Вспомнил вот эту интересную и простенькую схемку, что я составил и с успехом испытал в начале 00-х в качестве сенсорной бесконтактной кнопки квартирного дверного звонка. Она реагирует на приближение или прикосновение руки человека и других предметов включением электропитания какого-либо девайса: подносишь руку к сенсору - включит, отведешь - выключит. :-) Стабильно работает и может эффективно применяться в других различных системах автоматики, например автоматического открывания дверей, контроля за объектами (сигнализациях), подсчета деталей и т.д.
Картинка схемки в хорошем качестве:
ОПИСАНИЕ: Особенностью данного ёмкостного реле является отсутствие привычного для таких схем высокочастотного генератора и трудоёмких намоточных узлов - катушек индуктивности. Как следствие - отсутствие радиопомех, простота изготовления, сборки и настройки. Основу схемы составляет ёмкостной делитель переменного напряжения сети ~230 В 50 Гц, который образуется ёмкостью параллельных конденсаторов C1, C2 и последовательно к ней включённой ёмкостью «конденсатора» Cсенс сенсора E1. К делителю подключена неоновая лампа HL1 - в качестве порогового элемента, вырабатывающего импульсы, которые после усиления управляют электромагнитным реле K1 и включением какой-либо нагрузки Rнагр. На составном транзисторе VT1 + VT2, диодах VD2, VD3 и конденсаторе C3 выполнен усилитель этих импульсов. Схема постоянно питается от сети через бестрансформаторный стабилизированный блок питания на основе гасящего конденсатора C5, стабилитронах VD4, VD5, диодах VD6, VD7, резисторах R2, R3 и предохранителе FU1.
РАБОТА СХЕМЫ: Сенсор E1 - это металлическая пластина, обладающая некоторой электрической ёмкостью относительно земли, поэтому ёмкостной делитель схемы можно считать подключённым непосредственно к проводам «ФАЗА» и «ЗЕМЛЯ»/«НОЛЬ» сети ~230 В. Величина переменного напряжения на конденсаторах С1 и С2 делителя зависит от напряжения сети и отношения Cсенс/(С1+C2). При приближении к сенсору E1 любого заземленного объекта с достаточной электропроводностью (металл, тело человека, животных и т.д.) ёмкость «конденсатора» Cсенс относительно земли будет увеличиваться, переменное напряжение на нём уменьшаться, а на конденсаторах C1 и C2 увеличиваться. Как только напряжение на C1 и C2 в любой полупериод синусоиды превысит напряжение зажигания неоновой лампы HL1, в ней возникает тлеющий разряд, газ лампы из изолятора превращается в проводник и конденсаторы C1, C2 в каждый полупериод сетевого напряжения начинают разряжаться через лампу на базу составного транзистора VT1, VT2 включённого усилителем как переменного так и постоянного тока. Разрядные импульсы лавинно, скачком открывают транзистор, реле K1 в его коллекторной цепи срабатывает и своими контактами K1.1 подключает напряжение питания Uпит к нагрузке Rнагр. Нагрузка будет подключена пока заземлённый объект находится на данном расстоянии от сенсора E1 или ближе. При удалении объекта от сенсора реле отпускает и нагрузка отключается. Чувствительность, т.е. расстояние от предмета до сенсора при котором срабатывает реле и включается нагрузка грубо регулируется подбором ёмкости конденсатора C1, а плавно подстроечным конденсатором C2. Также чувствительность увеличивается при увеличении площади пластины-сенсора E1. Я тестил схемку с размерами пластины около 12x12 см (фольгированный гетинакс), реле стабильно срабатывало при приближении к сенсору руки на расстояние 10..12 см, если же я вместо пластины использовал многожильный монтажный провод диаметром 1,5 мм и длиной 10...15 см - то это расстояние было около 5 см. Сенсор можно сделать любых размеров и этим еще повысить чувствительность или же отрегулировать схему только на прикосновение к нему.
ВНИМАНИЕ!!! Будьте осторожны при наладке и эксплуатации схемы, она не имеет гальванической развязки от сети ~230 В 50 Гц. В собранном виде девайс должен полностью исключать возможность прикосновения к любым его токоведущим проводникам, кроме сенсора. Для нормальной работы данную схему необходимо правильно подключать к фазному и нулевому проводу сети согласно рисунку.
ДЕТАЛИ: Неоновую лампу ТН-0,2-2 (HL1) можно заменить на ТН-0,3-3 или любую другую подобную лампу с симметричной ВАХ; Транзистор КТ315Г (VT1, VT2) можно поставить с индексом Е или заменить на КТ503Б (Г), а также любой другой подобный транзистор малой или средней мощности; Диод Д310 (VD1, VD2, VD3) можно заменить на КД102, КД103, КД105; Стабилитрон КС510А (VD4, VD5) можно заменить на КС512А или 1шт КС522А, КС518А, 3шт Д814А; Диод КД226В (VD6, VD7) можно поставить с индексами Г и Д; Конденсаторы: C1 - керамический, слюдяной КДК, КТК, КСО, СГМ на напряжение не ниже 350 В; C2 - подстроечный керамический типа КПК-М, КПК-1, КПК-2, КПК-3; C3 - любой металлобумажный, бумажный, плёночный, например МБМ, К73-16; C4 - любой электролитический, например К50-6; C5 - металлобумажный, бумажный, плёночный на напряжение не ниже 400 В, например МБМ, МБГО, МБГТ, МБГЧ, МБГН, К73-16, К73-17; Резисторы R1, R2, R3 типа МЛТ-1, МТ-1, ОМЛТ-1; Электромагнитное реле K1 - типа РЭС22, паспорт РФ4.500.131, РФ4.500.163 или любое другое на ток срабатывания до 30 мА и напряжение срабатывания 14...16 В, а если транзисторы VT1 и VT2 применить средней мощности, например КТ815Г, то реле можно ставить практически на любой ток и напряжение срабатывания, соответственно пересчитав под него блок питания. А как правильно пересчитать бестрансформаторный блок питания с гасящим конденсатором можно прочитать в ж. «Радио» N5 за 1997 год, стр 48-50.
© Д. О. Максимов, 2022
Вы читаете дзен-канал "ЭЛЕКТРОНИКА, НАУКА И ТЕХНИКА" ("ELECTRONICS, SCIENCE AND TECHNICS", "E_S_A_T")
Адрес автора дзен-канала ВК:
