모션 센서 - 놀라운 편리한 것, 방의 조명을 제어하거나 문 개폐를 제어할 수 있으며, 원하지 않는 손님이 있을 경우 알림도 보낼 수 있습니다. 이 기사에서는 집에서 손으로 모션 센서를 만들고 해당 지역을 관찰하는 방법을 설명합니다. 가능한 응용장치 데이터.
센서에 대해 간략히 설명
가장 많은 것 중 하나 단순 유형센서 - 리미트 스위치 또는 자체 재설정 버튼(고정 없음).
문 근처에 설치되어 문이 열리고 닫힐 때 반응합니다. 간단한 회로를 이용해 냉장고의 불을 켜는 장치이다. 보관실이나 복도 현관, 입구 문, 근무실을 갖추고 있습니다. LED 백라이트, 이 스위치를 문이 열리거나 닫힐 때 알려주는 알람으로 사용하세요. 디자인의 단점은 설치가 어려울 수 있으며 때로는 외관이 좋지 않을 수도 있습니다.
자석 기반 장치는 보호 대상의 문과 창문에서 볼 수 있습니다. 작동 원리는 버튼의 작동 원리와 매우 유사합니다. 리드 스위치는 기존 자석을 가져오면 접점을 열거나 연결할 수 있습니다. 따라서 리드 스위치 자체가 출입구에 설치되고 자석이 문에 걸려 있습니다. 디자인도 깔끔하고 일반 버튼보다 활용도가 더 높네요. 고도로 전문화된 애플리케이션을 위한 장치가 부족합니다. 열린 공간, 광장 및 통로를 모니터링하는 데는 적합하지 않습니다.
열린 통로의 경우 변화에 반응하는 장치가 있습니다. 환경. 여기에는 포토 릴레이, 용량성(필드 센서), 열(PIR), 사운드 릴레이가 포함됩니다. 특정 영역의 교차점을 기록하거나, 장애물을 제어하거나, 중첩 영역에서 물체의 움직임을 기록하기 위해 사진 또는 소리 반향 장치가 사용됩니다.
이러한 센서의 작동 원리는 펄스의 형성과 물체에서 반사된 후의 기록을 기반으로 합니다. 물체가 이러한 영역에 들어가면 반사된 신호의 특성이 변경되고 감지기는 출력에서 제어 신호를 생성합니다.
명확성을 위해 사진 릴레이 및 사운드 릴레이 작동에 대한 개략도가 제시됩니다.
적외선 LED는 광 센서의 전송 장치로 사용되고 포토 트랜지스터는 수신기로 사용됩니다. 사운드 센서그들은 초음파 범위에서 작동하므로 우리 귀에는 작동이 조용해 보이지만 각각에는 작은 방출기와 포착 장치가 포함되어 있습니다.
예를 들어, 백라이트 거울에 동작 감지기를 장착하는 것이 좋습니다. 조명은 사람이 바로 옆에 있는 순간에만 켜집니다. 직접 만들고 싶지 않으신가요?
조립 다이어그램
마이크로파
열린 공간을 제어하고 원하는 영역에 물체가 있는지 모니터링하기 위해 용량성 릴레이가 있습니다. 동작 원리 이 장치의전파 흡수량을 측정하는 것으로 구성됩니다. 작동 중인 라디오 수신기에 접근할 때 작동하는 주파수가 손실되고 간섭이 나타날 때 모든 사람이 이 효과를 관찰했거나 이에 참여한 적이 있습니다.
전자레인지 형태의 모션 센서를 만드는 방법에 대해 이야기해 봅시다. 이 감지기의 핵심은 무선 마이크로파 발생기와 특수 안테나입니다. 
이에 개략도마이크로파 모션 센서를 만드는 간단한 방법을 제시합니다. 트랜지스터 VT1은 고주파 발생기이자 무선 수신기이기도 합니다. 검출기 다이오드는 트랜지스터 VT2의 베이스에 바이어스를 적용하여 전압을 정류합니다. 변압기 T1의 권선은 서로 다른 주파수로 조정됩니다. 초기 상태에서는 안테나가 외부 정전 용량의 영향을 받지 않을 때 신호의 진폭이 상호 보상되고 검출기 VD1에는 전압이 없으며 주파수가 변경되면 진폭이 추가되어 다이오드에 의해 검출됩니다. 트랜지스터 VT2가 열리기 시작합니다. "켜짐" 및 "꺼짐" 상태를 명확하게 처리하기 위한 비교기로 12V 전원 릴레이를 제어하는 사이리스터 VS1이 사용됩니다.
다음은 사용 가능한 구성 요소를 사용하는 존재 릴레이의 효과적인 다이어그램입니다. 이 다이어그램은 손으로 동작 감지기를 조립하는 데 도움이 되거나 단순히 장치에 익숙해지는 데 유용합니다.
열의
열적 IR(PIR)은 비즈니스 부문에서 가장 일반적인 센서 장치입니다. 이는 저렴한 부품, 간단한 조립 방식, 추가적인 복잡한 설정 부재 및 넓은 작동 온도 범위로 설명됩니다.
완성된 장치는 모든 전자제품 매장에서 구입할 수 있습니다. 이 센서에는 램프, 경보 장치 및 기타 컨트롤러가 장착되는 경우가 많습니다. 그러나 이제 집에서 열 모션 센서를 만드는 방법을 알려 드리겠습니다. 간단한 계획반복하면 다음과 같습니다. 
특수 열 센서 B1과 사진 요소 VD1이 자동화된 조명 제어 단지를 구성합니다. 장치는 황혼 이후에만 작동하기 시작하며 응답 임계값은 저항 R2를 사용하여 설정할 수 있습니다. 움직이는 사람이 제어 구역에 들어갈 때 센서가 부하를 연결합니다. 내장 타이머의 종료 시간은 R5 레귤레이터를 사용하여 설정할 수 있습니다.
Arduino용 홈메이드 모듈
라디오 설계자를 위해 특수 기성 보드를 사용하여 저렴한 센서를 만들 수 있습니다. 이렇게 하면 상당히 작은 장치를 얻을 수 있습니다. 조립을 위해서는 Arduino 마이크로컨트롤러용 모션 센서 모듈과 단일 채널 릴레이 모듈이 필요합니다.
각 보드에는 3핀 커넥터, VCC +5V, GND -5V, 감지기의 OUT 출력 및 릴레이 보드의 IN 입력이 있습니다. 자신의 손으로 장치를 만들려면 전원(예: 휴대폰 충전기)에서 보드에 5볼트(플러스 및 마이너스)를 공급하고 함께 연결해야 합니다. 커넥터를 사용하여 연결할 수 있지만 모든 것을 납땜하는 것이 더 안전합니다. 아래 다이어그램을 따라갈 수 있습니다. 원칙적으로 소형 트랜지스터는 릴레이 모듈에 이미 내장되어 있으므로 추가로 설치할 필요가 없습니다.
사람이 움직이면 모듈이 릴레이에 신호를 보내고 릴레이가 열립니다. 높은 레벨과 낮은 레벨의 릴레이가 있다는 점에 유의하십시오. 센서가 출력에서 생성하는 신호를 기반으로 선택해야 합니다. 완성된 검출기는 하우징에 배치하고 마스킹할 수 있습니다. 올바른 장소에. 또한 집에서 직접 만든 모션 센서를 조립하는 방법을 명확하게 보여주는 비디오를 시청하는 것이 좋습니다. 아직도 궁금한 점이 있으시면 언제든지 댓글로 질문하실 수 있습니다.
오늘은 다른 목적과 효과를 가진 사람을 놀라게 하지 않을 것입니다. 전자 기기보호된 경계(영토)에 있는 원치 않는 손님과 직접 접촉하기 훨씬 전에 사람들에게 알리거나 보안 경보를 켜는 예방 경고입니다. 예를 들어 저자에 따르면 문헌에 설명된 이러한 노드 중 상당수는 흥미롭지만 복잡합니다.
그에 비해 단순한 전자 회로초보 무선 아마추어도 조립할 수 있는 비접촉 정전 용량 센서(그림 2.2). 이 장치는 입력 감도가 높아 E1 센서에 접근하는 사람을 경고하는 데 사용할 수 있습니다.
장치의 작동 원리는 센서 안테나 E1과 "접지"(공통 와이어 : 접지 루프에 해당하는 모든 것) 사이의 커패시턴스 변경을 기반으로합니다. 이 경우이것은 방의 바닥과 벽입니다). 사람이 접근하면 이 커패시턴스가 크게 변하여 K561TL1 마이크로 회로를 트리거하기에 충분합니다.
쌀. 2.2. 전기 다이어그램비접촉 정전용량 센서
이 디자인은 인버터로 연결된 K561TL1(DD1) 마이크로 회로의 두 요소를 기반으로 합니다. 이 마이크로 회로에는 입력에 히스테리시스(지연)가 있고 출력에 반전이 있는 슈미트 트리거가 있는 2I-NOT 기능이 있는 동일한 유형의 4개 요소가 포함되어 있습니다.
K561TL1 마이크로 회로의 사용은 낮은 전류 소비, 높은 잡음 내성(공급 전압 레벨의 최대 45%), 광범위한 공급 전압(3-15V 범위)에서의 작동, 정전기 및 단기적인 입력 레벨 초과 및 특별한 예방 조치 및 보호 없이도 칩을 아마추어 무선 설계에 널리 사용할 수 있는 기타 여러 가지 장점이 있습니다.
또한 K561TL1 마이크로 회로를 사용하면 독립 논리 요소를 버퍼 요소로 병렬로 연결할 수 있으므로 출력 신호 전력이 비례적으로 증가합니다. 슈미트 트리거는 잡음이 포함된 입력 신호를 포함하여 천천히 증가하는 입력 신호로 작동할 수 있는 쌍안정 회로입니다. 동시에 출력을 제공하는 펄스의 날카로운 모서리는 다른 핵심 요소 및 마이크로 회로와 결합하기 위해 회로의 후속 노드로 전송될 수 있습니다. K561TL 마이크로 회로(및 K561TL2)는 아날로그 또는 퍼지 입력 펄스에서 다른 장치에 대한 제어 신호(디지털 포함)를 선택할 수 있습니다.
K561TL1의 외국 아날로그는 CD4093B입니다.
인버터 연결 다이어그램은 고전적이며 참조 간행물에 설명되어 있습니다. 제시된 개발의 특징은 디자인의 뉘앙스에 있습니다. 전원을 켠 후 요소 DD1.1의 입력에 낮은 논리 레벨에 가까운 정의되지 않은 상태가 나타납니다. 출력 DD1.1에서 - 높은 레벨, 출력 DD1.2가 다시 낮습니다. 트랜지스터 VT1이 닫혀 있습니다. 압전 캡슐 HAI(내부 발전기(34) 포함)는 활성 상태가 아닙니다.
안테나는 E1 센서에 연결되어 있으며 자동차 텔레스코픽 안테나가 가능합니다. 사람이 안테나 근처에 있으면 안테나 핀과 바닥 사이의 정전 용량이 변경됩니다. 이로 인해 요소 DD1.1, DD1.2가 반대 상태로 전환됩니다. 노드를 전환하려면 평균 키를 가진 사람이 최대 1.5m 거리에서 길이 35cm의 안테나 옆에 있어야 합니다. 마이크로 회로의 핀 4에 고전압 레벨이 나타나고 그 결과 트랜지스터 VT1이 나타납니다. 열리고 HA1 캡슐이 소리를 냅니다.
커패시터 C1의 커패시턴스를 선택하면 미세 회로 요소의 작동 모드를 변경할 수 있습니다. 따라서 커패시턴스 C1이 82-120pF로 감소하면 노드가 다르게 작동합니다. 지금 소리 신호입력 DD1.1이 AC 전압 간섭(사람의 손길)에 영향을 받는 동안에만 소리가 납니다.
전기 회로(그림 2.2)는 트리거 터치 센서의 기초로 사용될 수도 있습니다. 이렇게 하려면 일정한 저항 R1, 차폐 와이어를 제거하고 센서는 미세 회로 접점 1과 2입니다.
차폐선은 1-1.5m 길이의 R1(케이블 RK-50, RK-75, AF 신호용 차폐선 - 모든 유형에 적합)과 직렬로 연결되고, 스크린은 중앙 코어인 공통선에 연결됩니다. 끝은 안테나 핀에 연결됩니다.
지정된 권장 사항을 따르고 다이어그램에 표시된 요소의 유형과 등급을 사용하는 경우 사람이 안테나 핀에 접근할 때 장치는 약 1kHz(HA1 캡슐 유형에 따라 다름) 주파수의 사운드 신호를 생성합니다. 1.5-1m 거리 트리거 효과가 없습니다. 물체가 안테나에서 멀어지면 센서가 보안(대기) 모드로 전환됩니다.
실험은 고양이와 개와 같은 동물을 대상으로 수행되었습니다. 노드는 안테나 센서에 대한 접근에 반응하지 않습니다.
장치의 기능은 과대평가하기 어렵습니다. 저자 버전에서는 옆에 마운트됩니다. 문틀; 입구 문은 금속입니다.
HA1 캡슐에서 방출되는 AF 신호의 볼륨은 닫힌 로지아에서 듣기에 충분합니다(아파트 벨의 볼륨과 비슷함).
전원 공급 장치는 9-15V의 전압으로 안정화되어 출력 전반의 리플 전압을 효과적으로 필터링합니다. 전류 소비는 대기 모드(수 마이크로암페어)에서는 무시할 수 있으며 HA1 이미터가 활발하게 작동 중일 때는 22-28mA로 증가합니다. 무변압기 소스는 손상 가능성 때문에 사용할 수 없습니다. 전기 충격. 산화물 커패시터 C2는 추가 전원 공급 장치 필터 역할을 하며 그 유형은 전원 전압보다 낮지 않은 작동 전압에 대해 K50-35 또는 이와 유사합니다.
장치를 작동하는 동안 흥미로운 기능이 드러났습니다. 노드의 공급 전압은 작동에 영향을 미칩니다. 공급 전압이 15V로 증가하면 단면적이 1-2mm이고 길이가 1m인 일반 비차폐 전기 구리선만 센서로 사용됩니다. 안테나; 이 경우 스크린이나 저항 R1이 필요하지 않으며 전기 구리선은 요소 DD1.1의 핀 1과 2에 직접 연결됩니다. 효과는 비슷합니다. 전원 공급 장치 플러그의 위상이 변경되면 노드는 심각하게 감도를 잃고 센서로만 작동할 수 있습니다(E1 접촉에 반응). 이는 9-15V 범위의 모든 전원 전압 값에 해당됩니다. 분명히 이 회로의 두 번째 목적은 일반 센서(또는 센서 트리거)입니다.
장치를 반복할 때 이러한 뉘앙스를 고려해야 합니다. 그러나 여기에 설명된 대로 올바르게 연결되면 중요한 구성 요소를 얻게 됩니다. 도난 경보, 집의 안전을 보장하고 긴급 상황이 발생하기 전에 소유자에게 경고합니다.
요소는 유리 섬유 보드에 콤팩트하게 장착됩니다. 장치의 하우징은 유전체(비도전성) 재료입니다. 전원 공급 장치를 제어하기 위해 장치에는 전원과 병렬로 연결된 표시기 LED를 장착할 수 있습니다.
권장 사항을 엄격하게 준수하는 경우 조정이 필요하지 않습니다. 차폐 케이블의 길이, 센서 안테나 E1의 길이 및 면적을 실험하고 공급 전압을 변경하는 경우 저항 R1의 저항을 0.1에서 100MOhm까지 넓은 범위 내에서 조정해야 할 수도 있습니다. 감도를 줄이려면 커패시터 C1의 커패시턴스를 높이십시오. 결과가 나오지 않으면 저항이 5-10MOhm인 정저항이 C1과 병렬로 연결됩니다.
쌀. 2.3. 용량성 센서
비극성 커패시터 C1은 KM6 유형입니다. 고정 저항 R2 - MLT-0.25. 저항 R1 - 유형 BC-0.5, BC-1. 요소 DD1.2의 출력에서 신호를 증폭하려면 트랜지스터 VT1이 필요합니다. 이 트랜지스터가 없으면 HA1 캡슐의 소리가 크게 들리지 않습니다. 트랜지스터 VT1은 문자 인덱스가 있는 KT503, KT940, KT603, KT801로 대체될 수 있습니다.
HA1 이미터 캡슐은 FMQ-2015B, KRKH-1212V 등과 같이 내장형 발전기 34 및 작동 전류가 50mA 이하인 유사한 캡슐로 교체할 수 있습니다.
발전기가 내장된 캡슐을 사용함으로써 이 장치는 흥미로운 효과를 나타냅니다. 사람이 센서 안테나 E1에 접근하면 캡슐의 소리가 단조롭고 사람이 멀어지면(또는 사람에게 접근하면) , E1까지 1.5m 거리에서 시작하여 캡슐은 요소 DD1.2의 출력에서 전위 레벨의 변화에 따라 안정적인 간헐적 사운드를 생성합니다. (비슷한 효과가 최초의 전자공학의 기초를 형성했습니다. 악기- "테레민".)
용량성 센서의 특성을 보다 완벽하게 이해하려면 해당 재료에 익숙해질 것을 권장합니다.
