Сенсорні пристрої зарекомендували себе надійно і невибагливо в різних радіоаматорських «штучки». Вони дозволяють зберігати кнопки з механічними контактами і плоскі клавіатури і привносять в пристрій деяку оригінальність. Застосовувати сенсори можна практично в будь-якому електронному пристрої як прилад, комутуючих канали інформації або яку-небудь навантаження. Обмеження для сенсорів тільки одне-воно випливає з фізичного пояснення роботи системи. Сенсори марні в лісах, на природі і далеко від електричних комунікацій, іноді ненадійно працюють в селищах у будинках з земляним підлогою. Адже сенсор уловлює наведене в тілі людини невелике змінну напругу 0,05 … 0,5 В від знаходяться поруч проводів електромереж. Якщо заземлити людини одночасно з дотиком сенсорного контакту навмисно або випадково взятися за струмопровідну водопровідну комунікацію, то ефекту від електричних наводок також не буде, всі вони підуть «в землю». Далі розглянемо два різних схемних рішення, об’єднаних ефектом сенсора.

На рис. 2.2 представлена ​​схема сенсорного тригера з двома сенсорами, іншими словами сенсорне реле. Розглянемо роботу схеми на прикладі блоку 1 (блок 2 аналогічний блоку 1). За допомогою коаксіального кабелю від телевізійної антени конденсатор С1 підключають до невеликої струмопровідної майданчику F1, з максимальними розмірами 60×60 мм. Довжина коаксіального з’єднання може досягати 1 м. Екран кабелю підключають до загального проводу. Конденсатор С1 пропускає мережеві наведення від тіла людини з частотою 50 Гц.

Рис. 2.2

Діоди VD1, VD2 випрямляють змінну напругу наведень і через обмежуючий резистор R1 воно надходить на вхід першого інвертора. Польові транзистори на вході логічного елемента мають високою чутливістю і крім інверсії сигналу ще й підсилюють його. Резистор R2 необхідний для нейтралізації помилкових спрацьовувань від перешкод через коливання вхідних струмів елемента D1.1. На виході елемента імпульсний сигнал вільно проходить через конденсатор С2 (гальванічну розв’язку) і вже має форму меандру мережевої частоти, який детектується діодами VD3, VD4 і згладжується конденсатором СЗ. Далі фронт імпульсу (при торканні сенсора) посилюється і двічі інвертується логічними елементами D1.2, D1.3. З вив. 8 мікросхеми К561ЛА7 фронт імпульсу проходить через діод розв’язки VD6 і управляє тригером Шмітта на елементі D2.1. Елемент D2.1 знаходиться в стані очікування за рахунок дільника напруги R4R5. Низький логічний рівень, поданий на вхід D2.1 через діод VD7 від блоку 2, переключить елемент (на його виході з’явиться і буде утримуватися стан високого логічного рівня) – транзисторний ключ відкриється, включить реле. Воно своїми контактами комутує малопотужну навантаження. Високий логічний рівень, надійшов на вхід тригера Шмітта через діод VD6 від блоку 1, перекине тригер в інший стійкий стан, транзисторний ключ на VT1 закриється і реле відключить навантаження.

Діод VD5 перешкоджає кидкам зворотної напруги при комутації реле, захищаючи транзистор. Напруга живлення схеми може варіюватися від +5 до +15 В. При максимальних значеннях напруги харчування чутливість сенсорного пристрою зменшується, тому необхідно точніше підібрати значення елементів R1, R2, R3 і конденсаторів С1, С2. Найкращі результети отримані при експлуатації схеми з живильним стабілізованою напругою в інтервалі +5 … +8 В. Виконавче реле також слід підбирати виходячи з живлячої напруги схеми.

Рис. 2.3

На рис. 2.3 представлена ​​дуже чутлива сенсорна схема, що реагує на дотик людини до сенсорної пластині Е1 навіть через рукавички або одяг. У схемі передбачені регулювання чутливості (змінний резистор R4) і затримки спрацьовування (змінний резистор R1). Популярна мікросхема DA1 КР1006ВІ1 включена за стандартною схемою. Після впливу на сенсор через 2 … 10 с (Затримка визначається значеннями елементів времязадающей ланцюга R1R2C1) на вив. 3 з’являється вихідний низький рівень напруги. Транзистор VT1 закривається, але не вимикає реле, так як використовується тиристор VS1 в ключовому режимі. Реле буде знаходитися у включеному стані до тих пір, поки не буде (хоча б короткочасно) порушена ланцюг живлення схеми перемикачем S1. Контакти реле К1 коммутіруют ланцюг малопотужної навантаження. Схему можна використовувати універсально – як сигнальний пристрій або пристрій керування будь малопотужної активним навантаженням. Резистор R4 виключати зі схеми не можна, так як без нього пристрій працює ненадійно. Він задає зсув тиристору і тим самим регулює його поріг спрацьовування. Якщо всі елементи схеми правіше точки А (за схемою) виключити, то вийде надійний сенсорний вузол, де вихід DA1 (вив. 3) буде здатний керувати будь-якими електронними пристроями. Розмах керуючого напруги в цьому випадку складе 2/3 напруги живлення.

На рис. 2.4 показана схема простого сенсора на мікросхемі К1564ТЛ2 з передатною характеристикою тригерів Шмітта. Торкання сенсорів Е1 і Е2 викликає стійкий стан відповідно високого (лог. 1) і низького (лог. 0) логічного рівня на виході елемента D1.1 (вив. 2).

Рис. 2.4

При замиканні струмопровідних предметом (наприклад, пальцем) сенсора подається лог. 0 на один з входів тригера. При одночасному замиканні обох сенсорів система залишається в первісному стані.

Література: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов – Радіоаматорам схеми, Москва 2008