12 | 12 | 2018
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3770
Просмотры материалов : 9093640

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 39 гостей
  • 3 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА ПИРОДАТЧИКА PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
21.03.2012 17:02

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА ПИРОДАТЧИКА

Якось принесли в ремонт вимикач на основі піроелектричного датчика руху, подібний показаний на ФОТО 1.


Фото. 1.

Лампа постійно горіла і не вимикалася. Рішення, що лежить на поверхні - замінити пробитий сімістор. Після заміни лампа перестала горіти, але і включатися не хотіла. Стало зрозуміло, що схема управління також вийшла з ладу. На платі вимикача встановлена ​​мікросхема U2100B. Знайдений в інтернеті даташит показав, що мікросхема U2100B - це таймер для мережевих (~ 220В) навантажень, під управлінням якого можуть працювати реле (див. ФОТО 2) і сімістор (див. ФОТО 3).


Фото. 2


Фото. 3

На ФОТО 4 показана структура мікросхеми-таймера.


Фото. 4

Видно, що всередині мікросхеми сформовано тригерній вікно (Trigger window), утворене двома компараторами напруги, інверсний і не інверсний входи яких об'єднані (висновок 6). На другу входи компараторів подані опорні напруги 0,5 VRef = 0,5 x5V = 2,5 V і 0,65 VRef = 0,65 x5V = 3,25 V. Таким чином, напруга вікна одно 3,25 V-2, 5V = 0,75 V. З виведення 8 (VRef) знімається напруга 5V і згладжується конденсатором С2. Ця напруга використовується для живлення схеми піроелектричного датчика. На вивід 6 подається вихідний сигнал від схеми датчика. Схема самого датчика розташована окремо від плати вимикача в корпусі, що має лінзу Френеля і встановленому на передній панелі вимикача. Передбачено невелика зміна положення датчика по горизонталі шляхом його повороту. Зовнішній вигляд датчика в корпусі показаний на ФОТО 5, а вид на плату з елементами - на ФОТО 6.


Фото. 5.


Фото. 6.

Від хустки датчика відходять три жовтих дроти: плюс харчування, мінус харчування та сигнальний. Плата кріпиться до корпусу за допомогою одного гвинтика як показано на ФОТО 7.


Фото. 7.

Після підключення схеми датчика до окремого джерела живлення +5 В, датчик виявився в робочому стані. Тепер залишилося подивитися, що відбувається на виході схеми датчика. На рисунку 1 показана епюра вихідної напруги, знята осцилографом.


Рис. 1

У вихідному стані, коли в зоні датчика немає переміщення інфрачервоного випромінювання, тобто живого об'єкта (саме переміщення - піроелектричні датчики реагують на зміну теплової обстановки тільки в динамічному режимі!), на виході є якийсь середній рівень напруги +2,1 В. Ця ділянка на графіку позначений як 0 - t1. При повільному наближенні руки до датчика, вихідна напруга стало плавно зменшуватися (ділянка t1 - t2). Коли рух було зупинено, вихідна напруга повернулося до вихідного рівня +2,1 В. При швидкому наближенні руки вихідна напруга різко знизилося до нульового рівня (ділянка t3 - t4), а потім, знову повернулося до вихідного рівня +2,1 В. Така ж картинка спостерігалася при видаленні руки від датчика, тільки вихідна напруга тепер збільшувалася. Для плавного руху показаний ділянку t5 - t6, а для швидкого - ділянка t7 - t8. Для відстеження рівня вихідної напруги датчика як вгору, так і вниз і призначене тригерній вікно в мікросхемі U2100B. Вихідна напруга схеми датчика, як вказувалося вище, в режимі спокою одно +2,1 В і, здавалося б, не входить в напругу вікна, обмежене зверху 3,25 вольтами, а знизу 2,5 вольта. Але ця напруга (+2,1 В) заміряні щодо мінусового проводу живлення. У схемі вимикача спільним є плюсової провід, тому відносно плюса напругу на виході схеми датчика дорівнюватиме (по модулю) 5V-2, 1V = 2,9 V, яке якраз і укладається в зазначені рамки вікна. Для використання датчика в електронних цифрових конструкціях його вихідна напруга необхідно перетворити, тобто привести до дискретного увазі. Якщо відслідковувати зміну рівня тільки вгору або тільки вниз, що легко реалізувати без всяких хитрощів, то чутливість датчика буде знижена в два рази. Можна скористатися схемою дискримінатора, побудованого на операційних підсилювачах або компараторах. А якщо потрібно Надмалий споживання струму, тоді доведеться реалізувати схему на спеціалізованих мікропотужні радіоелементів. Але можна побудувати схему перетворювача сигналу на звичайних транзисторах, які в засіках радіоаматора завжди є. На малюнку 2 показана така схема.


Рис. 2

Це не що інше, як вимірювальний міст. У початковому стані потенціали баз і емітерів транзисторів VT1 і VT2 рівні, значить, ці транзистори закриті і, отже, міст урівноважений. Транзистор VT3 закритий позитивним зміщенням з резистора R3, а транзистор VT4 закритий негативним зсувом з резистора R4. З резистора R9 знімається практично напруга живлення (рівень лог.1). При зниженні вихідної напруги датчика транзистор VT2 відкривається, подаючи позитивний потенціал з R5 на базу VT4, який також відкривається. З виходу перетворювача знімається напруга з низьким рівнем (лог.0). При збільшенні вихідної напруги датчика відкривається транзистор VT1. На базу VT3 з резистора R7 надходить низький рівень напруги. Транзистор VT3 відкривається і через R8 на базу VT4 надходить позитивний потенціал. Транзистор VT4 відкривається і з його колектора знову знімається низький рівень. Таким чином, схема відстежує зміни вихідної напруги датчика - як вгору, так і вниз. Зона нечутливості складає близько 1,2 вольт (0,6 + 0,6 вольт) і обумовлена ​​падінням напруги на переходах Б-Е транзисторів VT1 і VT2. Щоб її компенсувати встановлений підлаштування резистор R6. При збільшенні його опору, потенціали емітерів VT1 і VT2 починають приймати протилежні знаки, отже, чутливість перетворювача збільшується. Якщо необхідно, щоб в початковому стані на виході перетворювача була низька напруга (рівень лог.0), то в вихідному каскаді змінюють включення транзисторів VT3 і VT4, як показано на малюнку 3.


Рис. 3

Заміряний струм споживання датчиком при харчуванні напругою 5В дорівнює перший міліампер. Мале споживання струму датчиком і схемою перетворювача дозволяє їх використовувати в конструкціях з бестрансформаторним харчуванням. Наприклад, пристрій, розглянуте в темі "Мікросхема К145АП2 для піродатчіка", де використовувався піроелектричний датчик від сигналізаційної системи, не може замінити стінний вимикач в квартирі через включення схеми паралельно лампі розжарювання. З даним перетворювачем і датчиком з'являється можливість заміни. Експеримент показаний на ФОТО 8.


Фото. 8.

Приклад схеми включення розглянутого перетворювача спільно з мікросхемою К145АП2 наведено на малюнку 4.


Рис. 4

В схему доданий стабілізатор DA2, що формує харчування датчика і перетворювача. Транзистор VT5 інвертує сигнал і узгодить логічні рівні напруги на виході перетворювача і на вході схеми - формувача сигналів DD1. Так як тепер вся схема включена паралельно сімістор, вона може замінити собою покупні піроелектричні вимикачі. На відміну від покупних вимикачів, в яких лампа вмикається і вимикається звичайним чином, у варіанті на мікросхемі К145АП2 включення і виключення лампи плавне. Баластний конденсатор С8, можливо, доведеться підібрати по мінімальному струму споживання пристроєм, при якому не буде порушуватися робочий режим. У висновку можна зазначити, що мале споживання потужності датчиком і перетворювачем дає можливість застосовувати їх в інших електронних конструкціях, де потрібна економічний режим роботи. Перетворювач також може застосовуватися в конструкціях, в яких необхідно перетворити змінний сигнал в імпульсний ...

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 78 79 80 81 82

Обновлено 28.03.2012 05:28
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья