Bibliothèque technique gratuite ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Capteur piezo en alarme antivol
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Dispositifs de sécurité et signalisation d'objets L'élément principal du capteur est un élément piézoélectrique, complété par un transducteur inertiel. La conception du capteur est illustrée à la fig. 1. Un émetteur piézoélectrique acoustique 1 à revêtement ouvert est fixé sur la carte de circuit imprimé 4, à laquelle est soudé un support de fil en forme de M 3. Un rayon élastique 2 y est soudé, dont une extrémité est aplatie, pliée en un demi-cercle et soudé sur la carte 1, et une charge est fixée sur l'autre 5.
Dans la copie du capteur de l'auteur, le rayon était en fil d'acier d'un diamètre de 0,8 mm (trombone), son extrémité aplatie avait une épaisseur de 0,2 ... 0,25 mm, la charge 5 était un cube de plomb pesant 3 g. L'expérience a montré que la fréquence de résonance d'un tel convertisseur Fpez = 23 Hz. Cette conception convertit les vibrations de la charge en une pression variable sur l'élément piézoélectrique. Le transducteur répond aux chocs courts et aux chocs par des oscillations amorties exponentiellement (de fréquence Fres) de la tension sur l'élément piézoélectrique (Fig. 2), dont l'amplitude initiale Ua dépend de la force agissante. Si ce signal est appliqué à l'une des entrées du comparateur et que l'exemple de tension (de seuil) Up est appliqué à la seconde, alors un "paquet" de durée Tp à partir de N = Frez-Tp impulsions se formera à sa sortie.
Fig. 2 Évidemment, avec des chocs et chocs faibles et rares, un nombre d'impulsions plus petit sera généré à la sortie du comparateur qu'avec des chocs forts et fréquents, et avec une activité élevée (criminalité?) Il peut dépasser une certaine limite. Un diagramme schématique d'un dispositif qui génère un signal d'alarme (log. 1) en réponse à une excitation transcendantale du capteur est illustré à la fig. 3.
Un comparateur est monté sur un amplificateur opérationnel de micropuissance DA1, son seuil de commutation Up est fixé par une résistance d'accord R4. Au repos, la tension à l'entrée inverseuse de l'ampli-op DA1 dépasse la tension à l'entrée non inverseuse de 0,3 ... 3 mV, donc un niveau bas est défini à sa sortie - log. 0. Lorsqu'une tension alternative apparaît sur l'élément piézoélectrique B1 avec une amplitude suffisante pour commuter l'ampli-op DA1, un "paquet" d'impulsions se forme à sa sortie, qui, après avoir été inversé par l'élément logique DD1.3, ira à l'entrée C du compteur DD2 et l'entrée du vibreur unique (broche 6 DD1.1), montées sur les éléments DD1.1, DD1.2. Ce vibrateur unique génère une impulsion de durée Tact = 0.7*С1*R8 = 7 s, qui définit l'intervalle de temps pour le fonctionnement actif du capteur - la durée du cycle de comptage des impulsions. A la fin de cet intervalle, une impulsion courte (t = 1.4*R0.7*C9 = 3 ms) est générée en sortie de l'élément DD14, réinitialisant le compteur DD2. Comme le signal de niveau logique haut (alarme) à la sortie du compteur 2P DD2 n'intervient qu'à la réception de la 2p-ième impulsion dans le compteur, le seuil du capteur dépend de laquelle des sorties de ce compteur est activée. Si cela est fait comme indiqué sur la Fig. 3, alors l'alarme à "Sortie 1" se produira lorsque la 2ème impulsion arrivera à l'entrée C du compteur DD64. Une autre sortie de capteur ("Sortie 2") - le drain ouvert du transistor à effet de champ VT1 - vous permettra d'y connecter une charge disposant de sa propre source d'alimentation. Tous les éléments sont montés sur une carte de circuit imprimé en fibre de verre double face de 1,5 mm d'épaisseur, dont le dessin est illustré à la Fig. 4. Une partie de la feuille sur le côté de l'installation des éléments est utilisée comme fil commun. Les connexions aux bornes "mises à la terre" des résistances, condensateurs et autres pièces sont représentées par des points noirs. Des cercles de protection d'un diamètre d'environ 2 mm doivent être gravés dans cette feuille aux endroits où les fils des éléments sont sautés (non représentés sur la Fig. 4). Les jonctions des sections métallisées des première et deuxième faces de la carte sont représentées par des carrés noirs avec un point clair au centre.
