba može polako unositi i izvlačiti ruku, zbog prisustva smetnji, senzor može izdati nekoliko impulsa na brojač ulaz D okidača, remeti potrebni algoritam prekidača. Zbog toga je dodan RC lanac elemenata R4 i C5, koji je na kratko blokirao mogućnost prebacivanja D okidača.

Okidač DD2.2 radi na isti način kao i DD2.1, ali signal na D ulaz ne dolazi iz drugih elemenata, već iz inverznog izlaza DD2.2. Kao rezultat, na pozitivnoj ivici impulsa koji dolazi na ulaz C, signal na ulazu D je obrnut. Na primjer, ako je u početnom stanju na pinu 13 postojala logička nula, a zatim jednom podižući ruku na senzor, okidač će se prebaciti i na pinu 13 će se postaviti logička jedinica. Sljedećom akcijom na senzoru, na pinu 13, logička nula se ponovno postavlja.

Da bi se blokirala sklopka u odsustvu osobe na zahodu, logička jedinica se iz senzora dovodi na R ulaz (podešavanje nule na izlazu okidača, bez obzira na signale na svim ostalim ulazima) mikroveznice DD2.2 . Na izlazu kapacitivnog prekidača postavlja se logička nula koja se kroz snop dovodi na bazu ključnog tranzistora za uključivanje elektromagnetskog ventila u jedinici za napajanje i prebacivanje.

Otpornik R6, u odsustvu signala blokiranja s kapacitivnog senzora u slučaju njegovog kvara ili prekida upravljačke žice, blokira okidač na ulazu R, čime se isključuje mogućnost spontanog dovoda vode u bide. Kondenzator C6 štiti ulaz R od smetnji. HL3 LED koristi se za označavanje protoka vode u bideu.

Dizajn i detalji kapacitivnih senzora na dodir

Kad sam počeo razvijati senzorni sistem vodoopskrbe za bide, činilo mi se najtežim zadatkom razviti kapacitivni senzor prisutnosti. To je bilo zbog brojnih ograničenja u instalaciji i radu. Nisam želio da senzor bude mehanički povezan s poklopcem WC školjke, jer se s vremena na vrijeme mora ukloniti radi pranja i nije ometao sanitaciju samog WC-a. Stoga sam odabrao spremnik kao reagirajući element.

Senzor prisutnosti

Prema gore objavljenoj šemi, napravio sam prototip. Dijelovi kapacitivnog senzora sastavljeni su na tiskanu ploču, ploča je smještena u plastičnu kutiju i zatvorena poklopcem. U kućište je instaliran jednopolni konektor za povezivanje antene, a za napajanje opskrbnog napona i signala instaliran je četveropolni RSH2N konektor. Štampana pločica povezana je konektorima lemljenjem bakarnih vodiča u fluoroplastičnu izolaciju.

Kapacitivni senzor senzora sastavljen je na dva mikrovezja serije KR561, LE5 ​​i TM2. Umjesto čipa KR561LE5, može se koristiti KR561LA7. Prikladni su i mikrovezji serije 176, uvezeni kolege. Otpornici, kondenzatori i LED diode odgovaraju bilo kojoj vrsti. Kondenzator C2, za stabilan rad kapacitivnog senzora pri radu u uvjetima velikih kolebanja temperature okoline, mora se uzeti s malim TKE.

Ispod WC školjke instaliran je senzor na koji je vodokotlić postavljen na mjestu gdje voda ne može doći iz spremnika u slučaju curenja. Tijelo senzora zalijepljeno je za WC pomoću obostrane trake.

Antenski senzor kapacitivnog senzora je komad bakrene žice duge 35 cm u fluoroplastičnoj izolaciji, zalijepljen prozirnom trakom za vanjski zid zahodske školjke jedan centimetar ispod ravnine naočala. Na fotografiji je senzor jasno vidljiv.

Da biste prilagodili osjetljivost osjetnika dodira, nakon što ga instalirate na zahod, promjenom otpora trimera R3, osigurajte da se HL2 LED ugasi. Zatim stavite ruku na poklopac WC-a iznad mjesta senzora, HL2 LED bi trebao upaliti, ako uklonite ruku, ugasite se. Budući da je bedro osobe veće mase od ruke, tada će tijekom rada senzor dodira, nakon takvog podešavanja, raditi zagarantovano.

Dizajn i detalji kapacitivne dodirne sklopke

Kapacitivni krug prekidača na dodir ima više dijelova i bilo im je potrebno veće kućište da bi ih smjestio, a iz estetskih razloga izgled kućišta u kojem se nalazio senzor prisutnosti nije bio baš pogodan za ugradnju na istaknuto mjesto. Pažnju je privukla zidna utičnica rj-11 za povezivanje telefona. Pristajao je u veličini i izgledao je dobro. Uklonivši sve nepotrebno iz utičnice, stavio sam u nju kapacitivnu štampanu ploču sa dodirnim prekidačem.

Da bi se osigurala štampana pločica, u podnožje kućišta ugrađena je kratka poluga i na nju je vijcima pričvršćena štampana pločica s dijelovima dodirnog prekidača.

Senzor kapacitivnog senzora napravljen je lijepljenjem lima od mesinga na dno poklopca utičnice ljepilom "Moment", prethodno izrezavši prozor za LED diode u njima. Pri zatvaranju poklopca, opruga (uzeta iz kremenog upaljača) dolazi u kontakt s mesinganom pločom i tako osigurava električni kontakt između kruga i senzora.

Kapacitivni dodirni prekidač pričvršćen je na zid pomoću jednog samoreza. Za to je predviđena rupa u kućištu. Dalje, ploča se instalira, konektor i poklopac fiksiraju se zasunima.

Postavka kapacitivnog prekidača je praktički ista kao gore opisana postavka senzora prisutnosti. Za podešavanje morate primijeniti napon napajanja i prilagoditi otpornik tako da LED HL2 svijetli kad se ruka dovede do senzora i ugasi kad se ukloni. Dalje, trebate aktivirati senzor dodira i donijeti i ukloniti ruku na senzor prekidača. HL2 LED bi trebao treptati, a crveni HL3 LED bi trebao svijetliti. Kad se ruka ukloni, crvena LED dioda trebala bi ostati upaljena. Kad se ruka ponovo podigne ili se tijelo odmakne od senzora, LED HL3 bi se trebao ugasiti, odnosno isključiti dovod vode u bide.

Univerzalna PCB

Iznad prikazani kapacitivni senzori sastavljeni su na štampane ploče koje se malo razlikuju od štampanih ploča prikazanih ispod na fotografiji. To je zbog kombinacije obje tiskane ploče u jednu univerzalnu. Ako sastavite dodirnu sklopku, tada trebate samo izrezati numeru broj 2. Ako sastavite senzor prisutnosti, staza broj 1 se briše i nisu instalirani svi elementi.

Nisu instalirani elementi potrebni za rad prekidača senzora, ali koji ometaju rad senzora prisutnosti, R4, C5, R6, C6, HL2 i R4. Žičani džemperi su zalemljeni umjesto R4 i C6. Lanac R4, C5 može biti lijevi. To neće utjecati na rad.

Ispod je crtež štampane ploče za valjanje termičkom metodom nanošenja tragova na foliju.

Dovoljno je otisnuti crtež na sjajni papir ili papir za crtanje i predložak je spreman za izradu štampane ploče.

Besprijekoran rad kapacitivnih senzora za senzorski sistem upravljanja vodom u bideu potvrđen je u praksi tokom tri godine neprekidnog rada. Nisu zabilježeni kvarovi.

Međutim, želim napomenuti da je sklop osjetljiv na snažni impulsni šum. Dobio sam pismo za pomoć oko postavljanja. Ispostavilo se da je tokom otklanjanja grešaka u krugu bilo lemilice s tiristorskim regulatorom temperature u blizini. Nakon isključivanja lemilice krug je počeo raditi.

Bio je još jedan takav slučaj. Kapacitivni senzor ugrađen je u lampu koja je bila spojena na isti izlaz kao i frižider. Kada se uključilo, svjetlo se uključilo, a kad se ponovo ugasilo, ugasilo se. Problem je riješen spajanjem lampe na drugu utičnicu.

Stiglo je pismo o uspješnoj primjeni opisanog kruga kapacitivnog senzora za podešavanje razine vode u plastičnom spremniku. U donjem i gornjem dijelu bio je zalijepljen silikonom preko senzora koji je upravljao uključivanjem i isključivanjem električne pumpe.

Kao što znate, bilo koji metalna površina poput metalnog predmeta, ploče ili kvaka... Senzori nemaju mehaničke elemente, što im zauzvrat daje značajnu pouzdanost.

Opseg upotrebe takvih uređaja je dovoljno širok, uključujući uključivanje zvona, prekidača za svjetlo, upravljanja elektronskih uređaja, grupa senzora alarma i tako dalje. Kada je potrebno, upotreba senzora za dodir omogućava skriveno postavljanje prekidača.

Kako funkcionira senzor dodira

Rad dijagrama senzora u nastavku zasnovan je na korištenju onog koji je dostupan u kućama elektromagnetsko polje koja nastaje električnom instalacijom postavljenom u zidove.

Dodirivanje senzora rukom ekvivalentno je povezivanju antene na osjetljivi ulaz pojačala. Kao rezultat, indukovana mrežna struja teče do vrata tranzistora sa efektom polja, koji djeluje kao elektronički prekidač.

The senzor dodira vrlo jednostavno zbog upotrebe tranzistora sa poljskim efektom KP501A (B, C). Ovaj tranzistor pruža protok struje do 180 mA na ograničenju napona odvoda do 240 V za slovo A i 200 V za slova B i C. Za zaštitu od statičkog elektriciteta na njegovom ulazu je dioda.

Tranzistor sa efektom polja ima veliku ulaznu impedansu, a da bi se njime upravljalo, postoji dovoljan statički napon koji je veći od granične vrijednosti. Za ovog tipa Nazivni prag napona tranzistora sa poljskim efektom je 1 ... 3 V, a maksimalno dozvoljeni je 20 V.

Kada rukom dodirnete senzor E1, stupanj induciranog potencijala na kapiji dovoljan je za otvaranje tranzistora. U tom će slučaju na odvodu VT1 biti električnih impulsa u trajanju od 35 ms i koji imaju frekvenciju električna mreža 50 Hz. Većina elektromagnetskih releja zahtijeva samo 3 ... 25 ms za prebacivanje. Da bi se spriječilo poskakivanje kontakata releja, u trenutku kontakta u krug je uključen kondenzator C2. Zbog akumuliranog naboja na kondenzatoru, relej će se uključiti čak i tijekom tog poluciklusa mrežnog napona kada je VT1 zatvoren. Sve dok dodiruje senzor senzora, relej će biti uključen.

Kondenzator C1 povećava imunost senzora na RFI. Možete promijeniti osjetljivost dodira senzora promjenom kapaciteta C1 i otpora R1. Kontakt grupa K1.1 kontrolira spoljne elektronske uređaje.

Dodavanjem okidača i mrežnog čvora za prebacivanje opterećenja u ovaj krug možete to dobiti.

Senzori za daljinu i dodir

Ultrazvučni senzor

Ultrazvučni senzor je jedan od dva senzora koji zamjenjuju vid robota. Ultrazvučni senzor omogućava robotu da vidi i detektira predmete. Može se koristiti i za omogućavanje robotu da izbjegava prepreke, procjenjuje i mjeri udaljenost te hvata kretanje predmeta.

Očitavanja ultrazvučnog senzora mjere se u centimetrima i inčima. Može izmjeriti udaljenost od 0 do 255 centimetara s preciznošću +/- 3 cm. Ultrazvučni senzor djeluje na istom principu kao i lokator šišmiša: mjeri udaljenost izračunavajući vrijeme potrebno za povratak zvučnog vala nakon što se odbije od objekta, slično odjeku.

Veliki objekti s tvrdom površinom su najbolje definirani. Predmeti iz mekani materijali(tkanine) ili okrugle (kuglice), kao i pretanke, male itd., mogu otežati rad senzora.

Imajte na umu da dva ili više ultrazvučnih pretvarača koji rade u istoj prostoriji mogu ometati i smanjiti tačnost rezultata.

Primjeri primjene ultrazvučnih senzora daljine uključuju upotrebu u automobilima za upozoravanje vozača ili automatsku kontrolu na osnovu signala senzora koji identificiraju opasne situacije umrežen s interfejsom čovjek-mašina (HMI).

Slika 1

Ultrazvučni princip otkrivanja prepreka zasnovan je na principu odjeka. Pretvarač sadrži dva pretvarača: jedan pretvarač emitira ultrazvučne valove, a reflektirane valove otkriva jedan ili više drugih pretvarača. Isti pretvarač koji prenosi ultrazvučne valove može se koristiti za otkrivanje reflektiranog vala. Glavna svrha senzora je otkriti prisutnost ili odsutnost prepreke, ali ovaj princip (vrijeme leta) omogućava i izračunavanje udaljenosti do objekta na osnovu vremena povratka odjeka poznatom brzinom širenje zvuka.

Ultrazvuk nije ništa drugo do vibracija na frekvenciji> 20 kHz. Većina komercijalno dostupnih pretvarača radi u opsegu 40-250 kHz.

Varijacije u zvučnim parametrima senzora, Životna sredina i različite svrhe značajno utiču na rad uređaja.

IN ultrazvučni senzor pretvarač generira kratki impuls usmjeren na metu i vraća se natrag

Važno je da brzina zvuka ovisi o sastavu i temperaturi medija (zraka) i utječe na tačnost i razlučivost senzora. Tačnost mjerenja udaljenosti izravno je proporcionalna tačnosti brzine zvuka koja se koristi u proračunima, a u stvarnom životu varira od 345 m / s na sobna temperatura do više od 380 m / s na temperaturi od oko 70 ° C. Talasna dužina zvuka

je funkcija brzine ultrazvuka c i povezana je s njegovom frekvencijom ѓ, stoga ovi parametri (valna duljina i frekvencija) također utječu na rezoluciju i tačnost, kao i na minimalna veličina ciljevi i opseg udaljenosti izmjerene senzorom.

Prigušivanje zvuka je funkcija frekvencije i vlažnosti koja utječe na maksimalnu udaljenost koju senzor može otkriti. Duži (niže frekvencijski) valovi imaju manje slabljenje. Na frekvencijama iznad 125 kHz, maksimalno slabljenje javlja se pri relativnoj vlažnosti od 100%, na frekvencijama od 40 kHz - već pri vlažnosti od 50%. Budući da senzor mora raditi na svim vrijednostima vlažnosti, proračun koristi maksimalno slabljenje za svaku frekvenciju.

Pozadinska buka je funkcija frekvencije i smanjuje se s porastom frekvencije, također utječući na najveću udaljenost koju je moguće uočiti i minimalnu veličinu cilja. Rezolucija i preciznost su veće na visokim frekvencijama, dok je domet veći kod dužih valnih duljina.

Senzor dodira

Senzor dodira je dugme koje ima dva stanja - pritisnuto i pritisnuto. Senzor prepoznaje drugo stanje dodira softverom.

Odgovor senzora dodira možete vidjeti na ekranu zaslona u načinu pregledača. Kad se ne pritisne tipka senzora, na zaslonu se prikazuje 0, a kada se pritisne senzor - 1.

Dodavanjem senzora za dodir (na primjer, u obliku branika) strukturi robota, možete natjerati robota da promijeni svoje ponašanje kada je senzor aktiviran.

Senzor dodira jedan je od organa dodira robota, zbog čega je potrebno gdje god robot treba reagirati na predmete.

Senzor dodira omogućava robotu da dodiruje.

Senzor pritiska može odrediti trenutak pritiska na nešto, kao i trenutak ispuštanja.

Senzor dodira prikazan je na slici 2.

Slika 2 Senzor dodira

Korišteni referentni uređaji i dodaci

Mikrometar

Za merenje prazan hod senzoru dodira potreban je mikrometar (ili indikator biranja) ICh-25, koji će mjeriti udaljenost koju je prošao senzor dok se ne aktivira.

ICh-25 je dizajniran za mjerenje linearnih dimenzija apsolutnim i relativnim metodama, za određivanje veličine odstupanja od zadanog geometrijskog oblika i međusobno raspolaganje površine.

Slika 3 prikazuje nekoliko vrsta indikatora.

Slika 3.

Parametri mikrometra ICh 25:

Opseg mjerenja 0-25 mm.

Gradacija 0,01 mm.

Dimenzije 159x85x51 mm.