Акустичен сензор

С помощта на описаната конструкция е възможно да се определи дали механизъм, разположен в друга стая или сграда работи или не. Информация за работата е вибрацията на самия механизъм. Дизайнът е доста прост и съдържа минимум подробности.

В системите за автоматизация често е необходимо да се определи състоянието на устройство или механизъм просто на ниво „включено“ или „работещо - не работи“. Доста истински и ярък пример е помпа с мини котел.

Самият котел с контролно устройство (контролер) може да бъде разположен в една стая, а помпа, която създава налягане в отоплителната система в друга. И дори не само в различни стаи, а като цяло в съседни сгради.

Как да информирам контролера, че помпата е включена и работи? Разбира се, в по-прости системи не може да се използва контролер, а просто и евтино сигнално устройство, което да привлече вниманието на оператора.

Има няколко начина да го намерите. Например, като използвате допълнителен контакт на стартера, който се включва на помпата: контактът е затворен, следователно помпата работи. Въпреки че по някаква причина може да не работи. Освен това стартерът не винаги има контакт на празен ход. Това е още един недостатък на такава схема.

В допълнение към този метод, можете да получите сигнал за помпата, като използвате сензор за ток. Такъв сигнал ще отразява по-обективно работата на устройството като цяло от гореспоменатия контакт. Недостатъкът на този метод е намесата в задвижващата верига.

Как да контролирате инсталацията, без да пречите на нейната верига? Оказва се доста просто, ако си припомним, че помпата, спомената по време на работа, създава шум и вибрации. Много други устройства притежават същите свойства: електромагнити, мощни трансформатори, само механични части на електрическото задвижване. Работата на сензора за работа на механизма, описан по-долу, се основава на тези „вредни“ свойства. Подобни сензори също могат да следят състоянието на устройство, оборудвано с двигател с вътрешно горене или дизелов двигател.

При работата на сензора вибрациите се използват в по-голяма степен от шума, така че когато го инсталирате, трябва да намерите мястото на механизма, където вибрацията е достатъчна, за да задейства сензора. В същото време повишена температура не е желателно на мястото на монтаж на сензора. Схематична схема на сензора е показана на фигура 1.

Фигура 1. Схема на сензора на механизма (за да увеличите схемата, щракнете върху снимката).

Веригата е доста проста и съдържа само 3 транзистора. Принципът на неговата работа е много подобен на работата на веригата за автостоп в магнетофон: докато се изпращат импулси от сензора за движение на магнитната лента, стоп сигнал не се генерира. Лентата е задръстена или е изтекла - механизмът е спрял.

В нашия случай вибрационният сензор е електронен микрофон М1, сигналът от който се подава през кондензатор С2 към усилвател, направен на транзистор VT1. Чрез кондензатора С3 променливият компонент на усиления сигнал се подава към токоизправителя, направен според веригата на удвояване на напрежението. Ректифицираното напрежение зарежда кондензатора С4, така че транзисторът VT2 ще бъде отворен (ниско напрежение на колектора). Това ниско ниво задържа транзистора VT3 затворен, така че релето P1 е изключено и няма алармен сигнал към контролера или сигналното устройство. Излъчвателят на транзистора VT3 инсталиран диод VD4. Това е така нареченото ниво на заключване, което осигурява по-надеждно затваряне на транзистора.

Ако механизмът спре, вибрациите престават и микрофонът просто няма какво да хване. Следователно импулсите върху колектора на транзистора VT1 престават, а кондензаторът С4 се разрежда.Следователно транзисторът VT2 се затваря, а VT3 се отваря и включва релето P1, контактите, които информират контролера за аварийната ситуация.

Настройка на устройството

Настройката на устройството е лесна. На първо място, използвайки резистор R2 на колектора на транзистор VT1, трябва да настроите напрежението на около половината от захранващото напрежение. В този случай транзисторът VT1 ще работи в линеен режим, т.е. като усилвател на сигнала.

Втората стъпка на настройка е да настроите нивото на чувствителност на целия сензор като цяло, като използвате променлив резистор R4. За да направите това, преведете двигателя му в долната позиция според схемата. Това е минималната чувствителност на сензора, в този случай релето ще бъде включено. След това, като поставите микрофона на мястото, където ще бъде инсталиран, чрез завъртане на настройващия резистор R4 изключете релето. Когато механизмът е изключен, релето трябва да се включи отново.

Части и конструкция

Ако се планира производството на няколко екземпляра на сензора, най-добре е да сглобите веригата върху печатна платка. Най-просто е да го направите чрез лазерно - гладене технология. Ако е необходимо само едно копие, тогава е напълно приемливо да се сглоби с шарнирна инсталация. Сглобената дъска трябва да бъде поставена в пластмасов калъф със закопчалки.

Транзисторите VT1, VT2 могат да бъдат заменени с KT3102 с всеки буквен индекс, KT503 от KT815 или KT972. Всички диоди могат да бъдат заменени с всякакви високочестотни с ниска мощност, например, KD521, KD503.

Всички резистори тип MLT-0.25 или внесени. Електролитичните кондензатори също са по-лесни за закупуване на вносни при работно напрежение най-малко 25V.

Като реле Р1 е допустимо да се използва всяко реле с малък размер, вероятно и внесено, с изключващо напрежение 12V. Устройството може да се захранва от източник с ниска мощност, например, от китайски мрежов адаптер.

Ако направите сами захранването, ще ви е необходим трансформатор с мощност не по-голяма от 5 W, с вторично напрежение около 15 V. Най-лесно е да сглобите такъв източник на базата на интегралния стабилизатор 7812. Такава схема е доста лесна за намиране, така че нейното описание не е дадено тук.

Борис Аладишкин