Jutiklinio jutiklio grandinė yra paprasta elektroninė grandinė, reaguojanti į prisilietimą ir valdanti išvestį. Jis veikia leisdamas labai mažai srovei iš piršto suaktyvinti tranzistorių, kuris tada įjungia grandinę. Šiame straipsnyje aiškiai aprašoma, kaip veikia grandinė, jos dalys, surinkimo žingsniai, projektavimo taisyklės, bandymai, apribojimai, naudojimas ir kiti išsamūs dalykai.
Jutiklinio jutiklio grandinės apžvalga
Jutiklinio jutiklio grandinė yra elektroninė grandinė, kuri aptinka piršto prisilietimą ir naudoja ją išvesties, pvz., šviesos diodo, garsinio signalo, relės ar loginio signalo, valdymui. Paprastoje grandinėje pirštas paliečia du atvirus kontaktus ir leidžia labai mažai srovei patekti į grandinę. Tada šį silpną signalą sustiprina tranzistorius arba kita perjungimo dalis, kuri įjungia išvestį.
Ši grandinė yra naudinga, nes ji veikia kaip jutiklinis jungiklis be judančių mechaninių dalių. Tai gali būti paprastas ir tiesioginis būdas valdyti įrenginį tik lengvu prisilietimu. Dėl šios priežasties jis naudojamas pagrindinėse elektroninėse grandinėse, mokymosi veikloje ir mažose jutimo sistemose.
Grandinės veikimas jutiklinio jutiklio grandinėje
Paprasta jutiklinio jutiklio grandinė veikia naudojant žmogaus kūno elektrinę varžą. Kai pirštas paliečia abu jutiklio kontaktus, kūnas sukuria laidų kelią tarp jų. Tai sukuria labai mažą srovę, kuri pasiekia NPN tranzistoriaus pagrindą.
Kai tranzistorius įsijungia, jis leidžia didesnei srovei tekėti per grandinės išėjimo pusę. Pagrindinėje sąrankoje ši srovė maitina šviesos diodą. Nuėmus pirštą, laidus kelias nutrūksta, tranzistorius išsijungia ir šviesos diodas užgęsta.
Kaip sukurti jutiklinio jutiklio grandinę?
Paruoškite dalis
Prieš pradėdami surinkite akumuliatorių, tranzistorių, rezistorių, šviesos diodą, lentą, trumpiklius ir du jutiklinius kontaktus. Paruošus visas dalis, surinkimo procesas tampa sklandesnis ir išvengiama praleistų jungčių.
Įdėkite tranzistorių
Įdėkite NPN tranzistorių į lentą ir atidžiai patikrinkite jo kaiščių išdėstymą. Panašiai atrodantys tranzistoriai vis tiek gali turėti skirtingą kaiščių išdėstymą, todėl teisingas išdėstymas yra svarbus tinkamam veikimui.
Prijunkite išvesties kelią
Prijunkite šviesos diodą ir rezistorių nuosekliai išvesties kelyje. Tai leidžia šviesos diodui užsidegti, kai srovė teka per tranzistorių, ir padeda išlaikyti saugų LED srovės lygį.
Nustatykite jutiklinius kontaktus
Paruoškite du atvirus laidžius kontaktus, kuriuos galima liesti vienu metu. Šie kontaktai veikia kaip įvesties taškai, leidžiantys labai mažam signalui patekti į grandinę.
Prijunkite jutiklinės įvesties kelią
Prijunkite vieną jutiklinį kontaktą prie grandinės įvesties pusės, o kitą prijunkite taip, kad palietus abu kontaktus būtų gautas nedidelis signalas, reikalingas tranzistoriaus pagrindui. Tai grandinės dalis, kuri tiesiogiai reaguoja į prisilietimą.
Prijunkite maitinimo šaltinį
Pritvirtinkite akumuliatorių prie grandinės teisingu poliškumu. Reikalingas kruopštus maitinimo prijungimas, nes atvirkštinis poliškumas gali neleisti tinkamai veikti grandinei.
Patikrinkite grandinę
Užbaigę visus ryšius, palieskite abu kontaktus vienu metu. Jei grandinė prijungta tinkamai, šviesos diodas įsijungs, kol bus prisilietimas, ir išsijungs, kai prisilietimas bus pašalintas.
Geresnių rezultatų projektavimo taisyklės
Naudokite tinkamą tranzistorių
Šiai grandinei reikalingas NPN tranzistorius, pvz., BC546, BC547 arba BC548. PNP tranzistorius neveiks tame pačiame grandinės išdėstyme, todėl prieš prijungiant laidus reikia patikrinti tranzistoriaus tipą ir kaiščių išdėstymą.
Naudokite teisingą rezistoriaus vertę
Rezistorius riboja srovę per šviesos diodą. Jei vertė per maža, LED srovė gali būti per didelė. Jei vertė per didelė, šviesos diodas gali pasirodyti silpnas. Rezistoriaus vertė turi atitikti maitinimo įtampą ir LED kelią.
Pagerinkite lietimo jautrumą
Prisilietimo atsakas gali keistis dėl kelių veiksnių:
• Odos drėgmė
• Kontaktinis slėgis
• Kontaktinė sritis
• Tranzistoriaus stiprinimas
• Maitinimo įtampa
• Laidų kokybė
Išdėstymas turi būti paprastas
Trumpa, tvarkinga instaliacija padeda grandinei veikti patikimiau. Dėl laisvų ar netvarkingų jungčių jutiklinė įvestis gali būti mažiau stabili.
Testavimas, patvirtinimas ir trikčių šalinimas
Grandinės patvirtinimas
| Patvirtinimo etapas | Ką patikrinti | Laukiamas rezultatas |
|---|---|---|
| Galios patikrinimas | Akumuliatoriaus poliškumas ir įtampa | Grandinė gauna tinkamą tiekimą |
| Tranzistoriaus patikrinimas | Teisingas NPN tipas ir kontaktų išdėstymas | Tranzistorius gali tinkamai persijungti |
| LED patikrinimas | Teisingas poliškumas | LED šviečia, kai grandinė įsijungia |
| Rezistoriaus patikrinimas | Įdiegta teisinga vertė | LED srovė išlieka saugiame diapazone |
| Jutiklinis patikrinimas | Pirštas paliečia abu kontaktus | Šviesos diodas reaguoja į prisilietimą |
| Laidų patikrinimas | Nėra atsilaisvinusių ar neteisingų jungčių | Grandinė veikia stabiliai |
Dažnos problemos ir pataisymai
| Problema | Tikėtina priežastis | Pataisymas |
|---|---|---|
| Šviesos diodas nešviečia | LED poliškumas yra atvirkštinis | Įdiekite šviesos diodą teisinga kryptimi |
| Grandinė nereaguoja | Neteisingas tranzistoriaus tipas | Pakeiskite jį tinkamu NPN tranzistoriumi |
| Grandinė vis tiek sugenda | Neteisingas tranzistoriaus kontaktas | Patikrinkite duomenų lapą ir vėl jį tinkamai prijunkite |
| Silpnas arba netolygus atsakas | Prastas kontaktas | Patobulinkite kontaktų sritį ir patikrinkite jutiklinį ryšį |
| Šviesos diodas silpnas | Neteisinga rezistoriaus vertė arba silpna baterija | Patikrinkite rezistoriaus vertę ir maitinimo šaltinį |
| Nestabilus veikimas | Laisvi trumpikliai | Saugiai prijunkite laidus |
Jutiklinio jutiklio grandinės privalumai ir ribos
Privalumai
• Nėra judančių mechaninių kontaktų
• Paprasta grandinės struktūra su keliomis dalimis
• Maža kaina už pagrindinį jutiklinį perjungimą
• Tiesioginis jutiklinis atsakas be mechaninio mygtuko
• Lengva išplėsti su tvarkyklės pakopa kitiems išėjimams
Apribojimai
• Prisilietimo reakcija gali skirtis priklausomai nuo odos drėgmės ir sąlyčio sąlygų
• Veikimas yra mažiau stabilus nei specialaus jutiklinio jutiklio IC
• Pagrindinė grandinė tinka tik nedidelėms apkrovoms, nebent naudojama papildoma tvarkyklės pakopa
• Laidų išdėstymas ir kontaktų kokybė gali turėti įtakos jautrumui ir patikimumui
• Klaidingas suveikimas gali atsirasti triukšmingose ar blogai išdėstytose grandinėse
Jutiklinio jutiklio grandinės taikymas
• Jutikliniai LED indikatoriai
• Paprasti jutikliniai jungiklių skydeliai
• Mažos galios garsinis signalas arba aliarmo paleidimo grandinės
• Pagrindiniai relės paleidimo etapai su papildoma tvarkykle
• Pomėgių valdymo grandinės ir kompaktiški elektroniniai valdymo įėjimai
• Pradinio lygio žmogaus prisilietimo jutimo funkcijos paprastose įterptinėse arba analoginėse sistemose
Išvada
Jutiklinio jutiklio grandinė naudoja labai mažą jutiklinį signalą, kad valdytų didesnę išvestį per paprastas elektronines dalis. Jo veikimas priklauso nuo kūno laidumo, tranzistoriaus perjungimo, teisingo laidų, tinkamų dalių verčių ir stabilaus kontakto tarp sąlyčio taškų. Geras išdėstymas ir kruopštus testavimas padeda pagerinti reakciją, sumažinti gedimus ir užtikrinti, kad grandinė veiktų patikimiau.
Dažnai užduodami klausimai [DUK]
Ar grandinė lieka įjungta po prisilietimo?
Ne. Pagrindinė jutiklinio jutiklio grandinė lieka įjungta tik tada, kai yra prisilietimas.
Kodėl pirštas gali suaktyvinti grandinę?
Pirštas sukuria mažą laidų kelią, kuris leidžia labai mažai srovei patekti į grandinę.
Ar grandinė gali valdyti daugiau nei šviesos diodą?
Taip. Jis gali valdyti kitus išėjimus, tačiau didesniems kroviniams reikia papildomos tvarkyklės pakopos.
Ar svarbus jutiklinių kontaktų dydis?
Taip. Didesni ir švaresni kontaktai gali pagerinti prisilietimo reakciją.
Ar grandinė gali būti patikimesnė?
Taip. Geresni laidai, teisingos dalių vertės ir stabilus maitinimo šaltinis gali pagerinti patikimumą.
Ar tai tas pats, kas talpinis jutiklinis jutiklis?
Ne. Ši grandinė veikia per tiesioginį laidų prisilietimą, o ne talpą.
