Как сделать простое сенсорное реле типа «касаешься — работает, бросил — не работает», схема, описание работы, нюансы

 

Предлагаемая схема сенсорного реле (работающая по принципу – «касаешься — работает, бросил — не работает») будет полезна в тех случаях, когда нужно чтобы электрическая нагрузка включалась и работала только тогда, когда мы касаемся сенсора, и выключалась при отрывании пальца от сенсора. То есть, триггерного переключения в ней нет. Сама схема рассчитана на низковольное питание величиной 12 вольт постоянного тока. Для получения этих самых 12 вольт я использую маломощный блок питания. Поскольку схема сенсорного реле потребляет порядка 60 мА, то блока питания даже на 1 Вт вполне хватит.

Для тех, кто не совсем понимает как работает данная схема, предлагаю с ней разобраться более подробней. Итак, как видно этот сенсор собран на биполярных транзисторах. Для нормальной работы схемы использовано 4 транзистора, включенных по схеме составного транзистора. Это сделано с целью повышения общего коэффициента усиления по току, что позволит очень маленьким сигналом, идущий от пальца, активировать реле.

Для новичков стоит сказать, что наше тело является антенной, улавливающее электромагнитные поля, окружающие нас. В первую очередь сенсор схемы реагирует на электрические поля, излучаемые городской электросетью с частотой 50 герц. А это значит, что данная схема сенсорного реле будет работать только в тех местах, где неподалеку имеется эта самая городская электросеть. И это важно учесть! Когда мы касаемся сенсора схемы, то на ее вход поступает прерывистый электрически сигнал, имеющий частоту сети 50 Гц и скважность 50%. Величина этого сигнала исчисляется миливольтами и микроамперами.

Как известно, главным качеством транзистора является его усилительное свойство. А именно, пропуская через база-эмиттерный переход биполярного транзистора небольшой ток, на силовой его части (коллекторе) мы может получить гораздо больший ток.

Причем стоит учесть, что наибольшим коэффициентом усиления обладают именно маломощные транзисторы (около 100-500 раз). Чем мощнее транзистор, тем меньше у него будет коэффициент усиления. Если мы хотим получить очень большой коэффициент усиления по току, имея на выходе относительно мощный транзистор, то обычно соединяются несколько транзисторов по схеме составного транзистора.

К примеру, в среднем один маломощный транзистор, который мы используем в схеме (КТ315) может обеспечить коэффициент усиления, равный 200 (ток усиливается в 200 раз). Соединив два одинаковых транзистора по схеме составного транзистора мы получаем коэффициент усиления уже равный 40000 (коэффициенты усиления каждого транзистора перемножаются между собой). В итоге тремя маломощными транзисторами VT1-VT3 мы добиваемся очень большого усиления по току, а четвертый транзистор VT4 нам обеспечивает достаточную мощность на выходе схемы.

Обычные маломощные реле при своей работе обычно в среднем потребляют (их катушки) ток около 60 мА. Максимальный коллекторный ток маломощного транзистора КТ315 равен до 100 мА. То есть, четвертый транзистор VT4 можно поставить также типа КТ315, но лучше все же взять чуть более мощный транзистор типа КТ815. У КТ815 коллекторный ток достигает до 1,5 А, но вот коэффициент усиления у него не более 40. Вот и получается, что маломощными транзисторами КТ315 мы раскачиваем усиление, а КТ815 мы обеспечиваем достаточный выходной ток.

Теперь, что касается величины напряжения питания и реле. Новичок может предположить, что если схема питается от 12 вольт, то и реле нужно брать тоже на 12 вольт. Но в этом случае такое реле будет работать не совсем хорошо и стабильно. Нужно учитывать потерю напряжения на коллектор-эмиттерном переходе транзистора VT4, которое может достигать 3 вольт. В добавок мы имеем дело с работой транзисторов в режиме переменного сигнала с частотой 50 герц и скважностью 50%.

То есть, можно подразумевать, что половина мощности будет выкашиваться этим переменным сигналом, поступающего на сенсор от нашего пальца. В итоге для четкой, полноценной работы реле будет недостаточно энергии. И чтобы это компенсировать, лучше при питании 12 вольт использовать реле, рассчитанное на 5 вольт. В результате, около 3 вольт упадут на транзисторе, 4 вольта упадут на резисторе R1, и нужные 5 вольт подадутся на катушку реле.

Сопротивление резистора R1 подобрано таким образом, чтобы обеспечить ток в 60 мА, который и требуется для нормальной работы катушки реле. Номинал этого сопротивления равен 30 Ом, мощность должна быть не менее 0,5 Вт.

Следующим важным моментом в схеме является наличие конденсатора C1, емкость которого подобрана под нормальную работу реле. А именно, поскольку транзисторы работают в импульсном режиме с частотой 50 Гц, то реле без конденсатора будет дребезжать. Конденсатор сглаживает пульсации напряжения на катушке реле, делая работу схемы полностью стабильной. Рекомендуемая емкость конденсатора должна быть 220 мкф. При меньшей емкости может проявляться нестабильность работы реле, а при большей емкости может увеличиваться инертность срабатывания данной схемы. Напряжение этого конденсатора должно быть 16V или 25V.

Параллельно конденсатору C1 и катушке реле еще стоит защитный диод VD1. Как известно, при снятии напряжения питания на катушках образовывается ЭДС самоиндукции. То есть, происходит резкий, кратковременный всплеск высокого напряжения на концах этой катушки. У маломощного реле это напряжение самоиндукции при работе с 12 вольтами может быть более 100 вольт. Естественно, возникает большая вероятность пробоя биполярных транзисторов, работающих в схеме. Диод VD1 имеет обратное подключение, относительно питания схемы. А вот для ЭДС самоиндукции включение диода будет уже прямым. В итоге этот высоковольтный всплеск просто шунтируется диодом, и гасится. Это и обеспечивает безопасность работы транзисторной схемы.

В качестве нагрузки я в своей схеме сенсорного реле к контактам реле подключил обычную лампочку накаливания. В итоге, когда я касаюсь сенсора пальцем, реле срабатывает, и лампа начинает светится. Когда отрываю палец от сенсора, лампа перестает гореть.

В качестве сенсора можно использовать любой проводник. К примеру, берем нужный кусок изолированного провода, оголяем концы, один паяем к схеме, ко второму концу будем касаться пальцем. Вот, в принципе, и все!

Источник - https://electrohobby.ru/shem-sensor-rele-xmm.html

Очень удобная насадка для щупа мультиметра, тестера, имеющая форму вилки, как сделать своими руками

 Думаю многие электронщики и электротехники при использовании мультиметра (или подобным ему измерительным приборам) сталкивались с таким неудобством, когда острый конец измерительного щупа соскальзывает с контактного места измерения. Заостренная форма контактной части измерительного щупа не самый лучший вариант (по крайней мере не для всех случаев измерения), хотя именно он используется повсеместно. Одно дело если конец острого щупа касается в месте с углублением или многожильного провода, то да, тут щуп не соскочит. А вот при касании щупа одножильных проводов, ножек электронных компонентов, мест, где ножки деталей припаяны к самой плате, тут острый щуп очень часто при измерениях соскальзывает. К сожалению при измерении по напряжением такое соскальзывание может привести к случайному замыканию двух электрических контактов, и последующей поломки даже изначально рабочей схемы.

Поискав на просторах интернета предлагаемые самодельные насадки для щупов мультиметра я не нашел подходящего варианта. Немного подумав, пришла в голову очень простая задумка. А почему бы конец щупа не сделать в виде маленькой вилки с двумя остриями. Ведь именно такая форма конца измерительного щупа лучше всего подходит для вышеперечисленных работ, при которых обычный острый щуп часто соскальзывает с измерительного места.

Решил не переделывать сам щуп, а сделать простую насадку для него. Хотя уже для второго своего мультиметра сделал новую форму именно на самих щупах (выточив надфилем).

Ту часть, на которую будет насаживаться обычный конец измерительного щупа решил сделать из обычного старотипного разъема питания от компьютерного блока питания. Эти штекера по размеру идеально подходят для моей задачи. Надеваются на щуп легко, сидят на нем не слишком сильно и не слабо. То, что нужно. Бокорезами расковырял один из таких разъемов (имеющий 4 контактов типа мама), достал один металлический контакт. С него убрал старый провод так, чтобы было легко припаять к этому разъему новый конец измерительного конца с формой вилки. Если имеются хорошие кусачки, то аккуратно можно просто разогнуть держатели провода на этом разъеме и использовать их для крепления нового конца щупа.

Второй частью моей насадки является сам измерительный конец с формой вилки с двумя остриями. Поскольку у меня под рукой была иголка от тюбика суперклея, которой делается изначальный прокол этого тюбика. То решил использовать именно эту иглу. Хотя она и сделана из стали, а для электронных измерительных приборов токопроводящие части лучше использовать с латуни или меди (лучше проводят ток и не создают эффекта термопары, между которыми может возникать дополнительное наведенное напряжение, что может ухудшить показатели измерений). Но я все же решил сделать конец измерительного щупа именно из этой иглы. Причем острый конец будет припаян к держателю, а не острая часть иглы будет заточена под вилку (предварительно немного расплющив этот тупой конец иглы).

При вытачивании конца щупа с формой вилки также стоит позаботится о том, чтобы размеры были наиболее удобными при измерениях. Слишком большая вилка также будет неудобна при измерениях, поскольку ей будет проблематично измерять в тех местах, где расстояние между контактами очень маленькое. Слишком маленькая вилка не особо будет по удобству отличаться от обычного острого щупа, да и вытачивать ее будет сложнее. Так что ширина конца вилки измерительного щупа должна быть по размеру примерно где-то от 1,5 до 2 мм. Именно я ширину вилки сделал 1,7 мм (наиболее оптимальный и удобный размер). Длина же всей насадки в моем случае вышла 25 мм. Хотя тут уж как вам будет удобней.

