Akustický senzor

Pomocí popsané konstrukce je možné určit, zda se mechanismus nachází v jiné místnosti nebo ve stavebních pracích. Informace o práci jsou vibrace samotného mechanismu. Konstrukce je celkem jednoduchá a obsahuje minimum detailů.

V automatizačních systémech je často nezbytné určit stav zařízení nebo mechanismu jednoduše na úrovni „zapnuto - vypnuto“ nebo „pracovní - nefungující“. Poměrně skutečným a živým příkladem je čerpadlo s malým kotlem.

Samotný kotel s regulačním zařízením (regulátorem) může být umístěn v jedné místnosti a čerpadlo, které vytváří tlak v topném systému v jiné. A to nejen v různých místnostech, ale obecně v sousedních budovách.

Jak informovat regulátor, že čerpadlo je zapnuté a spuštěné? Samozřejmě v jednodušších systémech nelze použít ovladač, ale jednoduché a levné signalizační zařízení, které upoutá pozornost operátora.

Existuje několik způsobů, jak to najít. Například při použití dalšího kontaktu spouštěče, který zapíná čerpadlo: kontakt je sepnutý, čerpadlo tedy pracuje. I když z nějakého důvodu to nemusí fungovat. Startér navíc nemá vždy klidový kontakt. To je další nevýhoda takového schématu.

Kromě této metody můžete získat signál o čerpadle pomocí aktuálního senzoru. Takový signál bude objektivněji odrážet činnost zařízení jako celku než výše uvedený kontakt. Nevýhodou této metody je rušení v obvodu pohonu.

Jak ovládat instalaci bez narušení obvodu? Jednoduše se ukázalo, že si vzpomínáme, že čerpadlo uvedené během provozu vytváří hluk a vibrace. Mnoho dalších zařízení má stejné vlastnosti: elektromagnety, výkonné transformátory, pouze mechanické části elektrického pohonu. Činnost níže popsaného senzoru provozu mechanismu je založena na těchto „škodlivých“ vlastnostech. Podobné senzory mohou také sledovat stav zařízení vybaveného spalovacím motorem nebo dieselovým motorem.

Při provozu senzoru se vibrace používají ve větší míře než hluk, takže při jeho instalaci byste měli najít místo mechanismu, kde vibrace jsou dostatečné pro spuštění senzoru. Současně není zvýšená teplota žádoucí v místě instalace senzoru. Schéma senzoru je na obrázku 1.

Obrázek 1. Schéma senzoru mechanismu (pro zvětšení schématu klikněte na obrázek).

Obvod je poměrně jednoduchý a obsahuje pouze 3 tranzistory. Princip jeho činnosti je velmi podobný činnosti stopovacího obvodu v páskových zapisovačích: pokud pulsy ze snímače pohybu magnetické pásky jdou, není generován stop signál mechanismu. Páska je zaseknutá nebo došel - mechanismus se zastavil.

V našem případě je vibrační senzor elektretový mikrofon M1, signál, ze kterého je přiváděn kondenzátorem C2 do zesilovače vytvořeného na tranzistoru VT1. Prostřednictvím kondenzátoru C3 je proměnná složka zesíleného signálu dodávána do usměrňovače, vyrobeného podle obvodu zdvojovače napětí. Usměrněné napětí nabíjí kondenzátor C4, takže tranzistor VT2 bude otevřený (nízké napětí na kolektoru). Tato nízká úroveň udržuje tranzistor VT3 uzavřený, takže relé P1 je vypnuto a není k dispozici žádný výstražný signál do řídicí jednotky nebo signalizačního zařízení. Emitor tranzistoru VT3 nainstaloval diodu VD4. Jedná se o tzv. Hladinový zámek, který poskytuje spolehlivější uzavření tranzistoru.

Pokud se mechanismus zastaví, vibrace ustanou a mikrofon prostě nemá co zachytit. Impulzy na kolektoru tranzistoru VT1 proto zanikají a kondenzátor C4 je vybitý.Tranzistor VT2 se proto sepne a VT3 se otevře a zapne relé P1, kontakty, které informují řídicí jednotku o nouzové situaci.

Nastavení zařízení

Nastavení zařízení je snadné. Za prvé, pomocí rezistoru R2 na kolektoru tranzistoru VT1 byste měli nastavit napětí na přibližně polovinu napájecího napětí. V tomto případě bude tranzistor VT1 pracovat v lineárním režimu, tj. jako zesilovač signálu.

Druhým krokem ladění je nastavení úrovně citlivosti celého senzoru jako celku pomocí proměnného rezistoru R4. Za tímto účelem převeďte jeho motor do nižší polohy podle schématu. Toto je minimální citlivost senzoru, v tomto případě bude relé zapnuto. Poté, co umístíte mikrofon na místo, kde bude nainstalován, otočením ladicího rezistoru R4 vypněte relé. Když je mechanismus vypnutý, musí se relé znovu zapnout.

Díly a konstrukce

Pokud se plánuje výroba několika příkladů senzoru, je nejlepší sestavit obvod na desce s plošnými spoji. Nejjednodušší je to pomocí technologie žehlení laserem. Pokud je požadována pouze jedna kopie, je celkem přijatelné sestavit ji pomocí sklopné instalace. Montovaná deska by měla být umístěna v plastovém pouzdře s upevňovacími prvky.

Tranzistory VT1, VT2 lze nahradit KT3102 jakýmkoli indexem písmen, KT503 za KT815 nebo KT972. Všechny diody mohou být nahrazeny jakýmkoli vysokofrekvenčním nízkoenergetickým, například KD521, KD503.

Všechny rezistory typu MLT-0,25 nebo importované. Elektrolytické kondenzátory se také snáze kupují při pracovním napětí nejméně 25V.

Jako relé P1 je možné použít jakékoli relé malé velikosti, případně také importované, s vypínacím napětím 12V. Zařízení může být napájeno ze zdroje nízké spotřeby, například z čínského síťového adaptéru.

Pokud provedete napájení sami, budete potřebovat transformátor s výkonem ne větším než 5 W, s napětím sekundárního vinutí asi 15 V. Je nejjednodušší sestavit takový zdroj na základě integračního stabilizátoru 7812. Takový obvod je docela snadné najít, takže jeho popis zde není uveden.

Boris Aladyshkin