Akustisk sensor

Med hjälp av den beskrivna konstruktionen är det möjligt att bestämma om en mekanism som finns i ett annat rum eller byggnad fungerar eller inte. Information om arbetet är vibrationen i själva mekanismen. Designen är ganska enkel och innehåller ett minimum av detaljer.

I automatiseringssystem är det ofta nödvändigt att bestämma tillståndet för en enhet eller mekanism helt enkelt på “on - off” - eller “working - not working” -nivån. Ett ganska verkligt och levande exempel är en minipannapump.

Själva pannan med en styrenhet (regulator) kan placeras i ett rum och en pump som skapar tryck i värmesystemet i ett annat. Och inte ens i olika rum, men i allmänhet i angränsande byggnader.

Hur informerar jag regulatorn om att pumpen är på och går? I enklare system kan naturligtvis inte en styrenhet användas, utan en enkel och billig signalanordning för att locka operatörens uppmärksamhet.

Det finns flera sätt att hitta det. Använd till exempel en extra kontakt från startmotorn som slår på pumpen: kontakten är stängd, därför fungerar pumpen. Även om det av någon anledning kanske inte fungerar. Dessutom har startaren inte alltid en tomgångskontakt. Detta är en annan nackdel med ett sådant system.

Förutom den här metoden kan du få en signal om pumpen med hjälp av en strömgivare. En sådan signal kommer mer objektivt att återspegla funktionen hos anordningen som helhet än den ovan nämnda kontakten. Nackdelen med denna metod är störningen i drivkretsen.

Hur styr man installationen utan att störa kretsen? Det visar sig helt enkelt om vi minns att pumpen som nämns under drift skapar brus och vibrationer. Många andra enheter har samma egenskaper: elektromagneter, kraftfulla transformatorer, bara mekaniska delar av en elektrisk enhet. Funktionen för mekanismens driftssensor som beskrivs nedan är baserad på dessa "skadliga" egenskaper. Liknande sensorer kan också övervaka status för en enhet utrustad med en förbränningsmotor eller dieselmotor.

Vid drift av sensorn används vibrationer i större utsträckning än buller, därför bör du när du installerar den hitta platsen för mekanismen där vibrationen är tillräcklig för att trigga sensorn. Samtidigt är en förhöjd temperatur inte önskvärd på platsen för sensorns installation. Schematiskt diagram över sensorn visas i figur 1.

Figur 1. Schema för sensorn i mekanismen (för att förstora schemat, klicka på bilden).

Kretsen är ganska enkel och innehåller bara tre transistorer. Principen för dess drift är mycket lik funktionen för liftningskretsen i bandspelare: medan pulser kommer från magnetbandrörelsessensorn genereras inte stoppsignalen för mekanismen. Tejpen har fastnat eller har slut, mekanismen har stoppat.

I vårt fall är vibrationssensorn en elektretmikrofon M1, vars signal matas via en kondensator C2 till en förstärkare tillverkad på en transistor VT1. Genom kondensatorn C3 tillförs den variabla komponenten i den förstärkta signalen till likriktaren, tillverkad enligt spänningsfördubblingskretsen. Den likriktade spänningen laddar kondensatorn C4, så att transistorn VT2 kommer att vara öppen (låg spänning på kollektorn). Denna låga nivå håller transistorn VT3 stängd, så reläet P1 är avstängt och det finns ingen larmsignal till styrenheten eller signalanordningen. Sändaren från transistorn VT3 installerade dioden VD4. Detta är det så kallade nivålåset, som ger en mer tillförlitlig stängning av transistorn.

Om mekanismen stannar upphör vibrationerna och mikrofonen har helt enkelt inget att fånga. Därför upphör pulserna på transistorns VT1-kollektor och kondensatorn C4 urladdas.Därför stängs transistorn VT2 och VT3 öppnar och slår på reläet P1, kontakterna som informerar styrenheten om nödsituationen.

Enhetsinställning

Det är enkelt att installera enheten. Först och främst, med ett motstånd R2 på kollektorn för transistorn VT1, bör du ställa in spänningen till ungefär hälften av matningsspänningen. I detta fall kommer transistorn VT1 att arbeta i linjärt läge, d.v.s. som en signalförstärkare.

Det andra avstämningssteget är att ställa in känslighetsnivån för hela sensorn som helhet med ett variabelt motstånd R4. För att göra detta, översätt motorn till det lägre läget enligt schemat. Detta är sensorns minsta känslighet, i detta fall kommer reläet att vara på. Efter att ha placerat mikrofonen på den plats där den kommer att installeras, genom att vrida på inställningsmotståndet R4, stänger du av reläet. När mekanismen är avstängd bör reläet slås på igen.

Delar och konstruktion

Om det planeras att tillverka flera instanser av sensorn är det bäst att montera kretsen på ett tryckt kretskort. Det är enklast att göra det med laserstrykningsteknik. Om bara en kopia krävs, är det helt acceptabelt att montera den med en gångjärninstallation. Det monterade kortet ska placeras i ett plasthölje med fästelement.

Transistorer VT1, VT2 kan ersättas av KT3102 med valfri bokstavsindex, KT503 med KT815 eller KT972. Alla dioder kan ersättas av valfri lågfrekvent lågeffekt, till exempel KD521, KD503.

Alla motstånd typ MLT-0.25 eller importerade. Elektrolytiska kondensatorer är också lättare att köpa importerade vid en arbetsspänning på minst 25V.

Som relä P1 är det tillåtet att använda alla små storlekar relä, eventuellt också ett importerat, med en spänning på 12V. Enheten kan drivas från en låg strömkälla, till exempel från en kinesisk nätverkskort.

Om du själv matar strömförsörjningen behöver du en transformator med en effekt på högst 5 W, med en sekundärspänning på cirka 15 V. Det är lättast att montera en sådan källa på grundval av den integrerade stabilisatorn 7812. En sådan krets är ganska lätt att hitta, så beskrivningen ges inte här.

Boris Aladyshkin