В итоге я просто обычным паяльником припаял конец этой вилки к одинарному разъему (держателю). Чтобы пайка была чистая и качественная, то изначально все места этой пайки нужно хорошо зачистить, убрав всю грязь и окислы с металлов. И уже на чистое место можно нанести даже обычный спирто-канифольный флюс. Пайка будет все равно хорошей. И последним штрихом будет изоляция нашей насадки в месте держателя, оставив оголенным только измерительный конец щупа. Я для изоляции использовал обычную термоусадочную трубку подходящего диаметра. Вот и все, моя насадка для измерительного щупа готова.

После ее проверки на практике выяснилось, что по удобству она намного лучше, чем обычный щуп с заостренным концом. Так что сам начал пользоваться такой насадкой, и вам советую.

P.S. Все гениальное – просто. Вроде бы очень простая идея, которая могла прийти многим в голову, но почему-то до этого я подобного варианта конца измерительного щупа не видел на просторах интернета. Да и производители мультиметров не догадались делать такую удобную форму щупов на своих приборах. Так что надеюсь эта статья была для вас полезна, и теперь процесс измерения электронными приборами, тестерами, мультиметрами станет для вас намного приятней и удобней.

Источник - https://electrohobby.ru/nasad-vilka-na-izm-shup-hhg.html

За счет чего дроссель, трансформатор и конденсатор могут повышать величину электрического напряжения

 Для повышения электрического напряжения используются различные схемы преобразователей, основанные на разном принципе действия. Распространенными компонентами, за счет которых и получается сделать увеличение напряжения являются электрический дроссель, трансформатор и конденсатор. Ниже вкратце рассмотрим суть их работы.

Начнем с дросселя. В различных импульсных блоках питания для преобразования электрической энергии применяются дросселя, намотанные на сердечниках из феррита, порошкового железа и т.д. Для примера возьмем обычный дроссель, намотанный на ферритовой гантели и содержащий одну обмотку с двумя выводами.

Когда мы подаем на эту катушку постоянное напряжение определенной величины, через нее начинает протекать ток, который создает вокруг этой катушки электромагнитное поле. С процессом протекания тока через катушку это поле накапливается на этом самом дросселе. Это накопление магнитного поля происходит до момента полного насыщения сердечника дросселя. Стоит учитывать, сила этого магнитного поля зависит от силы тока и от количества витков (чем больше ток и чем больше витков содержит катушка, тем и поле будет больше).

Когда же мы снимаем напряжение с этой катушки, то запасенная в электромагнитном поле энергия в процессе самоиндукции высвобождается. Причем, величина напряжения на концах этой катушки, на короткий промежуток времени, будет гораздо больше той, которая была изначально приложена на данную катушку. Именно это явление позволяет в импульсном режиме использовать катушку дросселя в роли увеличителя электрического напряжения.

Процесс увеличения напряжения на трансформаторе несколько отличается от дросселя, хотя и тот, и другой компонент содержит в себе катушки.

Самый простой вариант трансформатора содержит на своем сердечнике две обмотки – входная (она же первичная) и выходная (она же вторичная). На первичную обмотку мы подаем переменное или импульсное напряжение, а со вторичной снимаем. Суть процесса преобразования одного значения напряжения в другое (или тока) сводится к тому, что имеется прямая зависимость величины напряжения от количества витков. Если у нас количество витков будет одинаковым на входной и выходной обмотке, то какую величину напряжения мы подадим на вход трансформатора, такую же величину и получим на его выходе. Если же наша выходная обмотка будет содержать в два раза больше витков, чем входная, то и напряжение на выходной также будет в два раза больше. То есть, для получения высокого напряжения на трансформаторе важна именно пропорциональность количества витков между первичной и вторичной его обмоткой.

В некоторых устройствах для повышения напряжения используют так называемые умножители напряжения, состоящие из диодов и конденсаторов. И именно конденсаторы являются базовым компонентом, для получения этого самого увеличенного напряжения.

Сам по себе конденсатор не способен увеличивать напряжение. Он всего лишь может при полном накоплении электрического заряда в себе сохранять тот уровень напряжения, который имел источник его заряда. То есть, мы конденсатор подключили к блоку питания на 12 вольт, вот и на конденсаторе после полного его заряда будет эти же 12 вольт. Но вот если мы два одинаковых, полностью заряженных конденсатора (напряжение заряда каждого путь будет по 12 вольт) соединим последовательно друг с другом, то получим на них уже удвоенное напряжение (24 вольта). Будет три конденсатора, получим утроенное и т.д.

Обычный удвоитель (умножитель) напряжения на диодах и конденсаторах собран таким образом, что при работе с переменным напряжением при одной полуволне происходит заряд одного конденсатора, а при второй полуволне (противоположной полярности) заряжается другой конденсатор.

А на выходе этой схемы мы уже имеем сумму напряжений всех ранее заряженных конденсаторов данного умножителя. Чем больше будет диодо-конденсаторных звеньев в таком вот умножителе напряжения, тем и большую степень увеличения напряжения мы получим на выходе этой схемы. Думаю, что смысл увеличения напряжения таким образом уже понятен.

Источник - https://electrohobby.ru/dros-trans-konder-napr-jgp.html