예를 들어 KRI-4332-12와 같이 AF 발생기가 내장된 캡슐을 HA1로 사용하면 사람이 센서 안테나에서 상대적으로 멀리 떨어져 있을 때 소리가 사이렌과 유사하며 최대 접근에서는 간헐적인 신호.
장치의 단점 중 일부는 선택성이 부족하다는 점("친구/적" 인식 시스템)으로 간주될 수 있으므로 노드는 나간 아파트 소유자를 포함하여 모든 사람이 E1에 접근한다는 신호를 보냅니다. 빵을 사다. 장치 작동의 기본은 전기 간섭 및 정전 용량 변화이며, 이는 전기 통신 네트워크가 개발된 대규모 주거 지역에서 사용할 때 가장 유용합니다. 분명히 이 장치는 숲, 들판, 전기 통신이 없는 곳에서는 쓸모가 없을 것입니다.
라디오 아마추어를 위한 Kashkarov A.P. 500 계획. 전자 센서.
다양한 용량성 설계 중에서 특정 사례에 가장 적합한 용량성 센서 옵션을 선택하는 것이 어려울 수 있습니다. 용량 성 장치 주제에 관한 많은 간행물에서 범위 및 고유 한 특징제안된 설계는 매우 간략하게 설명되어 있으며 라디오 아마추어는 반복을 위해 어떤 용량성 장치 회로가 선호되는지 파악하지 못하는 경우가 많습니다.
이 기사에서는 다음을 설명합니다. 다양한 방식용량 성 센서, 그들의 비교 특성그리고 각 특정 유형의 용량성 구조에 대한 가장 합리적인 실제 사용에 대한 권장 사항을 제공합니다.
알려진 바와 같이, 용량성 센서는 모든 물체에 반응할 수 있으며 동시에 반응 거리는 접근하는 물체 표면의 특성(예: 따뜻하거나 차가운지 여부)에 의존하지 않습니다. 같지 않은 적외선 센서)뿐만 아니라 단단하거나 부드럽습니다(반대로 초음파 센서동정). 또한 정전 용량 센서는 건물 벽, 거대한 울타리, 문 등과 같은 다양한 불투명 "장애물"을 통해 물체를 감지할 수 있습니다. 이러한 센서는 보안 목적과 가정용으로 모두 사용될 수 있습니다. 예를 들어 방에 들어갈 때 조명을 켜는 데 사용할 수 있습니다. 자동문 열림용; 액체 레벨 경보 등
용량 성 센서에는 여러 유형이 있습니다.
1. 커패시터의 센서.
이 유형의 센서에서 응답 신호는 커패시터 회로를 사용하여 생성되며 유사한 설계는 여러 그룹으로 나눌 수 있습니다.
그 중 가장 간단한 것은 용량성 분배기를 기반으로 한 회로.
예를 들어, 이러한 장치에서 안테나 센서는 소용량 분리 커패시터를 통해 작동 발전기의 출력에 연결되고 안테나와 위 커패시터의 연결 지점에서 작동 전위가 형성됩니다. 그 중 안테나의 커패시턴스에 따라 달라지는 반면, 안테나 센서와 분리 커패시터는 용량성 분배기를 형성하고 어떤 물체가 안테나에 접근하면 분리 커패시터와의 연결 지점의 전위가 감소합니다. 이는 신호입니다. 작동하는 장치.
또한 있다다이어그램RC 발전기.예를 들어, 이러한 설계에서는 응답 신호를 생성하기 위해 RC 생성기가 사용되며 주파수 설정 요소는 안테나 센서이며 물체가 접근하면 커패시턴스가 변경 (증가)됩니다. 그런 다음 센서 안테나의 커패시턴스로 지정된 신호는 두 번째(기준) 생성기의 출력에서 나오는 기준 신호와 비교됩니다.
배치된 커패시터의 센서.예를 들어 이러한 장치에서는 동일한 평면에 배치된 두 개의 평평한 금속판이 안테나 센서로 사용됩니다. 이 플레이트는 펼쳐진 커패시터의 플레이트이며, 물체가 접근하면 플레이트 사이의 매질의 유전율이 변하고 이에 따라 위 커패시터의 커패시턴스가 증가하는데, 이는 센서를 트리거하는 신호입니다.
예를 들어, 다음을 사용하는 장치도 알려져 있습니다. 안테나의 커패시턴스를 예시적인 (기준) 커패시터의 커패시턴스와 비교하는 방법(Rospatent 링크).
여기서, 특징
커패시터의 용량성 센서낮은 잡음 내성입니다. 이러한 장치의 입력에는 외부 영향을 효과적으로 억제할 수 있는 요소가 포함되어 있지 않습니다. 안테나가 수신하는 다양한 픽업과 무선 간섭으로 인해 장치 입력에서 많은 양의 소음과 간섭이 발생하므로 이러한 설계는 약한 신호에 둔감해집니다. 이러한 이유로 커패시터 기반 센서의 물체 감지 범위는 작습니다(예: 10~15cm를 넘지 않는 거리에서 사람의 접근을 감지).
동시에 이러한 장치는 설계가 매우 간단할 수 있으며(예를 들어) 권선 부품(코일, 회로 등)을 사용할 필요가 없으므로 이러한 설계는 제조가 매우 편리하고 기술적으로 발전합니다.
적용분야커패시터의 용량 성 센서.
이러한 장치는 금속 접촉 감지기와 같이 높은 감도와 잡음 내성이 필요하지 않은 곳에 사용할 수 있습니다. 물체, 액체 레벨 센서 등은 물론 용량성 기술에 익숙해지는 초보 무선 아마추어를 위한 것입니다.
2.
주파수 설정 LC 회로의 용량성 센서.
이 유형의 장치는 커패시터 기반 센서에 비해 무선 간섭 및 간섭에 덜 민감합니다.
센서 안테나(보통 금속판)는 RF 발생기의 주파수 설정 LC 회로에 (직접 또는 수십 pF 용량의 커패시터를 통해) 연결됩니다. 물체가 접근하면 안테나의 커패시턴스가 변경(증가)되고 이에 따라 LC 회로의 커패시턴스가 변경됩니다. 결과적으로 발전기의 주파수가 변경(감소)되어 작동이 발생합니다.
특징이 유형의 용량형 센서.
1) 센서 안테나가 부착된 LC 회로는 발전기의 일부이므로 안테나에 영향을 미치는 간섭 및 무선 간섭도 작동에 영향을 미칩니다. 양극 요소를 통해 피드백간섭 신호(특히 펄스 신호)는 발전기의 활성 요소 입력으로 누출되어 증폭되어 장치 출력에 외부 소음을 형성하여 약한 신호에 대한 구조의 감도를 감소시키고 잘못된 위험을 초래합니다. 경보.
2) 발전기의 주파수 설정 요소로 작동하는 LC 회로는 과부하가 걸리고 품질 계수가 감소하여 회로의 선택 특성이 감소하고 안테나가 튜닝될 때 튜닝을 변경하는 능력이 감소합니다. 커패시턴스 변화가 악화되어 설계 감도가 더욱 감소합니다.
위에서 언급한 주파수 설정 LC 회로 센서의 특징은 노이즈 내성과 물체 감지 범위를 제한합니다. 예를 들어 이 유형의 센서를 사용한 인간 감지 거리는 일반적으로 20 - 30cm입니다.
주파수 설정 LC 회로를 갖춘 용량성 센서에는 여러 종류와 변형이 있습니다.
1)
석영 공진기가 있는 센서.
예를 들어, 이러한 장치에서는 발전기 주파수의 감도와 안정성을 높이기 위해 수정 공진기와 차동 RF 변압기가 도입되며, 이 변압기의 1차 권선은 주파수 설정 회로의 요소입니다. 발전기와 두 개의 2차(동일한) 권선은 석영 공진기와 직렬로 연결된 안테나 센서가 연결된 측정 브리지의 요소이며, 물체가 안테나에 접근하면 응답 신호가 생성됩니다.
이러한 설계의 감도는 주파수 설정 LC 회로의 기존 센서에 비해 높지만 차동 HF 변압기를 제조해야 합니다(위 설계에서는 권선이 표준 크기 K10 × 6 × 링에 배치됨). 2는 M3000NM 페라이트로 제작되었으며 동시에 품질 계수를 높이기 위해 링에서 0.9...1.1mm 너비의 간격이 절단되었습니다.
2)
흡입 기능이 있는 센서LC 회로.
예를 들어 이러한 설계는 감도를 높이기 위해 추가(흡입이라고 함) LC 회로가 도입되고 발전기의 주파수 설정 회로에 유도적으로 결합되고 이 회로와 공진하도록 조정되는 용량성 장치입니다.
이 경우 안테나 센서는 주파수 설정 회로가 아니라 위에서 언급한 흡입 LC 회로에 연결되며, 이는 저용량 커패시터와 솔레노이드를 포함하여 그에 따라 인덕턴스가 증가합니다. 왜냐하면 이 경우 루프 커패시터는 M33 - M75 수준으로 작아야 합니다.
이 회로의 작은 커패시턴스로 인해 센서 안테나의 커패시턴스가 비슷해지며, 이로 인해 안테나 커패시턴스의 변화가 위 흡입 LC 회로의 설정에 큰 영향을 미치는 반면 주파수의 진동 진폭은 -발생기의 설정 회로 및 은 각각 출력의 RF 신호 레벨입니다.
이러한 설계에서 안테나와 발전기의 주파수 설정 회로 사이의 연결은 직접적이지 않고 유도성이므로 안테나에 대한 날씨 및 기후 영향이 작동에 직접적인 영향을 미칠 수 없다는 점도 알 수 있습니다. 발전기의 활성 요소(트랜지스터 또는 연산 증폭기)는 다음과 같습니다. 긍정적인 속성유사한 구조.
석영 공진기를 기반으로 한 센서의 경우와 마찬가지로 설계의 일부 복잡성으로 인해 흡입 LC 회로가 있는 용량성 장치의 감도가 향상됩니다. 이 경우 인덕터를 포함한 추가 LC 회로의 제조가 필요합니다. 주파수 설정 LC 회로의 코일에 비해 회전 수가 두 배 더 큽니다(-100 회전).
3)
일부 용량형 센서는 다음과 같은 방법을 사용합니다.센서 안테나의 크기 증가. 동시에 이러한 구조는 전자기 간섭 및 무선 간섭에 대한 민감도도 증가합니다. 이러한 이유뿐만 아니라 해당 장치의 부피로 인해(예: 금속 그리드 0.5 × 0.5 M 크기), 도시 외부(전자기 배경이 약한 장소, 바람직하게는 주거 건물 외부)에서 이러한 디자인을 사용하여 네트워크 와이어의 간섭이 없도록 하는 것이 좋습니다.
다음이 포함된 기기 큰 사이즈센서는 다음 분야에 가장 잘 사용됩니다. 시골 지역정원과 들판의 물건을 보호하기 위한 것입니다.
적용분야주파수 설정 LC 회로가 있는 센서.
이러한 장치는 다양한 가정용 목적(조명 켜기 등)뿐만 아니라 조용한 전자기 환경이 있는 장소(예: 실내)의 물체를 감지하는 데에도 사용할 수 있습니다. 지하실(지면 아래 위치) 및 도시 외부(농촌 지역 - 무선 간섭이 없는 경우) 이 유형의 센서는 예를 들어 최대 수십 cm 거리에 있는 사람의 접근을 감지할 수 있습니다. ).
도시 환경에서는 이러한 디자인을 터치 센서로 사용하는 것이 좋습니다. 금속 물체, 또는 잘못된 경보가 발생하는 경우 다른 사람에게 큰 불편을 끼치지 않는 경보 장치의 일부로, 예를 들어 억제 광속 및 낮은 소리 신호를 포함하는 장치에서 사용됩니다.
