Схема подключения датчика перепада давления

Датчики перепада давления применяются для контроля избыточного давления воздуха и других неагрессивных или негорючих газов. Чаще всего данный тип датчиков можно встретить в системах вентиляции и кондиционирования, где они выполняют функцию контроля за состоянием загрязнения фильтра, работы вентилятора и замерзания рекуператора.

Установка датчиков осуществляется в воздушных каналах, там, где требуется слежение за перепадом давления воздуха. В случае превышения установленных значений, срабатывает перекидной контакт реле и сигнал поступает на управляющий работой вентиляционной установки контроллер. В случае неисправности вентилятора, происходит останов системы, в случае загрязнения фильтра выдается сигнал аварии, загорается индикатор, сообщающий о необходимости замены фильтра, при этом система продолжает работать в штатном режиме.

Реле перепада давления воздуха для вентиляционных систем

Настраиваемый диапазон срабатывания: 20-200 / 50-500 / 200-1000 Па
Контакты реле 1А, 250V ac/dc
Класс защиты IP54
Монтажный комплект: PVC трубка 2 м, два штуцера
Произведено в РОССИИ
Гарантия 5 лет

Реле перепада давления воздуха называют по разному:

датчик реле давления воздуха;
дифференциальное реле давления;
прессостат и т.д.

Во всех случаях имеют ввиду одно и тоже устройство выполняющее измерение разницы давления воздуха и замыкающее, размыкающее или переключающее электрическую цепь.

Реле ADPR выпускается в трех исполнениях:

ADPR_data_sheet.pdf (0.25 Мб)

Содержание

Электрические принципиальные схемы
Схема емкостного сенсорного датчика
Схема сенсорного включателя
Рекомендуемые схемы подключения реле перепада давления воздуха для контроля работы вентилятора.
Возможная схема подключения реле перепада давления воздуха для контроля работы вентилятора
Монтаж датчика перепада давления
Емкостной сенсорный датчик своими руками
Универсальная печатная плата
Система автоматики приточной вентиляции
Реле перепада давления – контроль работы вентилятора
Принцип действия
Измерения малых ёмкостей (аналоговый ёмкостной датчик)
Как работает
Уточнения для реализации
Альтернативное применение.
Эксперименты
Емкостные датчики и реле схемы
Конструкция и детали емкостных сенсорных датчиков
Конструкция сенсорного датчика присутствия
Конструкция и детали емкостного сенсорного включателя

Про анемометры: Прокуратура разъяснила, в каких случаях отключение газа в стояке многоквартирного дома является законным | Блоги | СеровГлобус.ру

Электрические принципиальные схемы

Для управления подачей воды в биде унитаза понадобилось два емкостных сенсорных датчика. Один датчик нужно было установить непосредственно на унитазе, он должен был выдавать сигнал логического нуля при присутствии человека, а при отсутствии сигнал логической единицы. Второй должен был служить включателем воды и находиться в одном из двух логических состояний.

При поднесении к сенсору руки датчик должен был менять логическое состояние на выходе – из исходного единичного состояния переходить в состояние логического нуля, при повторном прикосновении руки из нулевого состояния переходить в состояние логической единицы. И так до бесконечности, пока на сенсорный включатель поступает разрешающий сигнал логического нуля с датчика присутствия.

Схема емкостного сенсорного датчика

Основой схемы емкостного сенсорного датчика присутствия является задающий генератор прямоугольных импульсов, выполненный по классической схеме на двух логических элементах микросхемы D1.1 и D1.2. Частота генератора определяется номиналами элементов R1 и C1 и выбрана около 50 кГц. Значение частоты на работу емкостного датчика практически не влияет. Я менял частоту от 20 до 200 кГц и влияния на работу устройства визуально не заметил.

С 4 вывода микросхемы D1.2 сигнал прямоугольной формы через резистор R2 поступает на входы 8, 9 микросхемы D1.3 и через переменный резистор R3 на входы 12,13 D1.4. На вход микросхемы D1.3 сигнал поступает с небольшим изменением наклона фронта импульсов из-за установленного датчика, представляющего собой кусок провода или металлическую пластину. На входе D1.4, из за конденсатора С2, фронт изменяется на время, необходимое для его перезаряда. Благодаря наличию подстроечного резистора R3, есть возможность фронты импульса на входе D1.4, выставить равным фронту импульса на входе D1.3.

Если приблизить к антенне (сенсорному датчику) руку или металлический предмет, то емкость на входе микросхемы DD1.3 увеличится и фронт поступающего импульса задержатся во времени, относительно фронта импульса, поступающего на вход DD1.4. чтобы «уловить» эту задержку про инвертированные импульсы подаются на микросхему DD2.1, представляющую собой D триггер, работающий следующим образом. По положительному фронту импульса, поступающего на вход микросхемы C, на выход триггера передается сигнал, который в тот момент был на входе D. Следовательно, если сигнал на входе D не изменяется, поступающие импульсы на счетный вход C не оказывают влияния на уровень выходного сигнала. Это свойство D триггера и позволило сделать простой емкостной сенсорный датчик.

Когда емкость антенны, из за приближения к ней тела человека, на входе DD1.3 увеличивается, импульс задерживается и это фиксирует D триггер, изменяя свое выходное состояние. Светодиод HL1 служит для индикации наличия питающего напряжения, а HL2 для индикации приближения к сенсорному датчику.

Схема сенсорного включателя

Схему емкостного сенсорного датчика можно использовать и для работы сенсорного включателя, но с небольшой доработкой, так как ему необходимо не только реагировать на приближение тела человека, но и оставаться в установившемся состоянии после удаления руки. Для решения этой задачи пришлось к выходу сенсорного датчика добавить еще один D триггер, DD2.2, включенный по схеме делителя на два.

Схема емкостного датчика была немного доработана. Для исключения ложных срабатываний, так как человек может подносить и удалять руку медленно, из-за наличия помех датчик может выдавать на счетный вход D триггера несколько импульсов, нарушая необходимый алгоритм работы включателя. Поэтому была добавлена RC цепочка из элементов R4 и C5, которая на небольшое время блокировала возможность переключение D триггера.

Триггер DD2.2 работает так же, как и DD2.1, но сигнал на вход D подается не с других элементов, а с инверсного выхода DD2.2. В результате по положительному фронту импульса, приходящего на вход С сигнал на входе D изменяется на противоположный. Например, если в исходном состоянии на выводе 13 был логический ноль, то поднеся руку к сенсору один раз, триггер переключится и на выводе 13 установится логическая единица. При следующем воздействии на сенсор, на выводе 13 опять установится логический ноль.

Для блокировки включателя при отсутствии человека на унитазе, с сенсора на вход R (установка нуля на выходе триггера вне зависимости от сигналов на всех остальных его входах) микросхемы DD2.2 подается логическая единица. На выходе емкостного выключателя устанавливается логический ноль, который по жгуту подается на базу ключевого транзистора включения электромагнитного клапана в Блоке питания и коммутации.

Резистор R6, при отсутствии блокирующего сигнала с емкостного датчика в случае его отказа или обрыва управляющего провода, блокирует триггер по входу R, тем самым исключает возможность самопроизвольной подачи воды в биде. Конденсатор С6 защищает вход R от помех. Светодиод HL3 служит для индикации подачи воды в биде.

Монтаж датчика перепада давления

Датчик предназначен для крепления на воздуховодах или стенах. Рекомендуемое пространственное положение – вертикальное.

Установка датчика должна производиться таким образом, чтобы он находился выше своих точек соединения.

Трубки подвода воздуха присоединяются к штуцерам, врезанным в корпус воздуховода в точках контроля давления, и могут иметь любую длину, однако при длине более 2 м увеличивается время срабатывания реле.

Для предотвращения накопления конденсата трубки должны подключаться так, чтобы не образовывались петли и места, в которых может скапливаться вода.

На корпусе реле давления имеются два штуцера с маркировкой «+» и «-», к которым присоединяются гибкие трубки, которые монтируются в точки измерения. При установке штуцеры должны располагаться снизу.

При контроле за состоянием загрязнения фильтра штуцер с маркировкой «+» должен подключаться перед фильтром, а штуцер с маркировкой «-» после фильтра (по движению воздуха).

Значение уставки давления на фильтре приблизительно выставляется 150-200Па.

В случае, если датчик перепада давления вентилятора используется для контроля состояния вентилятора, штуцер с маркировкой «+» подключается после вентилятора (по движению воздуха), а штуцер с маркировкой «-» соответственно перед вентилятором.

Значение уставки давления примерно 50-100Па.

При установке на рекуператоре для контроля замерзания, штуцер с маркировкой «-» подключается после рекуператора, штуцер с маркировкой «+» перед рекуператором.

Ориентировочное значение уставки составляет 400-500 Па.

Помимо электромеханических, существуют также цифровые датчики перепада давления, которые помимо релейного, имеют также аналоговый выход 0–10B и расширенный диапазон измерения.

Но на практике, значительно чаще встречаются именно электромеханические, в первую очередь в силу своей относительной дешевизны.

Емкостной сенсорный датчик своими руками

Емкостной датчик – это один из типов бесконтактных датчиков, принцип работы которого основан на изменении диэлектрической проницаемости среды между двух обкладок конденсатора. Одной обкладкой служит сенсорный датчик схемы в виде металлической пластины или провода, а второй – электропроводящее вещество, например, металл, вода или тело человека.

Вместо предлагаемого в этой статье самодельного емкостного сенсорного датчика в настоящее время целесообразно установить выключатель, сделанный на основе заводского модуля сенсорного датчика. Инструкция по его изготовлению и установке приведена в статье «Как сделать емкостной сенсорный включатель биде из готового модуля».

При разработке системы автоматического включения подачи воды в унитаз для биде возникла необходимость применения емкостного датчика присутствия и выключателя, обладающих высокой надежностью, устойчивостью к изменению внешней температуры, влажности, пыли и питающему напряжению. Хотелось также исключить необходимость прикосновения человека с органами управления системы. Предъявляемые требования могли обеспечить только схемы сенсорных датчиков, работающих на принципе изменения емкости. Готовой схемы удовлетворяющей необходимым требованиям не нашел, пришлось разработать самостоятельно.

Получился универсальный емкостной сенсорный датчик, который не требует настройки и реагирует на приближающиеся электропроводящие предметы, в том числе и человека, на расстояние до 5 см. Область применения предлагаемого сенсорного датчика не ограничена. Его можно применять, например, для включения освещения, систем охранной сигнализации, определения уровня воды и в многих других случаях.

Универсальная печатная плата

Представленные выше емкостные датчики собраны на печатных платах, несколько отличающихся от печатной платы приведенной ниже на фотографии. Это связано с объединением обеих печатных плат в одну универсальную. Если собирать сенсорный включатель, то необходимо только перерезать дорожку под номером 2. Если собирать сенсорный датчик присутствия, то удаляется дорожка номер 1 и не все элементы устанавливаются.

Не устанавливаются элементы, необходимые для работы сенсорного включателя, но мешающие работе датчика присутствия, R4, С5, R6, С6, HL2 и R4. Вместо R4 и С6 запаиваются проволочные перемычки. Цепочку R4, С5 можно оставить. Она не будет влиять на работу.

Ниже приведен рисунок печатной платы для накатки при использовании термического метода нанесения на фольгу дорожек.

Достаточно распечатать рисунок на глянцевой бумаге или кальке и шаблон готов для изготовления печатной платы.

Безотказная работа емкостных датчиков для сенсорной системы управления подачи воды в биде подтверждена на практике в течении трех лет постоянной эксплуатации. Сбоев в работе не зафиксировано.

Однако хочу заметить, что схема чувствительна к мощным импульсным помехам. Мне приходило письмо о помощи в настройке. Оказалось, что во время отладки схемы рядом находился паяльник с тиристорным регулятором температуры. После выключения паяльника схема заработала.

Еще был такой случай. Емкостной датчик был установлен в светильник, который подключался в одну розетку с холодильником. При его включении свет включался и при повторном выключался. Вопрос был решен подключением светильника в другую розетку.

Приходило письмо об успешном применении описанной схемы емкостного датчика для регулировки уровня воды в накопительном баке из пластика. В нижней и верхней части было приклеено силиконом по датчику, которые управляли включением и выключением электрического насоса.

Система автоматики приточной вентиляции

Управление работой вентиляционной установкой производится контроллером, находящимся в щите управления и обеспечивающим автоматическое поддержание температуры приточного воздуха по заданной уставке.

На контроллер приходят основные сигналы с установки — значение с датчика температуры наружнего воздуха, сигнал открытия приточной заслонки, температура воды до и после калорифера, положение и сигнал обратной связи привода клапана калорифера водяного нагрева, сигнал о состоянии насоса, состояние вентиляторов и их скорость вращения в процентном соотношении от максимального.

В зависимости от полученных данных автоматика осуществляет управление исполнительными устройствами — регулирование температуры воздуха в приточном воздуховоде, управление приводом воздушной заслонки, управление циркуляционным насосом нагревателя , управление приводом регулирующего вентиля нагревателя, управление скоростью вентиляторов с помощью частотных преобразователей.

Система автоматики помимо температурных режимов должна обеспечивать:

Защиту калориферов от заморозки
Автоматическое отключение систем при аварийных ситуациях
Ручнойавтоматический режимы работы
Отображение рабочих и аварийных параметров системы
Ручное и автоматическое переключение режимов работы «Зима-Лето»
Формирование аварийных сигналов и сохранение архива аварийных сообщений
Возможность передачи данных в систему верхнего уровня
Задание режимов работы
Индикацию статуса работы системы на лицевой панели щита с помощью индикаторных ламп
Контроль силовой цепи

Общий алгоритм управления работой вентиляционной системы следующий:

Переход в автоматический режим производится переключателем на двери щита управления. Система автоматически по датчику температуры переходит в режим Зима/Лето в зависимости от температуры воздуха на улице. Режим Лето включается при температуре 11-13 °С, при понижении температуры до 8 °С осуществляется переход в режим Зима.

При запуске системы в режиме Зима воздушный клапан закрыт, вентилятор приточной установки выключен, трехходовой клапан открыт на 100%, циркуляционный насос работает постоянно, пока в работе водяной калорифер (в том числе и в дежурном режиме). Водяной калорифер должен прогреться до заданной температуры, определяемой по датчику обратной воды теплоносителя.

После прогрева калорифера поступает команда на запуск вентустановки. При этом вентиляторы не включаются, идет открытие воздушного клапана. Одновременно с началом открытия клапана начинается отсчет задержки перед запуском приточного вентилятора. После запуска вентилятора происходит регулирование температуры воздуха в приточном канале при помощи ПИД-регулятора. Управление нагревом вентиляционной установки осуществляется по датчику температуры в приточном воздуховоде.

При включении режима работы Лето воздушный клапан закрыт, вентилятор приточно установки выключен, циркуляционный насос не работает. При пуске системы, также как и режиме Зима, открывается воздушный клапан и одновременно, с задержкой подается команда на включение вентилятора.

При возникновении угрозы заморозки водяного нагревателя алгоритм работы системы автоматики следующий — вентилятор останавливается, воздушная заслонка закрывается, регулирующий клапан теплоносителя открывается на 100%, в журнал событий заносится аварийное сообщение об угрозе заморозки. Также в журнал заносится расшифровка аварийного сигнала, что конкретно послужило причиной аварийной ситуации (термостат, низкая температура обратной воды, низкая температура притока).

Для вентиляторов предусмотрены следующие виды аварийных сигналов:

cигнал о перегрузки электродвигателя, по срабатыванию встроенного термоконтакта.
сигнал об аварии с преобразователя частоты, при этом контроль электрических параметров электродвигателя осуществляется встроенными функциями самого частотного преобразователя, При поступлении данного сигнала установка переходит в дежурный режим, снимается сигнал подачи питания на преобразователь частоты, аварийное сообщение заносится в журнал событий. В системах, где используется резервирование вентиляторов вместо перехода в дежурный режим включается резервный вентилятор.
сигнал «обрыв ремня» по срабатыванию датчика перепада давления на вентиляторе.

При поступлении сигнала аварии насоса с термоконтакта или при размыкании дополнительного контакта автоматического выключателя насос выключается, вентустановка переходит в дежурный режим и в журнал контроллера записывается данное событие.

Управление и контроль за системой вентиляции могут осуществляться удаленно в систему диспетчеризации здания, куда передаются все необходимые сигналы с контроллера.

Также в щит управления вентиляцией могут приходить сигналы с системы пожарной сигнализации. При срабатывании сигнала о пожаре приток свежего воздуха в помещение должен прекращаться, поэтому вентиляционная установка должна останавливаться, переходя в дежурный режим.

Конечно, данное описание алгоритма работы обобщенное, не рассмотрены некоторые важные моменты при работе, но наверное лучше это рассмотреть в будущем на примере реальной программы управления вентустановкой.

В завершении хочется отметить, что данная тема является очень объемной и в рамках одной статьи невозможно рассказать о всех аспектах работы вентиляционных систем, поэтому в дальнейшем мы еще вернемся к данной тематике.

Реле перепада давления – контроль работы вентилятора

Вентилятор при работе создает перепад давления воздуха – перепад давления показывает работу вентилятора.Ток электродвигателя может не показывать проблемы с вентилятором:

обрыв ремня – автомат электродвигателя не сработает
заклинивание маломощных вентиляторов, менее 0,5 кВт, не приводит к срабатыванию автомата – ток при заблокированном роторе практически не отличается от рабочего тока.

Правильно настроенное реле перепада давления на вентиляторе покажет, что вентилятор в нерабочем режиме.Реле показывает проблемы и в других элементах вентиляции, например:

закрыта воздушная заслонка или огнезадерживающий клапан
засорился теплообменник
не закрыта дверца вентиляционной установки

Принцип действия

Работа датчика основана на измерении давления воздуха до и после контролируемого объекта.

Разность давлений (дифференциал) , создаваемая между двумя полостями прибора, соединенными ПВХ трубками, выходящая за пределы установленного диапазона, приводит к срабатыванию подпружиненной диафрагмы, которая в свою очередь, механически переключает контакты датчика, тем самым замыкая/размыкая цепь управления или индикации.

При уменьшении перепада давления ниже установленного порога происходит автоматический возврат в исходное состояние.

Требуемый порог срабатывания устанавливается при помощи регулятора, расположенного под крышкой датчика, на котором нанесена шкала диапазонов в Паскалях. Точность измерения составляет обычно ±10Па (1%-5%).

Диапазоны рабочего давления указываются для установки в вертикальном положении, как рекомендуют производители. При горизонтальной установки будет погрешность в измерениях, поэтому в этом случае значение диапазона обычно увеличивают примерно на 20 Па.

В качестве выходного электрического сигнала применяется перекидной релейный контакт.

Обычно реле перепада давления подключается к NO контакту. При увеличении давления контакты 1-3 размыкаются, контакты 2-3 соответственно замыкаются.

Максимальное избыточное/статическое давление не должно превышать 5-10 кПА.

Измерения малых ёмкостей (аналоговый ёмкостной датчик)

Время на прочтение

Предлагаю сообществу датчик малых ёмкостей, работающий почти от 0 пФ. Можно использовать в любительской электронике, роботостроении.

Рис. 1. Схема. MicroCap10

Как работает

Принцип действия основан на измерении заряда, который накопился на обкладке конденсатора при зарядке. Вторая обкладка – это объект, подносимый к датчику. Для моделирования она показана подключённой к «земле», но это не принципиально.

Обкладка конденсатора подключена к выводу микроконтроллера, который настроен на выдачу меандра частотой 120 — 180 кГц, на схеме это источник напряжения V2. Также, обкладка подключена к базе транзистора Q1. Эмиттер подключён к тому же генератору. Так как выход МК комплементарный, это означает что вывод попеременно подключён то к «+» источнику питания, то к «0». Что происходит в эти полупериоды:

На выходе МК лог. 1: Конденсатор быстро заряжается через R1, R2. Так как ёмкость очень мала, можно обойтись без диодного разделения, сопротивление R2 достаточно для полного заряда, и нет паразитной ёмкости диодов. Транзистор закрыт, так как включён в обратном направлении UБЭ<0.
На выходе МК лог. 0: Конденсатор С1 разряжается через R3, переход БЭ Q1 и выход МК. Так как эмиттер через вывод МК подключился к «0V», то ток разряда на очень короткое время открывает транзистор. Создаётся ток коллектора на короткое время, определяемое зарядом конденсатора С1.

Диод D1 и конденсатор С2 образуют амплитудный детектор – на R5 создаётся напряжение, пропорциональное ёмкости С1. Транзистор Q2 нужен для согласования сопротивлений с АЦП МК. Выходное напряжение снимается с R6.

Результаты моделирования (рис. 2) при номиналах, показанных на схеме. Линейная зависимость примерно сохраняется до 10 пФ.

Рис. 3. График ёмкость — напряжениеПримечание

: подъём графика около 0 пФ – ошибки моделирования, там на самом деле продолжается линейность. Проверено в «железе».

Приведённая схема отличается от других (с диодной развязкой или мостами и неизменным включением БЭ транзистора) тем, что пропорция ёмкость/напряжение имеется почти с 0 пФ, без мёртвой зоны. Также, в схеме задействована только одна обкладка конденсатора.

При выполнении на плате собственная ёмкость схемы намного меньше ёмкости одной обкладки — пластины в 20 см2. Чувствительность датчика: для поднесённой руки примерно на 50 мм к пластине — изменение выходного сигнала более 10%. Расчётное изменение ёмкости около 2 пФ. На сетевые помехи, ЭМП и GSM датчик не реагирует.

Уточнения для реализации

Транзисторы должны быть с рабочей частотой от 100 МГц, и минимальной ёмкостью базы (здесь 2 пФ).
Диод D1 – высокочастотный типа BAV99, ёмкость единицы пФ.
С2 в диапазоне 10 – 30 нФ, больше не надо, растёт ток вывода МК. Для сглаживания импульсов можно поставить конденсатор параллельно R6
Резистор R1 в 100 Ом ограничивает ток вывода МК, импульсный 5мА, средний 0,2 мА.
Микроконтроллер в данной схеме – Atmega8A, выход меандр 166 кГц, АЦП его же. Увеличение частоты выше 300 кГц не рекомендуется, из-за влияния паразитных ёмкостей.

Кто реализует и применит в своих поделках — отпишитесь, интересно.

Альтернативное применение.

В комментариях под статьёй обсуждается применение в качестве датчика влажности почвы. Решил проверить, возможно ли.

Сенсорную пластину взял 40х60 мм, хорошо замотав в 4 слоя сантехнического скотча (допустим, герметизировал). Собственная ёмкость возросла, пришлось поменять номиналы в схеме, снизив чувствительность до уровня 15 пФ. Новая схема здесь :

Рис. 4. Схема для датчика влажности почвы.

Эксперименты

Ещё долил воды и немного утрамбовал.

Напряжение снимал с R5, поэтому при увеличении ёмкости напряжение увеличивается.
Видно, что ёмкость возрастает при каждом доливе. Однако, то ли песок такой, то ли я не знаю что, но показания увеличиваются сразу при доливе. Я ожидал более плавное изменение U при пропитывании песка водой.

Да, я знаю о сенсорных датчиках для Ардуино с Али. Но мне хотелось разобраться самому и сделать с заданными параметрами.

Емкостные датчики и реле схемы

Что такое емкостные датчики? Это самое обычное электронное реле, срабатывающее при изменении емкости. Чувствительным элементом многих рассмотренных здесь схем являются генераторы высокой частоты от сотен килогерц или больше. Если параллельно контуру этого генератора подсоединить дополнительную емкость, то либо поменяется частота генератора, либо его колебания прекращаются совсем. В любом варианте сработает пороговое устройство, которое включает звуковой или световой сигнализатор. Эти схемы можно применять в различных моделях, которые при встрече с различными препятствиями будут изменять свое движение, в быту – сел в компьютерное кресло включился ноутбук или заиграл музыкальный центр, устройства можно также использовать для включения света в помещениях для построения систем сигнализации и т.п.

Схема работает на звуковых частотах. Для увеличения чувствительности в контур генератора низкой частоты добавлен полевой транзистор.

Генератор прямоугольных импульсов с частотой следования последних 1 кГц выполнен на элементах DD1.1 и DD1.2. В качестве выходного каскада предназначен DD1.3, нагрузкой которого является телефонный динамик.

С целью увеличения чувствительности схемы можно добавить количество радиокомпонентов, введенных в RC – цепь.

Схема должна начать работать сразу после включения. Иногда нужно подстроить сопротивление R1 на пороговую чувствительность.

При регулировке реле возможны два варианта его функционирования: срыв или возникновение генерации при появлении емкости. Установка нужного нам схемотехнического варианта выбирается подбором номинала переменного сопротивления R1. При приближении руки к Е1 подстройкой сопротивления R1 делают так, чтобы расстояние, с которого запускалась схема, составляло 10 – 20 сантиметров.

Для включения различных исполнительных механизмов в емкостном реле используем сигнал с выхода элемента DD1.3.

Для включения света проходят рядом со вторым емкостным преобразователем, а для отключения освещения в помещении с первым.

Срабатывание преобразователя приводит к переключению RS триггера построенного на логических элементах. Емкостные датчики сделаны из отрезков коаксиального кабеля , с конца которых на длину около 50 сантиметров снят экран. Край экрана требуется изолировать. Датчики устанавливают на дверном каркасе. Длину неэкранированной части датчиков и номиналы сопротивлений R5 и R6 подбирают при отладки схемы так, чтобы триггер надежно срабатывал при прохождении биологического объекта на расстоянии 10 сантиметров от датчика.

Пока емкость между датчиком и корпусом мала, на сопротивлении R2, и на входе элемента DD1.3 формируются короткие импульсы положительной полярности, а на выходе элемента такие же импульсы но уже инвертированные. Емкость С5 медленно заряжается через сопротивление R3, когда на выходе элемента имеется уровень логической единицы, и быстро разряжается через диод VD1 при логическом нуле. Т.к разрядный ток выше зарядного, напряжение на емкости С5 имеет уровень логического нуля, и элемент
DD1.4 заперт для сигнала звуковой частоты.

При приближении к элементу любого биологического объекта его емкость относительно общего провода возрастает, амплитуда импульсов на сопротивлении R2 падает ниже порога включения DD1.3. На его выходе будет постоянная логическая единица, до этого уровня осуществится наполнение емкостью конденсатор С5. Элемент DD1.4 начнет пропускать сигнал звуковой частоты, и в динамике раздастся звуковой сигнал. Чувствительность емкостного реле можно регулировать подстроечной емкостью С3.

Датчик изготавливается своими руками с использованием металлической сетки с размерами 20 х 20 сантиметров, для хорошего уровня чувствительности реле.

В этой схеме емкостного реле к логическому элементу DD1.4 подсоединен транзистор VT1, в коллекторную цепь которого включен тиристор VS1 управляющий мощной нагрузкой.

На транзисторах VT1 – VT3 собран усилитель электрического сигнала, формирующегося в результате наводки от человека. Емкость С1, диоды D2 и D3 используются для защиты реле от любого ложного срабатывания.

Сенсор изготавливается своими руками из алюминиевой или медной пластины с размерами 100 мм х 100 мм.

Устройство, собранное по схеме ниже, реагирует на присутствие любого проводящего объекта, в том числе и человека. Чувствительность датчика можно регулировать потенциометром. Схема не позволяет обнаруживать движение объектов, но она хороша именно в роли датчика присутствия. Одним из очевидным решением использования в быту емкостного датчика присутствия является самодельная схема автоматическое открывания дверей. Для этих целей схема устройства должна быть размещена с передней части двери.

Основой этого емкостного устройства являются осциллятор с T1 и одновибратор. Осциллятор это типовой генератор Клаппа стабильной частоты. Поверхность емкостного датчика действует как конденсатор для колебательного контура, и в этой конфигурации частота будет около 1 МГц.

Время переключения схемы можно изменять в широком диапазоне с помощью переменного резистора Р2. Не надо подносить металлические предметы близко к датчику, т.к емкостное реле останется в закрытом состоянии. Эта схема также может быть применена в роли детектора агрессивных жидкостей. Главное достинство здесь заключается в том, что поверхность емкостного датчика не вступает в прямой контакт с жидкостью.

На полевом транзисторе выполнен маломощный генератор с частотой следования импульсов 465 кГц, а на биполярном транзисторе электронный ключ для срабатывания реле К1, контактами которого включается исполнительный механизм. Диод используется в схеме при случайном изменении полярности подсоединяемого источника питания.

Основа схемы маломощный генератор ВЧ. К колебательному контуру L1C4 подсоединена металлическая пластина. Поднесенная к ней ладонь руки или другая часть тела человека представляет собой вторую обкладку конденсатора Cд. Емкость конденсатора тем выше, чем больше площадь его обкладок и меньше расстояние между ними. Катушку индуктивности L1 намотайте на каркасе ∅ 8—9 мм, склеенном из бумаги. Катушка СОСТОИТ ИЗ 22—25 витков провода ПЭВ-1 0,3—0,4, намотанных виток к витку. Отвод необходимо сделать от 5—7-го витка, считая от начала.

Подсоедините в коллекторную цепь биполяярного транзистора V1 миллиамперметр на 10 мА и между точкой соединений миллиамперметра с катушкой L1 и эмиттером второго транзистора подсоединить конденсатор 0,01—0,5 мкФ. Металлическую пластину временно отключите от генератора. Следя за показаниями миллиамперметра, кратковременно замыкаем L1C4. Коллекторный ток V1 дрезко падает: с 2,5—3 до 0,5—0,8 мА. Максимальные показания соответствуют генерации, наименьшие — ее отсутствию. Если генератор возбуждается, присоедините к нему пластину и медленно поднесите ладонь. Коллекторный ток должен снизиться до уровня 0,5—0,8 мА.

Слабые изменения тока усиливается с помощью двухкаскадного УНЧ на V2, V3. А для того чтобы можно было управлять нагрузкой бесконтактным методом, конечная ступень схемы построена на тринисторе V5.

Движок переменного сопротивления R4 устанавливают в крайнее нижнее положение. И затем его медленно двигают вверх до тех пор, пока не включится индикатор H1. Теперь подносим ладонь к пластине и проверяем работу устройства.

