Detektor drgań

Detektor drgań
Pobierz PDF Download icon
Możliwość wykrywania wstrząsów jest przydatna w wielu zastosowaniach: od czujników włamania po zabawki. Prezentowany układ pozwala na wyposażenie własnego urządzenia w tę funkcjonalność.

Rysunek 1. Schemat ideowy detektora drgań

Schemat układu detektora drgań pokazano na rysunku 1. Elementem realizującym zamianę drgań na impulsy elektryczne jest czujnik SW-520D. Ten podzespół, przypominający kształtem kondensator elektrolityczny o niewielkiej pojemności, zawiera w środku dwie metalowe kulki, które mogą swobodnie przemieszczać się po jego wnętrzu.

Kulki zwierają metalowe wyprowadzenia. Wadą tego rozwiązania jest możliwość uzyskania jedynie prostej informacji o tym, czy drgnięcie nastąpiło, czy też nie - w postaci trwałej lub chwilowej zmiany stanu wyjść (zwarte/rozwarte).

Rysunek 2. Przebiegi napięcia: na zaciskach czujnika drgań (niebieski) i na wyjściu układu (żółty)

Aby możliwe było użycie tej informacji w np. systemie mikroprocesorowym, konieczne jest usunięcie zakłóceń i zapewnienie podania na wejście mikrokontrolera sygnału trwającego zdeterminowany odcinek czasu oraz posiadający wyraźnie zaznaczone poziomy logiczne.

Rysunek 2 to oscylogram przedstawiający przebiegi na czujniku SW-520D (niebieski) i na wyjściu układu (żółty). Widać, że podłączenie czujnika bezpośrednio do mikrokontrolera mogłoby spowodować nieprawidłowe jego działanie, wywołane przez podanie na jego wejście serii impulsów szpilkowych o nieznanym wypełnieniu i czasie trwania. Dodanie dodatkowych elementów zapewnia wygenerowanie jednego impulsu o czasie trwania ok. 110 ms (w układzie modelowym - ok. 130 ms) z szybkim zboczem opadającym i niewiele wolniejszym zboczem narastającym.

Rysunek 3. Schemat montażowy detektora drgań

Spora grupa mikrokontrolerów (zwłaszcza popularnej do dziś rodziny AVR) dobrze wykrywa poziom niski jako aktywny na wejściu, zatem wyjście niniejszego układu jest wyjściem typu "otwarty kolektor" z rezystorem podciągającym do dodatniego bieguna napięcia zasilania.

Elementem realizującym opisany multiwibrator monostabilny jest doskonale znany NE555. Jego wejście jest wyzwalane za pośrednictwem obwodu różniczkującego napięcie na zaciskach czujnika drgań. W ten sposób na wejście timera przenoszona jest jedynie informacja o zmianie ich stanu. Czas trwania impulsu jest ustalony przez wartości elementów R3 i C3. Tranzystor T1 jest wprowadzany w nasycenie, dlatego wartość stanu niskiego na wyjściu układu niemal pokrywa się z potencjałem masy.

Układ zmontowano na jednostronnej płytce drukowanej o wymiarach 34 mm×12 mm, której schemat montażowy pokazano na rysunku 3. Montując elementy na płytce należy pamiętać również o zworce z drutu. Prawidłowo zmontowany układ działa od razu po włączeniu zasilania. Zasilanie napięciem z przedziału 3...12 VDC, pobór prądu (z nieobciążonym wyjściem) zawiera się w przedziale, odpowiednio, 2...10 mA.

Michał Kurzela, EP

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
lipiec 2014
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik czerwiec 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje czerwiec 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna czerwiec 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów