Емкостный датчик

Эта простая схема на трех транзисторах бу­дет весьма полез­на там, где нужно реагировать на прикосновение че­ловека к чему-либо металличес­кому, например, к дверной ручке.

Датчик присое­диняется к металлическому предмету проводом. При при­косновении к этому предмету загорается индикаторный светодиод и на выходе увеличивается напряжение.

Схема датчика состоит из генератора ВЧ-колебаний, детектора и усилителя постоянного напряжения.

В статическом режиме генератор ВЧ работает, и его выходной сигнал посту­пает на детектор, на котором образуется некое постоянное напряжение, запираю­щее индикаторный светодиод.

Срабатывание датчика основано на срыве его генерации под влиянием внешней емкости. При этом, напряжение на выходе детектора падает, и отпирается индикаторный светодиод.

Схема датчика показана на рисунке. Высокочастотный генератор выполнен на транзисторе VT1. Контур состоит из катушки L1, её емкости и внешней емкости. Резистором R3 настраивают степень шунтирования контура таким образом, чтобы срыв генерации обеспе­чивался при резком увеличении емкостной составляющей контура.

Сигнал снимается с эмиттера транзис­тора.     При наличии генерации здесь есть ВЧ-напряжение, которое поступает на диодный детектор на диодах VD1 и VD2 и транзисторе VТ2 с конденсатором С5 на выходе. При наличии ВЧ напряжения на базе VТ2 есть напряжение, открывающее его. Он открывается и напряжение на С5 снижается. Это приводит к снижению напряжения на базе VТ3, что приводит к его закрыванию. Напряжение на эмиттере VT3 падает, светодиод не горит.

Если прикоснуться к предмету, к кото­рому подключен датчик, емкость контура

увеличивается и становится значительно выше емкости С3. Выше на столько, что емкости С3 уже недостаточно для под­держания генерации. Генерация сры­вается, и ВЧ напряжения на эмиттере VТ1 больше нет. Транзистор УТ2 закрывается и напряжение на конденсаторе С5 увели­чивается. Транзистор УТЗ открывается, напряжение на его эмиттере увеличи­вается и загорается светодиод НИ.

Каркасом для намотки катушки L1 служит резистор R2, именно поэтому на схеме он указан двухваттным, потому что нужны размеры для намотки катушки. Катушка L1 содержит 25-30 витков провода ПЭВ 0,35, намотанного на резистор R2, и концы этой катушки распаяны на выводы R2.

Катушка L2 — готовый дроссель на 5-15 миллигенри. Можно заменить и самодель­ным дросселем на такую индуктивность.

Транзисторы КТ3102 можно заменить любыми аналогами.

Светодиод HL1 — любой индикаторный светодиод, например, АЛ307.

С эмиттера VТ3 можно подать напря­жение для управления какой-то схемой, которая должна включаться при прикосно­вении к дверной ручке.

Настройка заключается в регулировке чувствительности датчика подстроечным резистором R3, так чтобы он срабатывал при прикосновении к дверной ручке или другому предмету, подключенному к коллектору VТ1.

Автор: Молотов МЛ.
Источник: Радиоконструктор №6/2016