Определение принципа работы емкостного датчика присутствия. Схемы включения датчиков внесения ёмкости к МК. Технические характеристики и построение электрической схемы прибора со звуковым индикатором. Применение охранных извещателей для помещений ПИК.
Аннотация к работе
3.2 Схема датчика со звуковым индикаторомПоскольку человеческое тело представляет собой среду с высокой диэлектрической проницаемостью (на частоте 40 МГЦ диэлектрическая константа мышц, кожи и крови приблизительно равна 97, а жира и костей - 15), между ним и окружающими предметами возникают различные емкостные связи. При движении человека величины этих емкостей меняются, что дает возможность отличить движущиеся объекты от статических. И если эти связи в какой-либо зоне зафиксировать, появление любого нового объекта в окрестности этой зоны приведет к нарушению установившихся связей. На рисунке 1.1 показано, что первоначально емкость между тестовой пластиной и землей (здесь, под словом "земля" подразумевается любой большой объект, такой, как земля, озеро, автомобиль, корабль, самолет и т.д.) равна . При вторжении человека в окрестность этой пластины формируются два дополнительных конденсатора: - между пластиной и телом и - между телом и землей.Схемы включения датчиков внесения емкости к МК а) инверторы микросхемы DD1, DD2 охвачены положительной обратной связью через резистор R1. Это приводит к тому, что небольшое возмущение на входе (например, прикосновение пальцем к "сенсору" ХТ1) вызывает изменение напряжения на выходе, которое регистрирует МК; в) импульсы с частотой около 300 КГЦ поступают на контактную площадку ХТ1 от генератора, собранного на трех инверторах микросхемы DD1. Если замкнуть площадки XT1 и ХТ2 пальцем, то импульсы пониженной амплитуды будут поступать на вывод 9 микросхемы DDI и далее на вход МК. Благодаря усилителю DA1 чувствительности датчика достаточно, чтобы прикасаться к площадке XT1 пальцем через бумагу Частота генерации "меандра" с выхода МК составляет 100…200 КГЦ;Отличительной особенностью приведенных схем емкостных датчиков является их малое потребление (работа в режиме микротоков), что позволяет применять автономное питание. В основе работы схемы используется принцип изменяемой емкости. При поднесении руки к датчику WA1 в колебательный контур автогенератора на транзисторе VT1 вносится емкость, и его частота меняется. Для удобства настройки схемы к коллектору VT5 можно подключить светодиод с ограничительным резистором (величина резистора зависит от напряжения питания и может быть от 200 до 1000 Ом). При этом если охраняемый предмет имеет большую металлическую поверхность, то может потребоваться установка разделительного конденсатора небольшой емкости (5...100 ПФ) между WA1 и контактом 1 схемы.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРИНЦИП РАБОТЫ ДАТЧИКА
2. СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДАТЧИКОВ ВНЕСЕНИ ЕМКОСТИ К МК
3. ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК В МАССОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
11 сентября 2001 года перевернуло мышление людей: они стали больше задумываться о защите аэропортов, полетов и о безопасности в целом. Угроза подобных акций заставила разрабатывать более совершенные охранные системы для надежной защиты заданных периметров, для чего необходимы соответствующие сенсорные устройства. Датчики присутствия детектируют нахождение людей (а иногда и животных) в контролируемой зоне, тогда как детекторы движения реагируют только на перемещение объектов. Основным их отличием является то, что датчики присутствия вырабатывают выходной сигнал независимо от того движется объект или замер, в то время как сигнал на выходе детектора движения появляется только в случае перемещения объекта. Такие датчики применяются в системах наблюдения и охраны, в устройствах управления энергией (например, для управления включением/выключением электрического света), в интерактивных игрушках и т.д. в зависимости от конкретной ситуации присутствие человека может определятся по некоторым параметрам его тела или характеристикам поведения. Например, датчик может реагировать на вес человека, тепло от его тела, звуки, на изменение диэлектрической проницаемости и т.д. для определения присутствия людей и их передвижений в настоящее время применяют следующие типы датчиков: Датчики давления воздуха: детекторы перепадов давления воздуха, возникающих при открывании дверей и окон.
Емкостные датчики: детекторы изменения емкости человеческого тела.
Фотоэлектрические датчики: детекторы пересечения луча света движущимися объектам.
Оптоэлектронные датчики: детекторы уровня освещенности или оптической контрастности в охраняемой зоне.
Сенсоры предохранительных ковриков: длинные полоски, располагающиеся на полу под ковриком у входной двери, реагирующие на давление, создаваемое весом непрошенного гостя.
Детекторы напряжений: датчики деформации, встроенные в пол, ступени и другие конструктивные элементы.
Детекторы открывания: электрические контакты, встроенные в двери и окна.
Магнитные детекторы открывания: бесконтактная версия детекторов открывания.
Детекторы вибраций: устройства, реагирующие на вибрации стен или других конструкций зданий; такие элементы могут также крепиться к дверям и окнам для обнаружения передвижений объектов.
Детекторы разбитых стекол: датчики, реагирующие на специфические вибрации, характерные для бьющегося стекла.
ИК детекторы движения: устройства, реагирующее на тепловые волны, испускаемые теплыми или холодными движущимися объектами.
СВЧ детекторы (микроволновые датчики):активные устройства, реагирующие на СВЧ электромагнитные волны, отраженные от объектов.
Ультразвуковые датчики: устройства аналогичные СВЧ датчикам, только в них вместо электромагнитных волн используются ультразвуковые колебания.
Видеодетекторы появления новых объектов: видео устройства, сравнивающие текущее изображение охраняемой зоны с записанным в памяти эталонным изображением.
Системы видеораспознавания: анализаторы изображений, сравнивающие характерные особенности лиц людей с портретами, хранящимися в базе данных.
Лазерные детекторы: устройства, подобные фотоэлектрическим детекторам. Их отличие в том, что он используют узкие лучи света и комбинацию отражателей.
Одним из недостатков детекторов обнаружения присутствия людей или их вторжения в охраняемое пространство является ложное срабатывание. Под ложным срабатыванием понимается ситуация, когда система указывает на присутствие объектов, которых на самом деле там нет. В некоторых случаях, например, в игрушках или устройствах управления освещением, ложное срабатывание не причиняет особых проблем. Однако в охранных и военных системах одинаково опасными являются ситуации как ложного срабатывания, так и пропускания вторжения посторонних в контролируемую зону. Поэтому при выборе датчиков для таких применений необходимо обращать внимание на их надежность, избирательность и помехозащищенность. Для повышения надежности охранных систем часто используют несколько датчиков со своими интерфейсными схемами, работающими независимо друг от друга. Такой прием особенно эффективен в случае воздействия внешних помех. Другим способом снижения ошибок при обнаружении вторжения людей является применение нескольких датчиков, основанных на различных физических принципах (например, очень эффективна комбинация емкостных и ИК детекторов, поскольку для них критичными являются разные виды вносимых помех).1. Дж. Фрайден, Современные датчики. Справочник , МОСКВА, 2005, 587с.