Применение
Индикатор приближения - простое автономное устройство, которое можно использовать в качестве охранного сигнализатора или просто аттракциона. Оно подаёт световой сигнал при приближении к нему человека или животного, по размерам сопоставимого с размерами антенны.
Принцип действия устройства основан на том, что на любом проводнике электрического тока электромагнитные поля наводят напряжение. При приближении к проводнику каких-либо объектов уровень наводок, как правило, возрастает.
Схема электрическая и принцип работы
После включения питания выключателем SA1 конденсатор С1 разряжен, поэтому сопротивление канала транзистора VT2 велико, на светодиод HL1 питающее напряжение не поступает, и он не светит.
При отсутствии вблизи антенны WA1 какого-либо объекта или предмета уровень наводок на неё невелик и сопротивление канала транзистора VT1 составляет несколько килоом.
Поэтому напряжение на аноде диода VD1 не превышает долей вольта и конденсатор С1 не заряжается. В таком режиме ток, потребляемый устройством, составляет около 17 мкА.
В качестве антенны WA1 используется отрезок провода. При приближении к ней объекта уровень наводок возрастает и на затвор транзистора VT1 через резистор R1 поступает переменное напряжение.
В соответствии с этим напряжением изменяется сопротивление канала транзистора VT1. При отрицательной полуволне это сопротивление незначительно уменьшается, а при положительной - существенно увеличивается.
Когда сопротивление канала транзистора VT1 превышает несколько десятков килоом, напряжение на аноде диода VD1 увеличивается, он открывается и начинается зарядка конденсатора С1.
При уменьшении сопротивления канала транзистора VT1 диод VD1 закрывается и конденсатор С1 разряжается через резистор R2.
Поскольку сопротивление резистора R3 меньше сопротивления резистора R2, то ток зарядки превышает ток разрядки и напряжение на конденсаторе С1 увеличивается.
Когда оно превысит напряжение открывания транзистора VT2 (0,8...3 В), сопротивление его канала уменьшится и на мигающий светодиод HL1 поступит напряжение. Он начнёт вспыхивать с частотой 1,5...3 Гц, сигнализируя о том, что к антенне WA1 приблизился какой-то объект.
При удалении объекта уровень наводок падает, конденсатор С1 разряжается через резистор R2, транзистор VT2 закрывается и вспышки светодиода прекращаются.
Детали
В схеме использованы резисторы С2-23, конденсатор С1 - керамический К10-17Б, оксидный - ECAP.
Диод Д2Б заменим на Д9 с любым буквенным индексом.
Транзистор КП103М1 можно заменить на КП103Д, 2П103Д транзистор КП504А - на BS170P.
Мигающий светодиод жёлтого цвета свечения L-56BYD - на L-56BID красного цвета свечения. Подойдёт и обычный немигающий светодиод любого цвета свечения, но последовательно с ним следует установить токоограничивающий резистор сопротивлением 510...750 Ом.
Антенну WA1 изготавливают из толстого (1...2 мм) одножильного медного провода (желательно в изоляции) длиной 50…60 см, который изгибают в виде знака вопроса (рис. ниже).
Питают устройство от батареи «Крона» (6F22).
Наладка
При первом включении индикатора антенну WA1 отсоединяют и измеряют потребляемый ток - он не должен превышать 50…100 мкА.
Антенну устанавливают на печатную плату и проверяют работоспособность устройства. После включения питания светодиод может вспыхивать, в этом случае следует отойти от антенны индикатора на расстояние более 0,5 м.
Если вспышки не прекращаются, индикатор удаляют от электрических проводов, бытовых электро и радиоприборов или уменьшают размеры антенны.
Чувствительность устройства можно изменять подбором резистора R3 в пределах 0,1…5,1 МОм. Для этого взамен резистора R3 устанавливают два последовательно соединённых резистора - постоянный сопротивлением 150 кОм и переменный сопротивлением 4,7 МОм. Вращая движок переменного резистора и передвигаясь вблизи антенны, добиваются оптимальной чувствительности. Измеряют суммарное сопротивление этих резисторов и заменяют их одним с соответствующим номиналом.
Налаженный индикатор срабатывает при приближении или прохождении мимо антенны человека на расстоянии до 50 см.
Он также реагирует на заряды статического электричества. При снятии свитера или одежды из искусственных тканей на расстоянии до 1 м от антенны светодиод начинает вспыхивать. Если индикатор установить на неметаллическую дверь внутри комнаты, тогда устройство будет предупреждать, что кто-то, с другой стороны, приблизился к двери.
Поскольку сигнализация световая, по другую сторону двери не будет слышно, что устройство сработало.