Диод V4 в цепи тринистора V5 исключает появление импульса обратного напряжения. А V6 и сопротивление R7 защищают тринистор от пробоя. Для тринистора с Uо6р. = 400 В элементы V6 и R7 можно убрать из схемы.

Конструкция и детали емкостных сенсорных датчиков

Когда я начал разрабатывать сенсорную систему подачи воды в биде, то наиболее трудной задачей мне казалась разработка емкостного датчика присутствия. Обусловлено это было рядом ограничений по установке и эксплуатации. Не хотелось, чтобы датчик был механически связан с крышкой унитаза, так как ее периодически надо снимать для мойки, и не мешал при санитарной обработке самого унитаза. Поэтому и выбрал в качестве реагирующего элемента емкость.

Конструкция сенсорного датчика присутствия

По выше опубликованной схеме сделал опытный образец. Детали емкостного датчика собраны на печатной плате, плата размещена в пластмассовой коробке и закрывается крышкой. Для подключения антенны в корпусе установлен одноштырьковый разъем, для подачи питающего напряжения и сигнала установлен четырех контактный разъем РШ2Н. Соединена печатная плата с разъемами пайкой медными проводниками в фторопластовой изоляции.

Сенсорный емкостной датчик собран на двух микросхемах КР561 серии, ЛЕ5 и ТМ2. Вместо микросхемы КР561ЛЕ5 можно применить КР561ЛА7. Подойдут и микросхемы 176 серии, импортные аналоги. Резисторы, конденсаторы и светодиоды подойдут любого типа. Конденсатор С2, для стабильной работы емкостного датчика при эксплуатации в условиях больших колебаниях температуры окружающей среды нужно брать с малым ТКЕ.

Установлен датчик под площадкой унитаза, на которой установлен сливной бачок в месте, куда в случае протечки из бачка вода попасть не сможет. К унитазу корпус датчика приклеен с помощью двустороннего скотча.

Антенный датчик емкостного сенсора представляет собой отрезок медного многожильного провода длинной 35 см в изоляции из фторопласта, приклеенного с помощью прозрачного скотча к внешней стенке чаши унитаза на сантиметр ниже плоскости очка. На фотографии сенсор хорошо виден.

Для настройки чувствительности сенсорного датчика необходимо после его установки на унитаз, изменяя сопротивление подстроечного резистора R3 добиться, чтобы светодиод HL2 погас. Далее положить руку на крышку унитаза над местом нахождения сенсора, светодиод HL2 должен загораться, если руку убрать, потухнуть. Так как бедро человека по массе больше руки, то при эксплуатации сенсорный датчик, после такой настройки, будет работать гарантировано.

Конструкция и детали емкостного сенсорного включателя

Схема емкостного сенсорного включателя имеет больше деталей и для их размещения понадобился корпус большего размера, да и по эстетическим соображениям, внешний вид корпуса, в котором был размещен сенсорный датчик присутствия не очень подходил для установки на видном месте. Внимание на себя обратила настенная розетка rj-11 для подключения телефона. По размерам она подходила и имела хороший внешний вид. Удалив из розетки все лишнее, разместил в ней печатную плату емкостного сенсорного выключателя.

Для закрепления печатной платы в основании корпуса была установлена короткая стойка и к ней с помощью винта прикручена печатная плата с деталями сенсорного выключателя.

Датчик емкостного сенсора сделал, приклеив ко дну крышки розетки клеем «Момент» лист латуни, предварительно вырезав в них окошко для светодиодов. При закрывании крышки, пружина (взята от кремниевой зажигалки) соприкасается с латунным листом и таким образом обеспечивается электрический контакт между схемой и сенсором.

Крепится емкостной сенсорный включатель на стену с помощью одного самореза. Для этого в корпусе предусмотрено отверстие. Далее устанавливается плата, разъем и закрепляется защелками крышка.

Настройка емкостного выключателя практически не отличается от настройки сенсорного датчика присутствия, описанного выше. Для настройки нужно подать питающее напряжение и резистором отрегулировать, чтобы светодиод HL2 загорался, когда к датчику подносится рука, и гас, при ее удалении. Далее нужно активировать сенсорный датчик и поднести и удалить руку к сенсору выключателя. Должен мигнуть светодиод HL2 и загореться красный светодиод HL3. При удалении руки красный светодиод должен продолжать светиться. При повторном поднесении руки или удалении тела от датчика, светодиод HL3 должен погаснуть, то есть выключить подачу воды в биде.