Ανιχνευτής μηχανικών κραδασμών

vibration_detector_board_1
vibration_detector_board_1vibration_detector_board_2
4 5 1 Product


Ο ανιχνευτής κραδασμών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση διαφόρων καθημερινών προβλημάτων. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμος σε συστήματα ασφάλειας – συναγερμούς. Βασίζεται σε έναν μικρό πιεζοηλεκτρικό μετατροπέα τύπου δίσκου.

Η ιδέα για το κύκλωμα προέκυψε όταν ένας αγανακτισμένος ηλεκτρονικός αποφάσισε να βάλει τέλος στις απροσεξίες και να αποκαλύψει το γείτονα που του προξενούσε ζημιές στο αυτοκίνητό. Ο αισθητήρας τοποθετήθηκε στο αυτοκίνητο και σήμανε συναγερμό την κατάλληλη στιγμή κι ο δράστης “συνελήφθη”.

Το κύκλωμα

Οι μηχανικοί κραδασμοί μετατρέπονται σε ηλεκτρικό σήμα από έναν μικρό δίσκο πιεζοηλεκτρικού μετατροπέα. Η τάση που παράγει ο πιεζοηλεκτρικός μετατροπέας κυμαίνεται περίπου στα 20mV κι ενισχύεται περαιτέρω από έναν τελεστικό ενισχυτή, το IC1A. Το ενισχυμένο σήμα ανορθώνεται από τη δίοδο DS1, εξομαλύνεται από το δικτύωμα C5 – R9 κι οδηγείται στην αναστρέφουσα είσοδο του IC1Β. Το IC1B λειτουργεί ως συγκριτής με υστέρηση και το κατώφλι σύγκρισης ρυθμίζεται από το τρίμερ R6. Όταν το παραγόμενο σήμα από τους κραδασμούς γίνει μεγαλύτερο από το κατώφλι σύγκρισης, η έξοδος του συγκριτή μεταβαίνει σε λογικό μηδέν και ενεργοποιεί το 555 (IC2) που λειτουργεί ως μονοσταθής πολυδονητής.

Κύκλωμα ανιχνευτή μηχανικών κραδασμών
Εικόνα 1: Το ηλεκτρονικό κύκλωμα του ανιχνευτή μηχανικών κραδασμών

Όποτε ενεργοποιηθεί, το IC2 παράγει έναν παλμό με χρονική διάρκεια που μπορεί να ρυθμιστεί από το τρίμερ R14. Με τις τιμές των εξαρτημάτων που έχουμε επιλέξει, η διάρκεια του παλμού μπορεί να είναι από 2 δευτερόλεπτα έως 2 λεπτά περίπου. Καθ’ ολη τη διάρκεια του παλμού, ο ηλεκτρονόμος παραμένει ενεργοποιημένος μέσω του τρανζίστορ TR2. Έτσι, ο ηλεκτρονόμος ενεργοποιείται για ορισμένη διάρκεια κάθε φορά που ανιχνεύονται κραδασμοί. Στη συνέχεια, μετά από τον προκαθορισμένο χρόνο που έχουμε ορίσει μέσω της R14, αν οι μηχανικές δονήσεις παύσουν, ο ηλεκτρονόμος απενεργοποιείται.

Το LED DL1 φωτοβολεί όταν ανιχνεύονται κραδασμοί ενώ το LED DL2 παραμένει αναμμένο κατά το χρόνο που είναι ενεργοποιημένος ο ηλεκτρονόμος.

Η ευαισθησία του ανιχνευτή μηχανικών δονήσεων μπορεί να ρυθμιστεί μέσω του τρίμερ R6 που όπως αναφέραμε παραπάνω, ουσιαστικά ρυθμίζει στη στάθμη κατωφλίου στο συγκριτή.

Υπάρχει επίσης κι μια μικρή βαθμίδα χρονοκαθυστέρησης που αποτελείται από το TR1 και τα στοιχεία C10, DS5, R21, R20 και R15. Σκοπός της βαθμίδας αυτής είναι η απενεργοποίηση του κυκλώματος για τα πρώτα 10 δευτερόλεπτα μετά από την εφαρμογή της τροφοδοσίας. Αυτό γίνεται για δύο λόγους. Πρώτον, για να μην έχουμε εσφαλμένη ενεργοποίηση του ηλεκτρονόμου λόγω μεταβατικών φαινομένων και δεύτερον, για κάποιες εφαρμογές η χρονοκαθυστέρηση μπορεί να είναι χρήσιμη: όπως για παράδειγμα αν συνδέουμε την τροφοδοσία στο κύκλωμα όταν κλείνουμε μία θύρα, οπότε δε θέλουμε τότε να ενεργοποιηθεί το κύκλωμα από τους κραδασμούς της πόρτας. 

Λεπτομέρειες της κατασκευής

Ο ανιχνευτής κραδασμών μπορεί να συναρμολογηθεί εύκολα στην πλακέτα που έχουμε σχεδιάσει και που παρέχουμε παρακάτω. Η πλακέτα είναι διπλής όψης κι όλα τα εξαρτήματα τοποθετούνται σε αυτή σύμφωνα με τον οδηγό συναρμολόγησης της εικόνας 2.

Οδηγός συναρμολόγησης για την πλακέτα του ανιχνευτή κραδασμών
Εικόνα 2: Οδηγίες συναρμολόγησης της πλακέτας του ανιχνευτή κραδασμών

Η μία επαφή του πιεζοηλεκτρικού δίσκου βρίσκεται στο σώμα του δίσκου και μπορεί να προσαρμοστεί και να κολληθεί πάνω στην πλακέτα, στη σχισμή που έχει προβλεφθεί γι αυτό το σκοπό ενώ η άλλη επαφή του δίσκου ενώνεται με την πλακέτα με ένα λεπτό καλώδιο.

Για καλύτερη ευαισθησία απαιτείται επίσης και η χρήση ενός αντίβαρου. Το αντίβαρο μπορεί να φτιαχτεί από ένα άκαμπτο σύρμα (χάλκινο σύρμα πάχους 2mm ή παχύτερο, μήκους περίπου 7cm) που θα πρέπει να κολληθεί στο σώμα του πιεζοηλεκτρικού δίσκου (όπως φαίνεται στην εικόνα 3) και ένα μικρό βάρος, όπως για παράδειγμα μία τερματική κλέμα πλακέτας (όπως στην εικόνα 3) που θα πρέπει να προσαρμοστεί στην ελεύθερη άκρη του σύρματος.

 

Αντίβαρο για τον αισθητήρα κραδασμών
Εικόνα 3: Αντίβαρο για τον αισθητήρα κραδασμών

Όλες οι αντιστάσεις στο κύκλωμα είναι τύπου 1/4W κι ανοχής 5% ή καλύτερης. Χρειάζεται επίσης προσοχή όσον αφορά την πολικότητα των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών.

Για την τροφοδοσία του κυκλώματος απαιτούνται 12V, οπότε μπορεί κάλλιστα να χρησιμοποιηθεί και στο αυτοκίνητο.

Η πλακέτα του ανιχνευτή κραδασμών από την πλευρά των κολλήσεων
Εικόνα 4: Η πλακέτα του ανιχνευτή κραδασμών από την πλευρά των κολλήσεων

 

Η πλακέτα του ανιχνευτή κραδασμών
Εικόνα 5: Η πλακέτα του ανιχνευτή κραδασμών από την πλευρά των εξαρτημάτων

 

Λίστα με όλα τα σχόλια:
Δεν υπάρχουν σχόλια προς το παρόν.
Βαθμολογία:

Παρακαλούμε κάντε κάποια πρόταση για το προϊόν :

Όνομα χρήστη:
E-mail: