Индикатор присутствия

Варианты использования устройст­ва, названного индикатором при­сутствия (ИП), весьма разнообразны: это и сигнализация присутствия чело­века или крупного животного в контро­лируемой зоне, и охрана металличес­ких объектов, и временное включение освещения на лестничной площадке при подходе к двери… Все зависит от фантазии конструктора и жизненной необходимости.

Предлагаемый прибор не содержит дефицитных деталей, налаживается с помощью авометра или цифрового мультиметра и экономичен, что позволяет использовать для его питания батареи обычных гальваничес­ких элементов или малогабаритных аккумуляторов.

Индикатор присутствияИндикатор присутствия, схема кото­рого показана на рис. 1, состоит из генератора ВЧ колебаний на транзисто­ре VT1 со стабилизатором питающего напряжения DA1, порогового устройст­ва на транзисторе VT2 и усилителя постоянного тока (транзисторы VT3, VT4). Генератор собран по схеме "индуктивной трехточки", отличающейся от традиционной тем, что в цепи об­ратной связи предусмотрен подстроечный резистор R2.

В верхнем по схеме положении движка резистора R2 обрат­ная связь максимальна, в нижнем — отсутствует. Это позволяет подобрать ее такой, что генератор будет находить­ся на пороге возбуждения или срыва колебаний.

С истока транзистора VT1 через кон­денсатор С5 высокочастотное напряже­ние поступает на выпрямитель с удвоени­ем напряжения на диодах VD1 и VD2. Как только выпрямленное напряжение на кон­денсаторе С7 превысит порог открывания транзистора VT2 (2,5…3,0 В), он откроет­ся, а транзисторы VT3 и VT4 закроются. Благодаря применению в качестве VT2 полевого транзистора с изолированным затвором его большое входное сопро­тивление не нагружает генератор ВЧ и не шунтирует контур L1C1.

Кроме того, для него характерен резкий переход из закрытого состояния в открытое при превышении напряжением затвор—исток определенного порога.

Пока транзисторы VT3 и VT4 закрыты, ИП находится в дежурном режиме с минимальным потреблением энергии. Колебательный контур L1C1 связан с затвором транзистора VT1 через емкость между внутренним и внешним про­водниками отрезка коаксиального кабе­ля РК50-1,5-11, выполняющего роль антенны WA1.

При приближении че­ловека к антенне происходит отток высокочастотной энергии из контура, коэффициент положительной обратной связи в генераторе становится ниже критического и колебания срываются. Как только напряжение на конденсаторе С7 уменьшается до значения ниже поро­гового, транзистор VT2 закрывается, а VT3 и VT4 открываются и подключенное к выходу ИП исполнительное устройство соединяется с источником питания.

indikator-prisutstvija-2Схемы трех возможных вариантов исполнительного устройства изобра­жены на рис. 2. Это светодиод (а), зву­ковой сигнализатор со встроенным ге­нератором (б) или реле (в).

Контактами    реле можно включать не только освещение в помещении, но и мощный ревун.

При использовании ИП в качестве охранного устройства антенной WA1 может служить сам охраняемый объект, если он металлический, например сейф. Его следует подключить к точке соединения конденсаторов С2 и С8 (дополнительного), как показано на рис. 3. Охраняемый объект должен быть изолирован от земли (пола) и соединен с ИП по возможности корот­ким, не более 0,5 м, отрезком провода. Емкость конденсатора С8 подбирают экспериментально. Возможно, придется увеличить емкость конденсатора С2 до 30…75пФ.

На время налаживания рекоменду­ется подключить к выходу ИП светодиод по схеме, показанной на рис. 2,а.

Перед включением питания ИП движок подстроечного резистора R2 устанавливают в верхнее по схеме положение. Включив питание, измеряют напряжение на кон­денсаторе С7. Оно должно быть не ме­нее 6 В. Светодиод в этом состоянии выключен. Затем, находясь на макси­мально возможном расстоянии от ан­тенны WA1, перемещают движок резис­тора R2 вниз (по схеме), пока не вклю­чится светодиод. Медленно переме­щают движок в обратном направлении до выключения светодиода. Напряже­ние на конденсаторе С7 в этот момент должно находиться в пределах 3…3.5 В.

Подойдя к антенне WA1, убеждают­ся, что ИП реагирует на приближение человека или его ладони к антенне. Чтобы скомпенсировать шунтирующее действие вольтметра, после его от­ключения от конденсатора С7 регули­ровку рекомендуется уточнить.

indikator-prisutstvija-3Автору удавалось добиться реакции ИП на че­ловека, находящегося на расстоянии 80…90 см от антенны, но при такой чув­ствительности прибор начинал реаги­ровать на изменения температуры и влажности окружающей среды.

В качестве подстроечного резисто­ра R2 я использовал 64фирмы VISHAY SPECTROL, но можно, конечно, ис­пользовать и другие многооборотные: СПЗ-13а, СП5-2, СП5-14. Вместо дио­дов Д9К подойдут и прочие той же серии. Для управления мощным испол­нительным устройством, например, пьезосиреной ACT-10, транзистор КТ361Г придется заменить составным КТ973А и побеспокоиться о более мощ­ном источнике питания.

Катушка L1 намотана на ферритовом кольце К10x6x3 и содержит 70+20 вит­ков провода ПЭЛШО 0,15. С конденса­тором С1 емкостью 12 пф частота гене­ратора ВЧ — около 50 кГц.

Напряжение питания генератора ВЧ должно быть обязательно стабилизиро­вано. В случае отсутствия интегрально­го стабилизатора 78L05 или другого маломощного на 5 В можно собрать стабилизатор из дискретных элемен­тов, но в этом случае емкость конденса­торов С4 и С6 желательно увеличить в два-три раза.

В авторском варианте ИП собран на макетной плате и используется для управления дополнительным освеще­нием кухонного стола.


Еще интересно почитать:




Добавить комментарий