3.
차동 용량형 센서(차동 변압기의 장치).
예를 들어, 이러한 센서는 날씨 및 기후 영향(온도, 습도, 눈, 서리, 비 등)을 억제(상호 보상)할 수 있는 센서 안테나가 하나가 아니라 두 개라는 점에서 위에 설명된 설계와 다릅니다. ).
이 경우 용량성 장치의 안테나에 대한 물체의 접근을 감지하기 위해 공통 와이어와 안테나 사이의 용량 변화에 응답하는 대칭 측정 LC 브리지가 사용됩니다.
이러한 장치는 다음과 같이 작동합니다.
센서의 민감한 요소인 안테나는 LC 브리지의 측정 입력에 연결되고 브리지에 전원을 공급하는 데 필요한 RF 전압은 차동 변압기에서 생성됩니다. 이 변압기의 1차 권선에는 RF 공급 신호가 공급됩니다. RF 발생기의 출력(단순화를 위해 - 발생기의 주파수 설정 회로 코일은 차동 변압기의 1차 권선이기도 함)
차동 설계 변압기에는 두 개의 동일한 2차 권선이 포함되어 있으며, 반대쪽 끝에는 역위상 교류 RF 전압이 생성되어 LC 브리지에 전력을 공급합니다.
이 경우 출력의 RF 신호는 진폭이 같고 부호가 반대이기 때문에 브리지 출력에는 RF 전압이 없습니다. 이로 인해 상호 보상 및 억제가 발생합니다(측정 LC 브리지에서, 작동 전류는 서로를 향해 흐르며 출력에서 상호 보상됩니다.
초기 상태에서는 측정 LC 브리지의 출력에 신호가 없습니다. 물체가 안테나 중 하나에 접근하면 측정 브리지의 한쪽 또는 다른 쪽 암의 커패시턴스가 증가하여 결과적으로 균형이 불균형해집니다. 그 중 발생기의 RF 신호에 대한 상호 보상이 불완전해지고 장치를 트리거하는 신호가 LC 브리지의 출력에 나타납니다.
또한 두 안테나의 정전용량이 동시에 증가(또는 감소)하면 동작이 발생하지 않습니다. 이 경우 LC 브리지의 밸런싱은 중단되지 않으며 LC 브리지 회로에 흐르는 RF 신호는 여전히 동일한 진폭과 반대 부호를 유지합니다.
위의 특성 덕분에 차동 변압기를 기반으로 하는 장치와 위에 설명된 차동 커패시터 센서는 다음과 같은 이유로 날씨 및 기후 변동에 강합니다. 두 안테나 모두에 동일하게 영향을 미치고 서로 상쇄되어 억제됩니다. 이 경우 간섭 및 무선 간섭은 억제되지 않고 날씨 및 기후 영향만 제거되므로 주파수 설정 LC 회로의 센서와 같은 차동 센서는 주기적으로 잘못된 경보를 경험합니다.
안테나는 물체가 접근할 때 안테나 중 하나에 미치는 영향이 다른 물체보다 더 커지도록 위치해야 합니다.
차동 센서의 특징.
이러한 장치의 감지 범위는 주파수 설정 LC 회로의 센서에 비해 약간 높지만 차동 센서는 설계가 더 복잡하고 변압기의 손실로 인해 전류 소비가 증가하여 효율성이 제한됩니다. 또한 이러한 장치는 안테나 사이에 감도가 감소된 영역이 있습니다.
적용분야.
차동 변압기 센서는 다음 용도로 사용됩니다. 거리 상황. 이러한 장치는 주파수 설정 LC 회로의 센서와 동일한 위치에서 사용할 수 있지만 유일한 차이점은 차동 센서를 설치하려면 두 번째 안테나를 위한 공간이 필요하다는 것입니다.
4.
공진 용량형 센서(RF 특허 번호 2419159, Rospatent 링크).
매우 민감한 용량성 장치 - 이러한 설계의 응답 신호는 입력 LC 회로에서 생성됩니다. 이 회로는 작동 중인 RF 생성기의 신호와 관련하여 부분적으로 디튜닝된 상태에 있으며 회로는 작은 커패시터를 통해 연결됩니다( 필요한 요소회로의 저항).
이러한 구조의 작동 원리는 두 가지 구성 요소로 구성됩니다. 첫 번째는 적절하게 구성된 LC 회로이고 두 번째는 LC 회로가 발전기의 출력에 연결되는 저항 요소입니다.
LC 회로가 부분 공진 상태(특성의 기울기에서)에 있기 때문에 RF 신호 회로의 저항은 커패시턴스(자체 자체 및 연결된 센서 안테나의 커패시턴스)에 따라 크게 달라집니다. . 결과적으로 어떤 물체가 안테나에 접근하면 LC 회로의 RF 전압이 진폭을 크게 변경하는데, 이는 장치를 트리거하는 신호입니다.
동시에 LC 회로는 선택적 특성을 잃지 않고 센서 안테나에서 발생하는 외부 영향(간섭 및 무선 간섭)을 효과적으로 억제(하우징으로 전환)하여 설계의 높은 수준의 잡음 내성을 보장합니다.
공진형 용량성 센서에서 RF 발생기 출력의 작동 신호는 일부 저항을 통해 LC 회로에 공급되어야 하며, 그 값은 작동 주파수에서 LC 회로의 저항과 비슷해야 합니다. 그렇지 않으면 물체가 접근할 때 센서 안테나, 작동 전압 LC 회로는 회로의 LC 회로 저항 변화에 매우 약하게 반응합니다(회로의 RF 전압은 단순히 발생기의 출력 전압을 반복합니다).
부분 공진 상태에 있는 LC 회로는 불안정하고 온도 변화에 지나치게 영향을 받는 것처럼 보일 수 있습니다. 실제로는 작은 값의 루프 커패시터가 사용되는 경우, 즉 (M33 – M75) - 용량성 장치가 실외 조건에서 작동하는 경우를 포함하여 회로가 매우 안정적입니다. 예를 들어 온도가 +25도에서 -12도까지 변하는 경우입니다. LC 회로의 RF 전압은 6% 이하로 변경됩니다.
또한 공진 용량성 설계에서 안테나는 작은 커패시터를 통해 LC 회로에 연결되므로(이러한 장치에서는 강한 결합을 사용할 필요가 없음) 센서 안테나에 대한 날씨 영향이 작동을 방해하지 않습니다. LC 회로와 작동 RF 전압은 비가 내리는 경우에도 거의 변하지 않습니다.
범위 측면에서 공진형 용량성 센서는 주파수 설정 LC 회로 및 차동 변압기를 기반으로 한 장치보다 훨씬(때로는 몇 배) 우수하여 1미터를 훨씬 초과하는 거리에 있는 사람의 접근을 감지합니다.
이 모든 것을 통해 공진 작동 원리를 사용하는 매우 민감한 설계가 최근에야 나타났습니다. 이 주제에 대한 첫 번째 간행물은 "Capacitive Relay"(잡지 "Radio" 2010/5, pp. 38, 39) 기사입니다. 게다가, 추가 정보공진 용량성 장치 및 그 수정에 대한 정보는 위 기사 작성자의 웹사이트(http://sv6502.narod.ru/index.html)에서도 확인할 수 있습니다.
공진형 용량성 센서의 특징.
1) 실외 조건에서 사용하도록 고안된 공진 센서를 제조하는 경우 필수 테스트가 필요합니다. 입력 노드감지기 출력의 전위가 다양한 온도에서 측정되는 열 안정성을 위해(이를 위해 냉장고의 냉동고를 사용할 수 있음) 감지기는 열적으로 안정적이어야 합니다(전계 효과 트랜지스터에서).
2) 공진형 용량성 센서에서는 안테나와 RF 발생기 사이의 연결이 약하므로 이러한 설계에서 무선 간섭이 공기 중으로 방출되는 것은 매우 미미합니다. 다른 유형의 용량성 장치에 비해 몇 배나 적습니다.
적용분야.
공진 용량성 센서는 농촌 및 현장뿐만 아니라 도시 조건에서도 효과적으로 사용할 수 있으며, 강력한 무선 신호 소스(라디오 방송국, 텔레비전 센터 등) 근처에 센서를 배치하는 것을 삼가합니다. 그렇지 않으면 공진 용량성 장치도 거짓을 나타냅니다. 트리거.
공진 센서는 다른 전자 장치에 근접하게 설치할 수도 있습니다. 낮은 수준의 무선 신호 방출과 높은 잡음 내성으로 인해 공진 용량성 구조는 다른 장치와의 전자기 호환성을 높였습니다.
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소유자는 자신의 재산을 보호하기 위해 어떤 트릭을 사용합니까! 가장 단순한 자물쇠부터 시작하여 좋은 벽돌(북쪽에서는 늑대 함정도 사용했습니다!) 정교한 전자 장치를 갖춘 현대적인 경보 시스템까지. 전자 보안은 범죄자가 어떻게든 자신을 포기하고 자신의 외모에 대한 정보를 보낼 것이라는 사실에 기반을 두는 경우가 많습니다. 발자국 소리일 수도 있습니다. 전자 "귀"가 즉시 반응하여 위험 신호를 보냅니다. 인간의 방사선에 반응하는 보안 시스템이 있으며, 그 스펙트럼 구성은 주요 배경과 크게 다릅니다. 그러나 범죄자는 잠을 자지 않고 자신의 더러운 행위를 저지르는 동안 눈에 띄지 않으려 고 노력합니다. 특수 위장복과 모든 종류의 독창적 인 장치가 나타납니다.
그 사이에 절대적으로 안정적인 시스템보호. 그것은 자연 자체가 장애물의 가능성을 배제하는 인간의 물리적 분야에 맞춰져 있습니다. 이것은 질량을 가진 모든 물체가 가지고 있는 중력장입니다. 중력은 아이작 뉴턴의 제3법칙에 따르면 중력(매력), 즉 모든 유형의 물리적 물질(보통 물질, 모든 물리적 장) 사이의 보편적인 상호 작용입니다.
이 원리는 유명한 발명가 Sh. Lifshitz의 장치의 기초를 형성했습니다. 중력은 무시할 수 있습니다. 예를 들어, 서로 1m 거리에 있고 각 질량이 1톤인 두 물체 사이의 상호 인력은 약 0.006g에 불과하며 천문관에서만 사용되는 부피가 큰 장치를 통해서만 관찰할 수 있습니다. Lifshitz 목자의 장치는 작고, 콤팩트하며, 모든 독창적인 것처럼 제조가 매우 간단하고 독창적입니다. 그 기초는 플렉시 유리로 접착된 투명한 용기입니다. 내부에는 대칭으로 높이를 절반으로 나누어 밖으로 나가는 칸막이가 있습니다. 단면적 1m2의 튜브 2개가 파티션 양쪽에 장착됩니다. mm. 용기 측면에는 탭이 있는 짧은 튜브 2개가 있습니다. 장치의 모든 연결은 밀봉되어 있습니다.
선박은 테이블이나 고정 플랫폼에 배치됩니다. 한 방울의 유색 액체가 작은 튜브에 유입됩니다. 두 방울 모두 동일한 수준에 있어야 합니다. 그 후, 용기는 짧은 튜브를 통해 칸막이의 하단 부분이 액체에 완전히 담그는 수준까지 물로 채워지고 용기 뚜껑 앞에 2-3mm의 공기층이 남습니다. 탭이 닫히고 장치를 사용할 준비가 되었습니다. 사람이 이제 끝 중 하나에 접근하면 중력의 영향을 받아 액체의 일부가 용기의 한쪽 절반에서 다른 쪽, 즉 그가 접근한 쪽으로 이동합니다. 그리고 용기의 분리된 부분에서 액체의 이동은 공기층의 이동과 연관되어 있으므로 작은 튜브에 있는 유색 방울도 이동합니다. 장치에서 사람을 제거하면 반대 효과가 발생합니다. 즉, 물방울이 역으로 변위됩니다. 중력의 효과에 대한 시연이 있습니다.