Des résistances fixes sont utilisées: R8 - KIM, C3-14, le reste - MLT, C2-23, résistance de réglage - SPZ-19a. Le condensateur à oxyde est importé avec un faible courant de fuite, les autres sont KM-6, K10-17. Élément piézoélectrique B1 - émetteur acoustique ZP-19. Sa base est soudée à des plots de contact spécialement conçus sur la carte. Pour éviter que la charge ne touche la planche, une découpe peut y être pratiquée (représentée en pointillés sur la Fig. 4). La planche assemblée est installée dans une boîte en fer blanc sous les cubes de bouillon et fixée avec des vis en trois points. Dans cette conception, le capteur aura des dimensions globales de 82x35x15 mm. Mais à partir de laquelle des sorties du compteur DD2 l'alarme doit-elle être supprimée et quel doit être l'intervalle de temps pour le fonctionnement actif du capteur Tact ? Tout d'abord, la condition doit être remplie. Fpez*Tact > 2 à la puissance n, où 2 est le nom de la sortie du compteur DD2. Sinon, l'alarme de sortie du capteur ne se produira pas même si l'élément piézoélectrique est continuellement excité. Pour les cotes des éléments indiqués sur le schéma, cette condition est remplie, car. Frez * Cycle = 23 * 7 = 161, et la sortie du capteur pourrait être l'une des quatre sorties du compteur DD2 : 2 à la puissance 4, 2 à la puissance 5, 2 à la puissance 6 ou 2 à la puissance de 7 (2 puissance 7 = 128 < 161). La sensibilité la plus élevée (et aux interférences aussi) aura un capteur dans lequel le signal d'alarme est retiré de la sortie 2 à la puissance 4, et le plus insensible au bruit - de la sortie 2 à la puissance 7. Si le capteur doit réagir à des impacts uniques à court terme, l'intervalle Tact doit également être proche dans le temps. Mais s'il n'y a pas une telle limitation, il est recommandé d'augmenter le Tact. Cela est dû au fait qu'à mesure que Tact augmente, la probabilité qu'une fausse alarme se produise diminue. Mais la solution de circuit utilisée ici ne permettra d'augmenter le Tact que jusqu'à 35 ... 40 s, car, comme l'expérience l'a montré, la résistance de la résistance R8 ne doit pas dépasser 30 MΩ, et la capacité maximale du condensateur C2 (céramique ou film) ne dépasse généralement pas 2,2 μF . L'utilisation d'un condensateur à oxyde n'est pas souhaitable, car son courant de fuite est beaucoup plus élevé que celui d'un condensateur en céramique. Le seuil du comparateur est fixé par une résistance d'ajustement R4. Avec un choc « doux », l'amplitude du signal sur l'élément piézoélectrique peut être trop faible, ainsi une augmentation significative de la sensibilité du capteur à de tels chocs peut entraîner une diminution de Fres. Ceci peut être réalisé en augmentant le poids de la charge. L'expérience a montré qu'avec une masse de charge de 5, 9 et 15 g, la fréquence de résonance était respectivement de 18, 13 et 9 Hz. "Sortie 2" peut être nécessaire non seulement pour se coordonner avec un système de sécurité "étranger". Il convient également au contrôle direct d'une charge puissante, comme un dispositif de signalisation sonore (sirène) ou une lampe à incandescence. Lors de la configuration, un dispositif de signalisation sonore de faible puissance avec un générateur intégré, tel que HPM14AX, peut être connecté à cette sortie. La consommation d'énergie extrêmement faible en mode veille permet l'utilisation d'une batterie au lithium galvanique de petite capacité pour l'alimentation. Il survivra très probablement au système de sécurité lui-même. Publication : radioradar.net Voir d'autres articles section Dispositifs de sécurité et signalisation d'objets. Lire et écrire utile commentaires sur cet article. Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique : Le bruit de la circulation retarde la croissance des poussins
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