Данное устройство относится к скрытым устройствам оповещения, так как реагирует на приближение руки к
металлическому предмету например замку, ручке двери, сейфу, или же на касание охраняемого
предмета и т.д. Датчиком может служить и любая электропроводная пластина с размерами
примерно 200х200 мм. Чувствительность датчика зависит от настройки и может
составлять до 20 см.
Отличительной особенностью приведенных схем емкостных
датчиков является их малое потребление и работа в режиме микротоков, что
позволяет применять автономное питание.
Принципиальная схема емкостного датчика приведена нарис.1.
Рис.1.
В основе работы схемы используется
принцип изменяемой емкости. При поднесении руки к датчику WA1 в колебательный
контур автогенератора на транзисторе VT1 вносится емкость, и его частота
меняется. Начальная частота автогенератора около 280 кГц. Схема настраивается
так, чтобы второй колебательный контур (L2, С7) был в резонансе с частотой
автогенератора.
На транзисторе VT4 собран активный детектор ВЧ
сигнала. При достаточной амплитуде напряжения в контуре (L2, С7) VT4 будет
находиться в насыщении (при этом VT5 заперт).
Цепь из резисторов R6, R7 обеспечивает устойчивую
работу схемы при изменении питающего напряжения от 3,5 до 10В. Резистором R6
можно установить нужную чувствительность датчика.
Рис.2.
Транзисторы VT2 и VT3 используются как диоды для
стабилизации режимов работы транзисторов VT1 и VT4 при изменении питающего
напряжения. По сравнению с диодами переход транзистора обеспечивает лучшую
стабилизацию напряжения при малых рабочих токах.
Рис.3.
Настройка
Для удобства настройки схемы к коллектору VT5 можно
подключить светодиод с ограничительным резистором (величина резистора зависит от
напряжения питания и может быть от 200 до 1000 Ом). Грубая настройка схемы производится конденсатором С7,
плавная — сердечником катушки L2, а также резистором R6. Окончательная настройка
устройства проводится с реальным датчиком WA1, с которым схема будет в
дальнейшем работать. При этом если охраняемый предмет имеет большую
металлическую поверхность, то может потребоваться установка разделительного
конденсатора небольшой емкости (5...100 пФ) между WA1 и контактом 1
схемы.
Детали
Катушки L1, L2 намотаны на ферритовом стержне типа
600НН (или 400НН) диаметром 10 мм и длиной 55 мм (см. рис.2). Такие
ферриты используются в качестве антенны в приемниках на СВ и ДВ диапазонах.
Катушка L1 содержит 350 витков, L2 — 250 витков провода ПЭЛШО диаметром
0,08...0,12 мм, которые распределены равномерно по бумажному каркасу на
ферритовом стержне. Сердечник L2 должен перемещаться относительно
каркаса.
Рис.4.
Постоянные резисторы применены типа С2-23,
подстроечный R6 — СП3-19а, конденсатор С10 типа К53-1, остальные конденсаторы
типа К10-17. На рис.3 и рис.4 приведена конструкция печатной
платы и расположение на ней элементов. Схема датчика размещается в любом пластмассовом
корпусе и крепится вблизи отдатчика WA1 (100...200 мм). Устройство может работать совместно с другими схемами
охраны в качестве датчика или как самостоятельное
охранное устройство при наличии звукового индикатора (рис.5).
Параметры катушек L1, L2 такие же, как в схеме,
приведенной на рис.1, катушка L3 намотана на двух склеенных вместе
ферритовых кольцах (600...2000НН) типоразмера К10х6хЗ и содержит 250 витков того
же провода (индуктивность ее около 120 мГн).
Рис.5.
Принцип работы звукового генератора на транзисторах
VT6 и VT7 аналогичен с приведенной схемой. В качестве источника
звука HF1 подойдет любой пьезоизлучатель, но топология печатной платы (рис.6) дана для установки ЗГИ 8.
Рис.6.
На плате резисторы R1 и R2 располагаются над
конденсаторами, что увеличивает плотность монтажа, а конденсатор С10 применен
типа К50-16 на 16В. При питании схемы от источника с напряжением 6В ток
потребления в режиме ОХРАНА не превышает 1 мА, а при звуковом сигнале — 3
мА.
Материал подготовил Ю. Замятин, (UA9XPJ).
