ДАТЧИК КОЛЕБАНИЙ НА ОСНОВЕ МИКРОАМПЕРМЕТРА ДЛЯ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Электор 2008 №12
Магнитоэлектрические приборы с подвижной катушкой использовались в те времена, когда цифровые вольтметры ещё не были изобретены. Тогда все измерения были представлены стрелкой, раскачивающейся перед проградуированной шкалой. Эти приборы состояли из катушки, к которой крепилась стрелка, и вся конструкция поворачивалась на опорах в поле постоянного магнита. Измеряемый ток проходил через катушку и в результате вся конструкция поворачивалась в магнитном поле.
Недавно один из сотрудник редакции журнала "Электор" получил письмо со схемным решением от одного из наших читателей. Мистер Бернд Гевешаусен предложил на удивление простую и необычную схему сигнализации для защиты своего мотоцикла от воров. Он предложил опубликовать эту схему и прислал фото работающего прототипа.
Лаборатория журнала "Электор" проявила определённый интерес к предложенной схеме и нам удалось раздобыть несколько стрелочных миллиамперметров, что бы проверить предложенный принцип. Идея мистера Гевешаусена состояла в том, что стрелочный миллиамперметр может работать реверсивно. Многие электрические датчики имеют свойства, позволяющие использовать их в реверсивном режиме. В этом случае если заставить катушку физически перемещаться в магнитном поле, то можно будет измерить небольшие токи, возникающие вследствие этого перемещения.
Мистер Гевешаусен объяснил свою идею: надо установить миллиамперметр верх ногами, что бы стрелка свободно болталась, и прикрепить к её кончику небольшой груз. Теперь напряжение на выходе будет пропорционально ускорению по оси маятника, которому подвергается прибор. Другими словами, вы трясёте прибор, а он генерирует напряжение. Это похоже на акселерометр.
Тесты, проведённые в лаборатории журнала, показали, что датчик чувствителен к любому толчку. Что бы усилить сигнал от датчика потребуется совсем немного электроники. Фото прототипа, присланное мистер Гевешаусеном, приведено вверху слева. Так же приводится принципиальная схема устройства:
В качестве дополнительного груза, установленного на конце стрелки, используется кусок изоляции от провода. Два миллиамперметра, установленные рядом друг с другом под углом 90° между ними, фиксируют колебания велосипеда по двум осям. Миллиамперметры соединены последовательно; нужно только усилить сигнал, поступающий с них. Для этого потребуется стандартный 741 операционный усилитель и несколько радиоэлементов.
Переменный резистор номиналом 4,7 кОм регулирует чувствительность датчика. Когда напряжение с выхода 741 ОУ станет достаточно высоким, то транзистор Т1 откроется, напряжение на выходе уменьшится и зажжётся светодиод, сообщающий об обнаружении колебаний. Диод на базе транзистора Т1 защищает транзистор от отрицательного напряжения, возникающего при переходных процессах. Диод, включённый последовательно с источником питания защищает схему от неправильного подключения источника питания. Пьезосирену с питанием 12 В можно подключить между точкой ОС и плюсом источника питания. Схема может отдавать в нагрузку ток 100 мА. Тип миллиамперметра, используемого в схеме, не критичен, нужно только убедиться, что внутри миллиамперметра нет резистора, последовательного соединённого с катушкой, а если такой резистор установлен, то его следует удалить. Прекрасно будут работать старые приборы для измерения уровня сигнала как те, что изображены на фото вверху слева.
Схема потребляет ток около 2 мА и однажды установленная на велосипед будет продолжать работать примерно месяц без подзарядки батареи. Операционный усилитель 741 может быть заменён на TL061 для понижения потребляемого тока, в этом случае схема сможет работать в течении шести месяцев без подзарядки батареи.