حسگرهای نیرو، استرس مکانیکی و لمسی

در سیستم SI اصلیواحدها جرم، طول و زمان و نیرو و شتاب هستند مشتقاتواحدها در سیستم واحدهای بریتانیا و آمریکا، واحدهای اساسی نیرو، طول و زمان هستند. واحد نیرو یکی از کمیت های فیزیکی اساسی است. نیروها در طول تحقیقات مکانیکی، در مهندسی عمران، هنگام وزن کردن اجسام، در ساخت پروتزها و غیره اندازه گیری می شوند. تعیین فشار نیز به نیروی اندازه گیری نیاز دارد. اعتقاد بر این است که هنگام کار با اجسام جامد، نیرو اندازه گیری می شود و هنگام کار با مایعات و گازها، فشار تعیین می شود. این بدان معنی است که نیرو زمانی در نظر گرفته می شود که عمل به یک نقطه خاص اعمال شود، و فشار زمانی تعیین می شود که نیرو در یک نقطه نسبتاً توزیع شود. منطقه بزرگ.

سنسورهای نیرو را می توان به دو دسته کمی و کیفی تقسیم کرد. سنسورهای کمی نیرو را اندازه گیری می کنند و مقدار آن را در واحدهای الکتریکی نشان می دهند. نمونه هایی از این سنسورها لودسل ها و کرنش سنج ها هستند. سنسورهای کیفی ابزارهای آستانه ای هستند که وظیفه آنها کمی کردن مقدار یک نیرو نیست، بلکه تشخیص اینکه از یک سطح مشخص از نیروی اعمال شده فراتر رفته است. نمونه ای از این دستگاه ها صفحه کلید کامپیوتری است که هر کلید آن تنها زمانی که با نیروی خاصی فشار داده شود، تماس مربوطه را می بندد. سنسورهای باکیفیت اغلب برای تشخیص حرکت و موقعیت اشیا استفاده می شوند. تشک درب که به فشار وارد شده به آن پاسخ می دهد و کابل پیزوالکتریک نیز نمونه هایی از سنسورهای فشار با کیفیت هستند.

روش های اندازه گیری نیرو را می توان به گروه های زیر تقسیم کرد:

1. تعادل یک نیروی مجهول با نیروی گرانش جسمی با جرم معلوم

2. اندازه گیری شتاب جسمی با جرم معلوم که نیروی مجهولی به آن وارد می شود

3. تعادل نیروی مجهول با نیروی الکترومغناطیسی

4. تبدیل نیرو به فشار سیال و اندازه گیری این فشار

5. اندازه گیری تغییر شکل یک عنصر الاستیک سیستم ناشی از یک نیروی ناشناخته

در سنسورهای مدرن، روش 5 بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد و روش های 3 و 4 به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند.

اکثر سنسورها مستقیما نیرو را به سیگنال الکتریکی تبدیل نمی کنند. این معمولاً به چندین مرحله میانی نیاز دارد. بنابراین، به عنوان یک قاعده، سنسورهای نیرو دستگاه های ترکیبی هستند. به عنوان مثال، یک سنسور نیرو اغلب ترکیبی از یک مبدل نیرو-جابجایی و یک آشکارساز موقعیت (جابجایی) است. این ممکن است یک فنر سیم پیچ ساده باشد، کاهش طول ناشی از نیروی فشاری اعمال شده متناسب با ضریب الاستیسیته آن خواهد بود.

شکل 1A یک سنسور متشکل از یک فنر و یک آشکارساز جابجایی را نشان می دهد که بر اساس یک ترانسفورماتور دیفرانسیل کنترل شده خطی (LVDT) اجرا شده است. در محدوده خطی تغییر طول فنر، ولتاژ در خروجی LVDT با نیروی اعمال شده متناسب است. در شکل شکل 1B نسخه دیگری از سنسور نیرو را نشان می دهد که شامل یک غشای موجدار پر از مایع است که مستقیماً تحت تأثیر نیرو قرار می گیرد و یک سنسور فشار. غشای راه راه، با توزیع نیرو در ورودی در امتداد سطح عنصر حساس سنسور فشار، نقش مبدل نیرو-فشار را ایفا می کند.

سلول بارگذارییک عنصر حسگر مقاومتی انعطاف پذیر است که مقاومت آن متناسب با تنش مکانیکی اعمال شده (مقدار تغییر شکل) است. تمام کرنش سنج ها بر اساس اثر پیزورزیستیو ذکر شده قبلی هستند. کرنش سنج سیم مقاومتی است که به یک بستر انعطاف پذیر متصل می شود که به نوبه خود به جسمی که نیرو یا ولتاژ اندازه گیری می شود متصل می شود. در این مورد، باید یک اتصال مکانیکی قابل اعتماد بین جسم و عنصر حساس به کرنش تضمین شود، در حالی که سیم مقاومت باید از نظر الکتریکی از جسم جدا شود. ضرایب انبساط حرارتی زیرلایه و سیم باید مطابقت داشته باشند. برای به دست آوردن حساسیت خوب، سنسور باید دارای مقاطع طولی بلند و عرضی کوتاه باشد (شکل 2). این کار برای اطمینان از اینکه حساسیت در جهت عرضی از 2٪ حساسیت طولی تجاوز نمی کند انجام می شود. برای اندازه گیری ولتاژ در جهات مختلف، پیکربندی سنسورها تغییر می کند. لازم به ذکر است که عناصر حساس به کرنش نیمه هادی حساسیت نسبتاً قوی به تغییرات دما دارند، بنابراین لازم است مدارهای جبران دما در مدارهای رابط یا در خود سنسورها ارائه شود.

سنسورهای لمسی- این یک کلاس ویژه از مبدل های نیرو یا فشار است که با ضخامت کم مشخص می شود. این سنسورها در کاربردهایی که نیرو یا فشار بین دو سطح نزدیک به هم اندازه گیری می شود مفید هستند. چنین حسگرهایی اغلب در رباتیک استفاده می شوند، به عنوان مثال، آنها بر روی "انگشتان" درایوهای مکانیکی نصب می شوند تا ارائه دهند. بازخورددر تماس با یک جسم - این یادآور نحوه عملکرد حسگرهای لمسی روی پوست انسان است. حسگرهای لمسی در نمایشگرهای لمسی، کیبوردها و سایر دستگاه هایی که نیاز به پاسخ به لمس فیزیکی دارند، استفاده می شود. حسگرهای لمسی به طور گسترده در زیست پزشکی، برای تعیین نیش دندان و نصب صحیح روکش ها در عمل دندانپزشکی و همچنین برای مطالعه فشار روی پاهای فرد هنگام راه رفتن استفاده می شود. گاهی در حین عمل پروتز در مفاصل مصنوعی برای اصلاح موقعیت و غیره نصب می شود. در ساخت و ساز و ساخت مکانیکی، از حسگرهای لمسی برای تشخیص نیروهای وارد بر دستگاه های ثابت استفاده می شود.

چندین روش برای تولید عناصر حسگر لمسی استفاده می شود. در برخی از آنها لایه نازک خاصی از مواد حساس به تنش مکانیکی بر روی سطح جسم تشکیل می شود. در شکل شکل 3 یک حسگر لمسی ساده را نشان می دهد که عملکردهای روشن-خاموش را ارائه می دهد که از دو ورقه فویل و یک فاصله دهنده تشکیل شده است. سوراخ های گرد (یا هر شکل ضروری دیگر) در داخل واشر ایجاد می شود. یکی از ورق های فویل به زمین متصل می شود و دومی به یک مقاومت بار متصل می شود. در صورت نیاز به کنترل چندین ناحیه حساس از مالتی پلکسر استفاده می شود. هنگامی که نیروی خارجی به هادی بالایی روی سوراخ پد وارد می شود، خم می شود و با هادی پایینی تماس برقرار می کند و در نتیجه با آن تماس الکتریکی برقرار می کند و مقاومت بار را زمین می کند. در این حالت سیگنال خروجی صفر می شود که نشان دهنده نیروی اعمال شده است. هادی های بالا و پایین را می توان با جوهر رسانا روی یک بستر چاپ کرد. نواحی حساس چنین حسگرهایی توسط ردیف ها و ستون های هادی های جوهردار تعیین می شود. لمس ناحیه خاصی از سطح حساس منجر به بسته شدن سطر و ستون مربوطه می شود که محلی شدن نیروی اعمال شده را نشان می دهد. حسگرهای لمسی خوب از فیلم های پیزوالکتریک به دست می آیند که در هر دو حالت غیرفعال و فعال استفاده می شوند. بسیاری از سنسورهای لمسی به عنوان سوئیچ های لمسی عمل می کنند. بر خلاف کلیدهای سنتی که قابلیت اطمینان کنتاکت های آنها در مواجهه با رطوبت و گرد و غبار بسیار کاهش می یابد، کلیدهای پیزوالکتریک به دلیل طراحی یکپارچه خود می توانند در شرایط نامطلوبمحیط زیست

نوع دیگری از سنسورهای لمسی است پیزومقاومت کنندهعنصر حساس از موادی ساخته شده است که مقاومت الکتریکی آنها بستگی به کاربرد دارد استرس مکانیکییا فشار چنین موادی شامل الاستومرهای رسانا یا خمیرهای حساس به فشار هستند. الاستومرهای رسانا از لاستیک سیلیکونی، پلی اورتان و سایر موادی که حاوی ذرات یا الیاف رسانا هستند ساخته می شوند. به عنوان مثال، لاستیک رسانا با وارد کردن پودر کربن به لاستیک معمولی به دست می آید. اصل کار سنسورهای الاستومری یا بر اساس تغییر در ناحیه تماس زمانی که الاستومر بین دو صفحه رسانا فشرده می شود یا بر اساس تغییر ضخامت لایه الاستومری است. بسته به میزان نیروی خارجی وارد بر حسگر، ناحیه تماس بین دستگاه گیره و الاستومر تغییر می کند و در نتیجه مقاومت الکتریکی تغییر می کند.

حسگرهای لمسی پیزورمقاومتی نازک‌تر از پلیمرهای نیمه رسانا ساخته شده‌اند که مقاومت آنها به فشار نیز بستگی دارد. طراحی چنین سنسورهایی شبیه یک سوئیچ غشایی است. در مقایسه با کرنش سنج ها، عناصر حسگر پیزومقاومتی دارای محدوده دینامیکی وسیع تری هستند.

سنسورهای نیروی پیزوالکتریک

سنسورهای لمسی پیزوالکتریک در نظر گرفته شده برای آنها در نظر گرفته نشده است اندازه گیری های دقیققدرت با این حال، بر اساس همان اثر پیزوالکتریک، امکان پیاده‌سازی سنسورهای نیروی دقیق، هم فعال و هم غیرفعال وجود دارد. هنگام توسعه چنین حسگرهایی، همیشه باید به خاطر داشت که دستگاه های پیزوالکتریک نمی توانند فرآیندهای ثابت را اندازه گیری کنند. این بدان معناست که سنسورهای نیروی پیزوالکتریک تغییرات نیرو را به سیگنال الکتریکی متناوب تبدیل می کنند، اما به هیچ وجه به مقدار ثابت نیروی خارجی پاسخ نمی دهند. از آنجایی که نیروهای اعمال شده می توانند برخی از خواص مواد را تغییر دهند، تاثیر کامل سیگنال های تحریک باید هنگام طراحی حسگرهای فعال در نظر گرفته شود. در شکل شکل 4 نوعی از سنسور نیروی فعال را نشان می دهد. هنگام انجام اندازه گیری های کمی با استفاده از چنین سنسورهایی، باید به خاطر داشت که محدوده اندازه گیری آن به فرکانس تشدید مکانیکی کریستال پیزوالکتریک مورد استفاده بستگی دارد. اصل عملکرد چنین سنسورهایی بر این واقعیت استوار است که وقتی کریستال های کوارتز برش های خاصی که به عنوان تشدید کننده در ژنراتورهای الکترونیکی استفاده می شوند به طور مکانیکی بارگذاری می شوند، فرکانس تشدید آنها تغییر می کند.

مدار پیشنهادی برای تکرار تقویت کننده ای است که به میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط دستگاه های خارجی بسیار حساس است. هنگامی که کنتاکت ورودی مدار به آنتن متصل می شود، LED وجود تابش میدان الکترومغناطیسی و تداخل تجهیزات الکتریکی را سیگنال می دهد. LED همچنین واقعیت لمس تماس را نشان می دهد، زیرا نقش آنتن در آن قرار دارد در این موردتوسط بدن انسان انجام می شود. از این رو نام - سنسور لمسی. نام دیگر مدار آنتن فعال است.

نمودار شماتیکسنسور لمسی در شکل 1 نشان داده شده است.

مدار شبیه یک نوسان ساز ترانزیستوری است ساختارهای n-p-n. یکی از پایانه های سیم پیچ L1 مستقیماً به پایه ورودی X1 متصل می شود. قطبیت LED VD1 مهم نیست. مقاومت R2 جریان عبوری از LED را محدود می کند و در نتیجه روشنایی درخشش آن را هنگام فعال شدن سنسور تعیین می کند.

سنسور لمسی بر روی تخته نان به ابعاد 40 × 40 میلی متر مونتاژ می شود. ظاهرطراحی در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2.	ظاهر سنسور لمسی

سیم پیچ های L1 و L2 بر روی یک قاب مشترک با دو بخش سیم پیچ و یک هسته فریت تنظیم قرار دارند. قطر خارجی قاب 10 میلی متر، طول هسته 23 میلی متر، قطر نخ در پایه هسته 6 میلی متر است. در طرح نشان داده شده در شکل 2، L1 در قسمت بالا، L2 در قسمت پایین پیچیده شده است. هر کویل شامل 100 دور سیم PEL 0.2 می باشد. سیم پیچ ها بر اساس. با استفاده از یک پیچ گوشتی، هسته داخل قاب پیچ می شود. LED VD1 - هر یک از سری AL307. یک گلبرگ زمینی به عنوان X1 استفاده می شود. لمس آن باعث روشن شدن LED می شود.

VD1 را می توان به صورت موازی متصل کرد متربه عنوان مثال، یک مولتی متر در حالت اندازه گیری ولتاژ، که به شما امکان می دهد سطح قدرت میدان را ارزیابی کنید. در این حالت، آنتن خارجی می تواند یک قطعه سیم نصب به طول چندین سانتی متر باشد. راه‌اندازی مدار به انتخاب طول آنتن و یافتن موقعیت هسته که در آن ولتاژ روی LED حداکثر است، ختم می‌شود.

مدار در مورد انتخاب پایه عنصر سختگیر نیست. به عنوان مثال، در نسخه اصلی مدار، از ترانزیستور KT815G استفاده شد، مقاومت مقاومت R1 100 کیلو اهم بود. دو سیم پیچ بر روی یک هسته فریت میله ای یک آنتن مغناطیسی موج بلند از یک گیرنده رادیویی به عنوان L1 و L2 استفاده شد. سیم پیچ ها را می توان در امتداد هسته حرکت داد. هنگام حرکت سیم پیچ ها، پدیده هایی مشاهده شد که برخلاف طرح پیشنهادی در تضاد با قانون القای الکترومغناطیسی نبود. هنگامی که سیم پیچ ها به طور قابل توجهی از یکدیگر و بدون هسته فریت جدا شدند، مدار از کار افتاد.

این مدار می تواند نه تنها در طراحی اندازه گیری قدرت میدان، بلکه در اتوماسیون و دستگاه های سیگنالینگ کاربرد عملی پیدا کند. سنسور لمسی را می توان به میکروکنترلر متصل کرد. برای انجام این کار، شما باید یک تبدیل ولتاژ آنالوگ به دیجیتال را بر روی LED VD1 انجام دهید، احتمالاً با استفاده از منابع خود میکروکنترلر، اگر حاوی ADC داخلی باشد.

در خاتمه، لازم به ذکر است که مدارهای حسگر لمسی زیادی بر اساس ترانزیستورهای اثر میدانی و فاقد عناصر القایی وجود دارد. آنها ممکن است در بسیاری موارد کارآمدتر عمل کنند، اما طرح نشان داده شده در این مقاله نمونه ای از طرح اصلی است راه حل فنیو برای آماتورهای رادیویی مبتدی در نظر گرفته شده است.

ادبیات

1. بروین V.I. پدیده انتقال انرژی القایی از طریق گشتاورهای مغناطیسی یک ماده واقع در فضای اطراف و کاربرد آن. - M.: MetaSintez، 2003 - 20 p.
2. کریلوف کی. اس.، لی جاهو، کیم یانگ جین، کیم سئونگوان، لی سانگ ها. ثبت اختراع شماره ۲۳۹۵۸۷۶. آنتن مغناطیسی فعال با هسته فریت.

سنسورهای لمسی (حسگرهای لمسی) هستند اصول مختلفاقدامات، مانند مقاومتی (فیلم های رسانا)، نوری (مادون قرمز)، آکوستیک (SAW)، خازنی و غیره. این پروژه آزمایشی با حسگر لمسی خازنی است. این نوع سنسور به عنوان یک دستگاه اشاره گر مورد استفاده در رایانه های لوحی و گوشی های هوشمند شناخته شده است.

اصل حسگر لمسی خازنی

یک حسگر لمسی خازنی تغییر در ظرفیت را که در الکترود هنگام پوشاندن توسط یک جسم رسانا مانند انگشت رخ می دهد، تشخیص می دهد. روش های مختلفی برای اندازه گیری ظرفیت وجود دارد. این پروژه از روش یکپارچه سازی استفاده شده در ظرفیت سنج استفاده می کند. تغییر در ظرفیت Cx بسیار کوچک است، حدود 1pF تا 10pF، اما به راحتی قابل تشخیص است زیرا ظرفیت سنج دارای وضوح اندازه گیری 20pF است. همچنین اشیایی که شناسایی خواهند شد باید به زمین متصل شوند تا مدار Cx ​​مطابق با اصل عملیات ایجاد شود. با این حال، حتی اگر بدن انسان از زمین جدا باشد، به خوبی کار می کند. این ممکن است به دلایل زیر باشد.

سخت افزار

نرم افزار

ابتدا، هر نقطه را کالیبره کنید (زمان ارتباط مرجع با Cs بدست آورید) و سپس یک اسکن دوره ثابت را اجرا کنید. هنگامی که زمان ادغام افزایش یافته و از آستانه فراتر رود، تصمیم می گیرد "تشخیص داده شود". هیسترزیس به یک آستانه نیاز دارد، در غیر این صورت با نیمه لمس کردن خروجی پایدار نخواهد بود. زمان اندازه گیری برای هر نقطه برابر با زمان ادغام است، بنابراین می توان این کار را خیلی سریع انجام داد.

ظرفیت سنج زمان ادغام را با وضوح یک ساعت (100 ns) با مقایسه کننده آنالوگ و عملکرد گیره ورودی اندازه گیری می کند. با این حال، این ویژگی در همه پورت های I/O موجود نیست. برای پیاده سازی حسگر لمسی در هر پورت ورودی/خروجی، زمان ادغام با نظرسنجی اندازه گیری می شود نرم افزار، و وضوح به 3 سیکل ساعت (375 ثانیه) تبدیل می شود. در حالت عادی، عدد گزارش زمان حدود 80 است که برای دکمه های لمسی کافی است.

نتیجه گیری

در نتیجه، می توانم تأیید کنم که یک سنسور خازنی را می توان به راحتی روی یک میکروکنترلر معمولی پیاده سازی کرد. پوشش پلاستیکی می تواند تا 1 میلی متر ضخامت داشته باشد (بسته به ثابت دی الکتریک) تا خوب کار کند. هنگامی که ATtiny2313 برای ماژول حسگر لمسی استفاده می شود، می تواند 15 نقطه لمسی داشته باشد. برنامه کنترلی مورد استفاده در این پروژه آزمایشی است و در محیط های کثیف مانند نویز و تداخل آزمایش نشده است، بنابراین ممکن است برای استفاده واقعی نیاز به هر گونه الگوریتم ضد نویز باشد.

فهرست عناصر رادیویی

تعیین	تایپ کنید	فرقه	مقدار	توجه داشته باشید	خرید کنید	دفترچه یادداشت من
تو	MK AVR 8 بیتی	ATtiny2313-20PU	1			به دفترچه یادداشت
R1-R8	مقاومت	1 MOhm	8			به دفترچه یادداشت
R9-R16	مقاومت	R9-R16	8			به دفترچه یادداشت
C1	خازن الکترولیتی	100μF	1			به دفترچه یادداشت
C2	خازن	100 nF	1			به دفترچه یادداشت
D1-D8	LED		8

انتخابگر 2008 شماره 7-8

حسگرهای لمسی خازنی بر اساس ظرفیت الکتریکی بدن انسان کار می کنند. به عنوان مثال، هنگامی که یک انگشت به سنسور نزدیک می شود، این یک ظرفیت بین سنسور و زمین ایجاد می کند که در محدوده 30 ... 100 pF قرار دارد. این افکت را می توان در سنسورهای مجاورت و سوئیچ های کنترل شده با لمس استفاده کرد.

حسی سنسورهای خازنیدارند مزایای آشکاردر مقایسه با سنسورهای دیگر (به عنوان مثال، حسگرهایی که با تداخل با فرکانس 50/60 هرتز یا آنهایی که مقاومت را اندازه‌گیری می‌کنند)، اما اجرای آنها کار فشرده‌تری دارند. سازندگان تراشه مانند Microchip در گذشته آی سی های سفارشی را برای این منظور ایجاد کرده اند. با این حال، اکنون می توان یک آشکارساز خازنی و/یا سوئیچ قابل اعتماد با استفاده از تعداد کمی از اجزای استاندارد ایجاد کرد.

در این مدار، تغییراتی را در عرض پالس سیگنال که هنگام لمس یک کنتاکت رخ می دهد، تشخیص می دهیم. در شکل 1 می توانید گره های زیر را در نظر بگیرید (از چپ به راست):

برنج. 1. IC1 - 561TL1

مولد پالس مستطیلی بر اساس یک ماشه اشمیت (IC CD4093)؛
مدار RC با دیود سرکوب، به دنبال آن یک ماشه اشمیت/صفحه تماس با خازن ایزوله 470 pF.
- یک مدار RC یکپارچه که تغییرات عرض پالس را به ولتاژ تبدیل می کند. این ولتاژ در هنگام لمس صفحه در ناحیه 2.9...3.2 ولت و در غیر این صورت 2.6 ولت است.
- مقایسه کننده LM 339 برای مقایسه ولتاژ در نقطه C با ولتاژ مرجع در نقطه D استفاده می شود. دومی حدود 2.8 ولت است و توسط تقسیم کننده ولتاژ تنظیم می شود.

به محض لمس صفحه لمسی، خروجی مدار فعال می شود. برای توضیح عملکرد مدار، شکل 2 اسیلوگرام سیگنال ها را در نقاط مختلف نشان می دهد. خط نقطه چین حالت را هنگام لمس صفحه سنسور نشان می دهد، خط ثابت - زمانی که هیچ لمسی وجود ندارد.

برنج. 2. اسیلوگرام سیگنال ها در نقاط مختلف.

ولتاژ مرجع در نقطه D یک بار با استفاده از تقسیم کننده R4/R5 تنظیم می شود (تغییر مقدار R4). مقدار این ولتاژ به شدت به سطح صفحه سنسور (معمولاً چندین سانتی متر مربع) بستگی دارد. سطح بزرگتر صفحه باعث افزایش ظرفیت خازنی می شود و با این حال ولتاژ در نقطه C در مقایسه با ولتاژ زمانی که صفحات با یکدیگر تماس نداشتند بیشتر خواهد بود. ولتاژ مرجع در نقطه D باید نزدیکتر به 3.4 ولت تنظیم شود. سنسور لمسی همچنین می تواند با صفحات بزرگ کار کند (به عنوان مثال، کل بدنه را می توان به عنوان سنسور استفاده کرد).

سیگنال خروجی را می توان برای روشن کردن بارهای مختلف استفاده کرد. در بسیاری از موارد توصیه می شود که یک ماشه اشمیت را به خروجی اضافه کنید، به خصوص اگر خروجی به ورودی دیجیتال متصل باشد.

ویم ابویس

برنج. 4. چیدمان قطعات بر روی برد مدار چاپی.

برنج. 5. PCB.

برنج. 6. برد مدار چاپی (نمای آینه ای).

همانطور که مشخص است، هر سطح فلزیبه عنوان مثال، یک شی فلزی، صفحه یا دستگیره در. سنسورها فاقد عناصر مکانیکی هستند که به نوبه خود قابلیت اطمینان قابل توجهی به آنها می دهد.

دامنه استفاده از چنین دستگاه هایی بسیار گسترده است، از جمله روشن کردن زنگ، سوئیچ چراغ، کنترل دستگاه های الکترونیکی، گروهی از سنسورهای هشدار و غیره در صورت لزوم، استفاده از حسگر لمسی امکان قرار دادن پنهان سوئیچ را فراهم می کند.

شرح عملکرد سنسور لمسی

عملکرد مدار سنسور زیر بر اساس استفاده از میدان الکترومغناطیسی موجود در خانه ها است که توسط سیم کشی الکتریکی واقع در دیوارها ایجاد می شود.

لمس سنسور با دست معادل اتصال آنتن به ورودی حساس آمپلی فایر است. در نتیجه، الکتریسیته شبکه القایی وارد دروازه ترانزیستور اثر میدانی می شود که نقش یک سوئیچ الکترونیکی را ایفا می کند.

داده شده است سنسور لمسیبه دلیل استفاده از ترانزیستور اثر میدانی KP501A (B, C) بسیار ساده است. این ترانزیستور انتقال جریان تا 180 میلی آمپر را با حداکثر ولتاژ منبع تخلیه تا 240 ولت برای حرف A و 200 ولت برای حروف B و C فراهم می کند. الکتریسیته ساکنیک دیود در ورودی آن وجود دارد.

ترانزیستور اثر میدان مقاومت ورودی بالایی دارد و برای کنترل آن، ولتاژ ساکن بیشتر از مقدار آستانه کافی است. برای این نوع ترانزیستور اثر میدان، ولتاژ آستانه اسمی 1...3 ولت و حداکثر مجاز 20 ولت است.

هنگامی که سنسور E1 را با دست لمس می کنید، درجه پتانسیل القایی روی گیت برای باز کردن ترانزیستور کافی است. در این حالت، در تخلیه VT1 پالس های الکتریکی به مدت 35 میلی ثانیه وجود خواهد داشت که دارای فرکانس هستند. شبکه برق 50 هرتز اکثر رله های الکترومغناطیسی تنها به 3 ... 25 میلی ثانیه برای سوئیچ نیاز دارند. برای جلوگیری از جهش کنتاکت های رله در لحظه تماس، خازن C2 در مدار گنجانده شده است. با توجه به بار انباشته شده روی خازن، رله حتی در نیمه چرخه ولتاژ شبکه هنگامی که VT1 بسته است روشن می شود. تا زمانی که حسگر سنسور لمس شود، رله روشن خواهد بود.

خازن C1 ایمنی سنسور را در برابر تداخل رادیویی با فرکانس بالا افزایش می دهد. می توانید حساسیت لمس سنسور را با تغییر ظرفیت خازن C1 و مقاومت R1 تغییر دهید. گروه تماس K1.1 دستگاه های الکترونیکی خارجی را کنترل می کند.

با افزودن یک ماشه و یک گره سوئیچینگ بار شبکه به این مدار می توانید بدست آورید.