Простой сенсорный увеличитель давления: схема, печатная плата

Сенсорный регулятор освещения простая схема

Нередко бывает необходимо иметь регулировку яркости свечения ламп накаливания. Довольно простой сенсорный регулятор удастся сделать, если воспользоваться недорогой отечественной микросхемой К145АП2. Она специально была разработана для фазового управления моментом открывания силового элемента (тиристора или симистора) в светорегуляторах. Микросхема выпускается в 16-выводном пластмассовом корпусе (DIP16) и изготовлена по МОП-технологии, за счет чего потребляет не более 2 мА. У нее имеется импортный аналог фирмы Siemens — SLB0576 (правда, там она уже сняга с производства). К сожалению, полное описание этих микросхем нигде найти не удалось, поэтому приходится обходиться включением, близким ктиповому, рис. 5.3.

Рис. 5.3. Электрическая схема сенсорного регулятора освещения

Устройство позволяет при кратковременном касании (0,5 c| сенсора E1 включать или выключать нагрузку, а при более длитель| ных прикосновениях (в течение 2…4 с) плавно устанавливать ярг кость лампы накаливания от минимума к максимуму и наоборот (по кругу). При выключении светорегулятор обладает способностью запоминать свое предыдущее состояние до следующего касания сенсора (включения). Нагрузкаутакого регуляторадолжна бытьто- лько чисто активной (лампа накаливания, нагреватель).

Питается светорегулятор непосредственно от сети 220 В через простейший однополупериодный выпрямитель, состоящий из гасящей напряжение реактивной цепочки C5-R7 и параметрического стабилизатора на стабилитроне VD2 (вся схема управления потребляет не более 10…12 мА). Стабилизированное напряжение питания через диод VD1 подается на вывод 5 микросхемы. Элементы C3 — фильтр питания; C1, C2 — частотная коррекция для микросхемы; цепь C4-R5 обеспечивает формирование синхроимпульса внутри микросхемы для фазового управления симистором. Узел на транзисторе VT1 усиливает управляющие импульсы с выхода 6 микросхемы и через R4 подает их на управление симистором VS1.

Регулятор не содержитдефицитных и дорогостоящихдеталей. Все резисгоры типа МЛТ на 0,25 Вт, только R7 — мощностью 1 Вт. Так как сопротивления с номиналом более 5,1 МОм найти в продаже сложно (например, в сериях МЛТ и C2-23 они не выпускаются), то добавочный резистор в цепи сенсора составлен из двух, включенных последовательно. Конденсаторы C1, C2, C4 — любые керамические из серий KM, K10; C3

Рис. 5.4. Топология печатной платы (а), монтаж элементов (6) и внешний вид собранной конструкции (e)

50…100 мкФ на 25 В (например K53-35). Конденсатор C5 типа K73-11 или K73-17 на напряжение не ниже 400 — его номинал может находиться в диапазоне 0,1 …0,25 мкф. Стабилитрон VD2 в пласгмассовом корпусе (он занимает меньше места на плате) может заменяться на КС215Ж, диод VD1 — КД247Б. Транзистор по- дойдег любой из серий KT3117, KT3102, КТ315Г. В качестве силового коммутатора, кроме указанного на схеме TC122-20-6, можно использовать симисторы: TC122-25-6, TC112-16-6, TC112-10-6, TC106-10-6, КУ208Г1 (он в пластмассовом корпусе) или КУ602Г, но в последних двух случаях печатную плату придется немного подкорректировать. Симисторы специально взяты большей мощности, чем необходимо, так как это позволяет обойтись без теплоотвода.

Для монтажа всех элементов схемы можно воспользоваться показанной на рис. 5.4 печатной платой. Для удобства подключения внешних цепей на плате установлены зажимные клеммы, а для увеличения плотности монтаж выполнен на двух уровнях — резисторы R5 и R3 расположены над конденсатором C4.

Устройство может быть оформлено в виде приставки к стационарному светильнику или размещено в корпусе от обычного механического включателя (приведенная печатная плата позволяет это сделать). В качестве сенсора подойдет любая красивая металлическая пластинка, но сенсор применять не обязательно — его можно заменить включателем без фиксации (кнопкой), замыкающим выводы 3 и 4 микросхемы (рис. 5.5). В этом случае резисторы R1, R2 не нужны (они стоят для электробезопасности).

При подключении схемы к сети обязательно нужно соблюдать указанную на рисунке фазировку. Неправильная фазировка не приведет к необратимым последствиям, но и работать устройство не будет, но если вы собираегесь управлять схемой при помощи кнопки, как это было описано выше, то фазировка подключения значения не имеет.

Рис. 5.8. Типовые схемы включения сигнализаторов из серии УМС

Источник: Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 6. — M / СОЛОН-Пресс, 2005. 240 с.

ДОМАШНИЙ УСИЛИТЕЛЬ – СХЕМЫ И ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ

Начну с того, что этот проект был создан и реализован при помощи добрых людей, которые во многом помогли в деле реализации этого комплекса. Как всегда начну с благодарностей. Администрация и весь коллектив сайтов http://radioskot.ru/ и http://x-shoker.ru/ – спасибо за конкурс и моральную поддержку, критикам тоже большое спасибо , хорошему другу Евгению за помощь с компонентами инверторов, и всем читателям, подписчиками и другим частным лицам, которые в какой-то мере оказали помощь в реализации давней идеи – создания мощного и качественного домашнего усилителя. Прошлым летом был создан автомобильный аудиокомплекс, но с тех пор прошел уже год и пришло время перемен. Для начала поясню суть идеи. Было задумано собрать усилительную установку разряда Hi-Fi для работы в автомобиле. Требования к усилителю были такими: мощный канал 250-350 ватт для питания сабвуфера, два канала для питания тыловой акустики, и 8 каналов для питания маломощных головок фронта, но все выбранные усилители должны были относится к Hi-Fi. Для реализации такого крупномасштабного проекта нужны были финансы, нервы и куча времени, которые у меня имелись.

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА

Над платой долго не думал, в наличии имелись все платы отдельных блоков, нужно было только все шаблоны перенести на фольгированный стеклотекстолит и потравить. Файлы плат и схем находятся здесь. Шаблоны были нанесены на общую плату после недолгих подсчетов. Для этого процесса использовал широко-известный метод ЛУТ, каждый шаблон гладил 90 секунд, гладить нужно тщательно, чтобы тонер намертво прилип к фольгированной поверхности текстолита и не отклеивался при удалении бумаги.

Далее даем текстолиту остыть 5-10 минут, затем аккуратно убираем бумагу. Для начала плату нужно поставить в сосуд с водой и ждать пару минут, после чего аккуратно убрать бумагу. Реагентов для травления в городке не нашел, пришлось идти на альтернативу. Альтернативный раствор состоит из трех основных компонентов – перекиси водорода, лимонной кислоты и поваренной соли.

На мою плату в общем случае было потрачено 12 бутылок перекиси водорода (3-х процентный раствор перекиси водорода, каждая бутылка 100 мг) – приобретено в аптеке 12 пачек лимонной кислоты (пачка – 40 мг) – куплено в продуктовом магазине 9 чайных ложек поваренной соли – украдено из кухни собственного дома. Все компоненты перемешиваются до полного растворения соли и лимонной кислоты.

Из-за больших размеров платы, возникли трудности с сосудом, в котором планировалось травление. Тут тоже решил пойти на альтернативу. В магазине был приобретен полиэтиленовый пакет, который поместил в коробку от какого-то проигрывателя, плата отлично поместилась в такой “сосуд”. Налил раствор и все это дело поставил на солнце.

Весь процесс травления длился не более часа. Довольно бурная реакция, поэтому нужно проводить на чистом воздухе. Дальше нужно стереть тонер. Для этого используют чистые (или не очень) тряпочки и ацетон. Уже готовую плату нужно тщательно помыть теплой водой, затем высушить феном.

Еще одна проблема – утилизация раствора, я поступил по-варварски сливая весь раствор в канализацию, когда будете делать также, следите, чтоб никто не увидел, а то нахлынут экологи, в моем случае такой проблемы не возникло, поскольку сам являюсь экологом (lol).

Дальше уже нужно заняться сверлением отверстий, а тут их очень, очень много. Половину отверстий сверлил 3-х килограммовой дрелью, затем специально для этой затеи на аукционе ebay была куплена мини-дрель со всеми удобствами. В процессе сверления использовал сверла 0.8мм для мелких компонентов (резисторы, конденсаторы, микросхемы и т.п.), сверла 1 мм для более крупных (выходные транзисторы усилителей, силовые диоды) и сверла 5мм для выводов обмоток импульсных трансформаторов.

Уже просверленную плату нужно залудить. Для этого нужен паяльник на сотню ватт, сосновая канифоль, ну и разумеется олово. Советую во время этого процесса надеть маску, дым от канифоли не токсичен, но тут образуется целое облако дыма, дышать довольно трудно при таких условиях. Глянцевый слой олова предает печатной плате красивый внешний вид и сохранит медные дорожки от окисления. Только после завершения этого процесса мы имеем полностью готовую печатную плату, а теперь можно приступить к монтажу. С уважением – АКА КАСЬЯН.

Обсудить статью ДОМАШНИЙ УСИЛИТЕЛЬ – СХЕМЫ И ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ

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.

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.

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 емкостной датчик 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 сенсорного 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.

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.

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.

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.

Простое самодельное термо-реле на ОУ (схема, описание и печатная плата)

Схема и описание простого самодельного термореле на операционном усилителе LM358, также приведена печатная плата и фото готового устройства. Применяется для включения или выключения питания различных устройств при достижении некоторого порога температуры на термодатчике, который прикреплен к контролируемому объекту. Можно управлять нагревательными элементами, лампами накаливания, электронасосами для отопления, бытовой электроникой и т.п.

Очень экономичное и достаточно стабильное термореле без так называемого “триггерного эффекта” (когда триггер находится на пределе переключения и начинает работать как генератор импульсов).

Принципиальная схема

Схема устройства очень простая, по сути это – аналоговый компаратор напряжения на операционном усилителе (ОУ), в качестве которого применена микросхема LM358. Рассмотрим построение схемы по порядку, слева – направо.

На входы ОУ подаем два сигнала для сравнения:

  • от резистивного делителя напряжения с регулировкой (эталон);
  • от резистивного делителя напряжения с терморезистором (измерение).

Конденсаторы С2 и С3 нужны для защиты входов ОУ от помех. Конденсатор C1 плавно заряжается при увеличении сопротивления терморезистора (охлаждение), а при уменьшении сопротивления (нагрев) происходит разряд до определенного значения, таким образом удается получить плавный переход между значениями напряжения на входе ОУ при резком изменении температуры термодатчика.

На выходе к ОУ подключен электронный ключ на транзисторе, который управляет питанием обмотки электромагнитного реле, а также свечением светодиода для индикации состояния. Диод D1 служит для защиты ключа на транзисторе Q1 от обратного тока, поступаемого с катушки реле.

Рис. 1. Принципиальная схема простого самодельного термореле (термостата) на ОУ LM358.

Светодиод D3 служит индикатором питания устройства. Конденсаторы С4 и С5 нужны для фильтрации питания, которое поступает на схему после стабилизации микросхемой U2. На компонентах D4-D7 и C6 собран выпрямитель напряжения со сглаживающим конденсатором.

Электронные компоненты и их замена

В качестве термодатчика можно применить практически любой терморезистор с сопротивлением 1-10К и более. В моем случае был найден терморезистор на 4,7К типа ММТ-4.

Рис. 2. Терморезисторы прямого подогрева типа ММТ-4.

Электролитические конденсаторы C1, C5 и C6 – на напряжение не менее 16В. Транзистор Q1 можно заменить на любой маломощный низкочастотный со структурой N-P-N. К примеру я установил в свой прототип транзистор КТ3102.

Электромагнитное реле должно быть рассчитано на рабочее напряжение обмотки – 12В. Светодиоды – любые, которые есть в наличии, для индикации питания (D3) можно использовать зеленый, а для индикации состояния реле (D2) – красного или синего. Сопротивление гасящих резисторов R4 и R5 подобрано так что светодиоды будут светить не очень ярко, но достаточно для уверенного контроля состояния устройства.

Интегральный стабилизатор U2 (LM7812) в корпусе TO-220 можно заменить на более маломощный и миниатюрный 78L12 в корпусе TO-92. Я использовал именно LM7812 потому что такие были в наличии, они немного мощнее и соответственно дороже чем 78L12.

Рис. 3. Цоколевка микросхем 78L12, LM7812 и LM358.

Все диоды на схеме можно заменить на другие маломощные, протекающий через них ток будет достигать 50мА при напряжении 12В.

Для питания схемы подойдет любой маломощный понижающий трансформатор с напряжением вторичной обмотки 12В – 18В. Также схему можно питать от малогабаритного импульсного источника питания (адаптера), в таком случае D4-D7 и C6 можно исключить.

На приведенной выше схеме используется только одна часть (U1A) микросхемы-ОУ LM358 (смотри схему на рисунке 3), поэтому на второй части можно собрать еще один канал термореле для контроля других процессов нагрева и охлаждения.

Печатная плата и конструкция

Для схемы была разработана миниатюрная печатная плата. Хочу заметить что здесь использован только один операционный усилитель микросхемы – выводы 1-3, а также для питания – 4, 8.

Рис. 4. Расположение компонентов на печатной плате термореле (вид со стороны деталей насквозь с отображением дорожек).

Рис. 5. Трафарет печатной платы термо-реле для печати (вид со стороны доррожек, зеркальный).

Печатная плата была изготовлена методом ЛУТ. Ниже приведено фото готового термо-реле (терморегулятора):

Рис. 6. Фото готового блока термореле на микросхеме LM358.

Для питания я применил миниатюрный трансформатор мощностью 4 Ватт и с двумя обмотками по 6В, которые соединил последовательно. Все компоненты вместе с печатной платой устройства размещены на кусочке стеклотекстолита (не фольгированного).

Заключение

Данная схема термореле – это простое и достаточно дешевое решение, которое поможет автоматизировать поддержку некоторой установленной температуры какого-то объекта и где не требуется большой точности в контроле температуры.

Простой сенсорный увеличитель давления: схема, печатная плата

Описание и схема из книги Адаменко М.В. “Металлоискатели” М.2006 (Скачать).

Металлоискатель: схема, печатная плата, расположение деталей

Принципиальная схема

Основу прибора составляют измерительный и опорный генераторы, детектор ВЧ-колебаний, предварительный усилитель, первый усилитель-ограничитель, дифференцирующая цепь, второй усилитель-ограничитель и усилитель низкой частоты.

В качестве измерительного и опорного генераторов использованы два простых LC-генератора, выполненные на транзисторах Т1 и Т2. Эти транзисторы входят в состав микросхемы К159НТ1Г, которая представляет собой пару идентичных по параметрам транзисторов, размещенных в одном корпусе. Использование транзисторной сборки позволяет существенно повысить температурную стабильность частот генераторов.

При приближении поисковой катушки L1 колебательного контура перестраиваемого генератора к металлическому предмету ее индуктивность изменяется, что вызывает изменение рабочей частоты генератора. При этом, если вблизи катушки L1 находится предмет из черного металла (ферромагнетика), ее индуктивность увеличивается, что приводит к уменьшению частоты генератора. Цветной же металл уменьшает индуктивность катушки L1, а рабочая частота генератора возрастает.

ВЧ-сигнал, сформированный в результате смешивания сигналов измерительного и опорного генераторов, выделяется на нагрузочном резисторе R5. При этом амплитуда сигнала изменяется с частотой биений, которая равна разности частот ВЧ-сигналов.

Низкочастотная огибающая ВЧ-сигнала детектируется специальным детектором, выполненным на диодах D2 и D3 по схеме удвоения напряжения. При этом конденсатор С11 обеспечивает фильтрацию высокочастотной составляющей сигнала.

С нагрузки детектора, в роли которой выступает резистор R6, низкочастотный сигнал биений через конденсатор С12 подается на предварительный усилитель, выполненный на транзисторе T3.

С коллектора транзистора T3 усиленный сигнал через конденсатор С13 поступает на первый усилитель-ограничитель, выполненный на транзисторе T4 и обеспечивающий формирование прямоугольных импульсов. С помощью делителя, составленного резисторами R11 и R12, на базу транзистора T4 подается такое напряжение смещения, при котором транзистор находится на пороге открывания.

Поступающий на базу транзистора T4 синусоидальный сигнал ограничивается с двух сторон. В результате на нагрузке каскада, роль которой исполняет резистор R13, формируются прямоугольные импульсы, которые далее дифференцируются цепью C14, R14, R15 и преобразуются в остроконечные пики. При этом на месте фронта каждого импульса формируется пик положительной полярности, а на месте спада – пик отрицательной полярности. Следует отметить, что длительность этих пиков не зависит от частоты следования прямоугольных импульсов и их длительности.

Примененный в данной конструкции способ формирования импульсного сигнала из синусоидального позволяет снизить потребляемую усилителем мощность, особенно в выходном каскаде, поскольку в паузах между импульсами транзисторы T5, Т6 и T7 закрыты.

Питание металлодетектора осуществляется от источника В1 напряжением 4,5 В, при этом потребляемый ток не превышает 2 мА.

Принципиальная схема металлоискателя с повышенной чувствительностью


Рис. 2.10.
Принципиальная схема металлоискателя с повышенной чувствительностью

Детали и конструкция

К используемым деталям при сборке металлоискателя с повышенной чувствительностью не предъявляются какие-либо особые требования. Единственное ограничение связано с габаритными размерами, поскольку большая часть деталей данного прибора смонтирована на печатной плате размерами 70х110 мм, выполненной из одностороннего фольгированного гети-накса или стеклотекстолита. Печатная плата рассчитана на использование постоянных резисторов МЛТ-0,125, конденсаторов КСО, ПМ, МБМ, К50-6 или им аналогичных (рис. 2.11).

При повторении данной конструкции в качестве транзисторной сборки (транзисторы Т1 и Т2) можно использовать микросхему К159НТ1 с любым буквенным индексом. Однако в настоящее время ее не всегда можно найти. Поэтому при необходимости вместо транзисторной сборки рекомендуется использовать два транзистора типа КТ315Г с одинаковыми или возможно близкими параметрами (статическим коэффициентом передачи тока и начальным током коллектора).

Печатная плата и расположение деталей металлоискателя


б)

Рис. 2.11.
Печатная плата (а) и расположение элементов (б) металлоискателя с повышенной чувствительностью

В усилительных каскадах (транзисторы Т3, Т4 и Т5) вместо транзисторов типа КТ342Б можно установить транзисторы типа КТ315Г, КТ503Е или КТ3102А – КТ3102Е. Транзистор типа КТ502Е (Т6) вполне заменим на КТ361, а транзистор типа К503Е (Т7) – на КТ315 с любыми буквенными индексами. Но в этом случае головные телефоны должны быть высокоомными (типа ТОН-2 или ТЭГ-1). При использовании низкоомных телефонов транзистор Т7 должен быть более мощным, например типа КТ603Б или КТ608Б.

Питание металлоискателя повышенной чувствительности осуществляется от источника В1 напряжением 4,5 В. В качестве такого источника можно использовать, например, так называемую квадратную батарейку типа 3336Л или три элемента типа 316, 343, соединенные последовательно.

Печатная плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе. На крышке корпуса устанавливаются переменные резисторы R7 и R16, разъем Х1 для подключения поисковой катушки L1, выключатель S1, а также разъем Х2 для подключения головных телефонов BF1.

Весь сборник Адаменко М.В. “Металлоискатели” М.2006 можно скачать со страницы Скачать бесплатно книги и статьи о металлоискателях.

Как сделать металлоискатель своими руками

Такой самодельный металлоискатель, при аккуратном изготовлении и умелом обращении является оптимальным вариантом при поиске металлолома, по «войне» и для детских игр. С его помощью можно отличать мелкие железные предметы (гвозди, гайки, проволоку и т. д.) от предметов из цветных металлов.

Дальность обнаружения (по воздуху) для 5 копеек СССР, составляет 5-7 сантиметров. Для крупных предметов – 50-60 сантиметров (гарантированно). При реальном поиске, из этих параметров нужно вычесть расстояние от датчика до поверхности земли. Так же, на глубину обнаружения, значительно влияет состав грунта и опыт работы с металлоискателями этого типа.

Существенно увеличить чувствительность к мелким предметам приборов работающих по принципу “биений”, очень сложно. При больших диаметрах поисковых катушек (от тридцати сантиметров), металлоискатель не реагирует на мелкие предметы, глубина обнаружения крупных – возрастает. При меньших диаметрах поисковых катушек, растет реакция на мелкие предметы. Изготовить такой простой металлоискатель своими руками, может любой человек, который умеет обращаться с паяльником.

Схема простого металлоискателя

http://www.sdelai-sam.su/rezistor.html – резисторы, маркировка резисторов, соединение резисторов и т. д.

http://www.sdelai-sam.su/kondensator.html – конденсаторы, маркировка конденсаторов, соединение конденсаторов и т. д.

Принцип работы самодельного металлоискателя

Принцип работы металлоискателя основан на изменении индуктивности поисковой катушки, при внесении в ее магнитное поле металлического предмета. Изменение индуктивности приводит к изменению частоты поискового генератора. Далее частота поискового генератора сравнивается с частотой эталонного генератора с помощью смесителя. Сигнал с выхода смесителя фильтруется и поступает на усилитель звука и далее на наушники.

Поисковый генератор собран на элементах IC1.1, C1, C2, R1 и поисковой катушки L1 соединенной с генератором с помощью экранированного кабеля. При внесении в магнитное поле L1 металла, её индуктивность изменяется и поэтому изменяется частота генератора.

Эталонный генератор собран на элементах IC1.3, IC1.4, C3, R4, R5, R6. Этот генератор должен работать примерно на той же частоте, что и поисковый генератор (при среднем положении переменного резистора R4).

Сигналы обоих генераторов поступают на смеситель, собранный на элементе IC1.2. Это базовый логический элемент 2ИЛИ-НЕ, у него на выходе может быть высокий уровень, только в случае, если на обоих входах присутствуют низкие уровни. С выхода смесителя сигнал поступает на фильтр, собранный на R3, C4. Фильтр не пропускает высокочастотную составляющую сигнала.

Результатом работы смесителя и фильтра является низкочастотный сигнал, который усиливается VT1 и поступает на низкоомные наушники (наушники для плеера). Резистор R2 служит для установки желаемой громкости. Усилитель звука запитан непосредственно от батарейки, а микросхема IC1 от стабилизатора напряжения IC2.

Когда металла нет рядом с катушкой, в наушниках слышен звук низкой тональности, установленной переменным резистором R4. При приближении катушки к металлу, тональность звука будет меняться.

Список деталей

  • R1 – 4.7к;
  • R2 – 47к подстроечный;
  • R3 – 1к;
  • R4 – 10к переменный;
  • R5 – 100к подстроечный;
  • R6 – 82к.
  • C1, C2 – 4700 пФ;
  • C3 – 56 пФ;
  • C4 – 1000 пФ;
  • C5 – 100 мкФ на 16 В электролитический;
  • C6 – 100 мкФ на 16 В электролитический;
  • C7 – 0.1 мкф.
  • диаметр катушки – примерно 16 сантиметров;
  • количество витков – 80;
  • диаметр провода – примерно 0.3 миллиметра.

Разъем под наушники:

  • внешний, припаивается к проводу сантиметров тридцать длинной.

Разъем для батареи:

  • разъем для батареи типа «крона».
  • аккумулятор или батарея типа «крона», 9 вольт.

Провод соединяющий плату и катушку – экранированный, двухжильный, длиной примерно 1 метр.

Двухсторонний, фольгированный стеклотекстолит, 50 на 70 мм.

Выключатель питания, который я использую, называется «MTS-1», но можно использовать любой подходящий.

Конденсаторы C1, C2, C3 должны быть с возможно меньшим температурным коэффициентом (ТКЕ).

Изготовление печатной платы своими руками

Плата нарисована в программном пакете «Dip Trace». Для изготовления печатной платы использую «лазерно-утюжную технологию». По этой технологии несложно изготовить печатную плату своими руками в домашних условиях, если у вас есть лазерный принтер и утюг.

Так, как использую поверхностный монтаж, печатаю зеркальное отражение рисунка. Режим печати выбираю с максимальной плотностью, выключаю экономию тонера, для того, что бы на бумагу легло как можно больше тонера.

Рисунок печатной платы (кликните, для увеличения)

Печатать нужно на глянцевой фотобумаге, она не впитывает тонер. Я пользуюсь обычной бумагой, поэтому приходится шилом удалять остатки бумаги между токопроводящими дорожками, а сами дорожки, дополнительно красить с помощью маркера. Качество платы получается, конечно, хуже, но для данной схемы, вполне приемлемое.

После печати, рисунок нельзя трогать руками, необходимо так же защитить его от попадания пыли.

Внимание! Возможно пригорание глянцевого слоя фотобумаги к печке лазерного принтера.

Зеркальное отражение рисунка платы (для печати)

Отрезаю кусок двухстороннего текстолита, размерами 70 на 50 миллиметров. Напильником подравниваю края и удаляю заусенцы. На плате не должно быть ворсинок, пыли, окислов и жировых следов от пальцев. Поэтому зачищаю плату мелкой наждачной бумагой, протираю тряпочкой смоченной в спирте.

Накладываю заранее вырезанный рисунок печатной платы, тонером вниз на текстолит и проглаживаю максимально разогретым утюгом, не допуская сдвига бумаги с текстолита.

Внимание! Я пользуюсь старым утюгом, если будете использовать домашний утюг, то можете его испортить, загрязнив тонером подошву.

Когда бумага прилипнет к плате, оставляю на ней утюг на несколько десятков секунд. Затем, тщательно проутюживаю каждый миллиметр платы. Опять оставляю утюг на плате секунд на тридцать. Снимаю утюг, жду, когда плата остынет.

Далее помещаю плату в теплую воду на несколько минут, потом скатываю с платы бумагу, от середины к краям.

Всю бумагу скатывать не нужно, так как вместе с бумагой удалиться значительная часть тонера. Так происходит потому, что простая бумага впитывает тонер.

Оставляю, возможно более тонкий слой бумаги, затем шилом удаляю остатки бумаги между дорожками. Закрашиваю дорожки маркером. После высыхания, опять шилом подравниваю дорожки, убираю ворсинки. Заклеиваю скотчем нижний слой фольги. Все, плата готова к травлению.

Травление печатной платы

Травлю в растворе хлорного железа, в фарфоровой тарелке. Тарелку во время травления слегка подогреваю на газовой плите. Периодически вынимаю плату из раствора и промываю водой.

Внимание! Хлорное железо очень едкое и оставляет на любых поверхностях практически не смываемые пятна.

После травления промываю плату водой и ножом снимаю с платы защитный слой. Защитный слой можно снять с помощью растворителя, например ацетона.

Внимание! Пары растворителей ядовиты, если вы решили воспользоваться растворителем, делайте это в проветриваемом помещении или на открытом воздухе.

Читайте также:  Электронный термометр своими руками
Ссылка на основную публикацию