장치에 추를 가져오면 왼쪽 모세혈관의 낙하량이 올라가고 오른쪽에서는 떨어집니다.
이제 우리가 이걸로 어디로 갈지 추측할 수 있나요? 사람이 접근할 때 자동으로 신호를 보낼 수 있도록 장치를 약간만 개선하면 됩니다. 여기에는 많은 옵션이 있습니다. 움직이고 착색된 물방울이 광선을 차단하여 광전지가 작동하여 사이렌을 켤 수 있습니다.
그림을 보면 그러한 경비원의 행동 메커니즘을 더 잘 이해할 수 있습니다. 장치는 장갑이 있는 안전문 뒤에 있거나 두꺼운 안전문 뒤에 고정되어 있으면 작동합니다. 콘크리트 벽- 중력에 장애물이 없습니다. 즉, 비슷한 보안 장치가장 신뢰할 수 있습니다.
이러한 장치는 사람이 접근하면 자동으로 신호음을 울립니다.
오늘날 원치 않는 "손님"이 보호된 경계(영토)에 직접 접촉하기 훨씬 전에 보안 경보를 알리거나 켜는 목적과 효율성이 다양한 전자 경고 장치에 놀라는 사람은 아무도 없습니다. 제 생각에는 문헌에 설명된 이러한 매듭 중 상당수가 흥미롭지만 너무 복잡합니다.
이와 대조적으로 초보 무선 아마추어가 조립할 수 있는 간단한 비접촉 용량성 센서가 제안되었습니다(그림 4.11). 이 장치에는 수많은 장점이 있으며, 그 중 하나(높은 입력 감도)는 E1 센서에 움직이는 물체(예: 사람)가 접근하는 것을 경고하는 데 사용됩니다.
매듭의 실제 적용은 과대평가하기 어렵습니다. 저자 버전에서는 장치가 아파트 건물의 문틀 옆에 장착됩니다. 출입문- 금속. 캡슐 HΗA1에서 방출되는 신호 34의 볼륨은 닫힌 로지아에서 들을 수 있을 만큼 충분하며 아파트 종의 볼륨과 비슷합니다.
전원 공급 장치는 출력 전반에 걸쳐 우수한 리플 전압 필터링을 통해 전압 9~15V로 안정화되었습니다. 전류 소비는 대기 모드(수 µA)에서는 무시할 수 있으며 이미터 HA1이 활발하게 작동 중일 때는 22...28mA로 증가합니다. 무변압기 소스는 감전의 위험이 있으므로 사용할 수 없습니다.
장치를 만들 때 이 모든 것을 고려해야 합니다. 그러나 언제 올바른 연결보안 경보 시스템의 중요하고 안정적인 부분을 만들어 집의 안전을 보장하고 비상 상황이 발생하기 전에 소유자에게 경고하는 것이 가능합니다. 완성된 장치그림에 표시됩니다. 4.12.
쌀. 4.12. 정전식 센서 형태의 자동차 안테나가 있는 장치
아마도 센서 및 안테나에 대한 다른 옵션을 사용하면 노드가 다른 품질로 나타날 것입니다. 차폐 케이블의 길이, 센서 안테나 E1의 길이와 면적, 노드의 공급 전압을 실험하면 HA1을 조정해야 할 수도 있습니다. 발전기 34가 내장되고 작동 전류가 50mA 이하인 유사한 캡슐(예: FMQ-2015B, KRKH-1212V 등)로 교체할 수 있습니다.
발전기가 내장된 캡슐을 사용하면 흥미로운 효과가 나타납니다. 사람이 센서 안테나 E1에 접근하면 캡슐의 소리가 단조롭고 사람이 멀어지면 (또는 약 200m 정도의 거리에 접근하면) E1에서 1.5m), 캡슐은 요소 DD1.2의 출력에서 전위 레벨의 변화에 따라 안정적인 간헐적 사운드를 방출합니다.
KPI-4332-12와 같은 인터럽트 발생기 34가 내장된 캡슐을 HA1로 사용하면 소리는 안테나 센서로부터 사람의 비교적 먼 거리에서 사이렌과 유사하며 최대로 안정적인 간헐적 신호가 발생합니다. 접근하다.
이 장치의 상대적인 단점은 "친구/적" 선택성이 부족하다는 점입니다. 노드는 "빵 한 덩어리를 사러" 나간 아파트 주인을 포함하여 모든 사람이 E1에 접근한다는 신호를 보내기 때문입니다. 장치 작동의 기본은 전기 간섭과 커패시턴스의 변화입니다. 이러한 노드는 전기 통신 네트워크가 개발된 대규모 주거 지역에서만 효과적으로 작동합니다.
이러한 장치는 숲이나 현장 등 220V 조명 네트워크의 전기 통신이 없는 곳에서는 쓸모가 없을 수도 있습니다. 이것이 장치의 특징입니다.
이 장치와 마이크로 회로를 실험하면(표준으로 켜져 있는 경우에도) 귀중한 경험을 얻을 수 있으며 실제적이고 반복하기 쉽지만 본질적으로 독창적이고 독창적입니다. 기능적 특징전자 장치.
조립 요소
요소는 유리 섬유 보드에 장착됩니다. 장치의 하우징은 모든 유전체 재료로 만들어질 수 있습니다.
전원 공급 장치를 제어하기 위해 장치에는 전원과 병렬로 연결된 표시기 LED가 장착될 수 있습니다.
