Безконтактний датчик присутності

Пропоную пристрій з розряду "електричних фокусів", в основі якого лежить чутливість польових транзисторів до статичної електрики та мережевим наводкам. За основу взята проста схема шукача прихованої проводки на польовому транзисторі, однак провівши ряд експериментів і трохи переробивши її, вдалося отримати цілком самостійний і надійний автомат, що реагує на зміну електричного поля.

"Блакитна мрія" ледаря - автоматизувати побут у домі до такої міри, щоб усі світлові, нагрівальні, іонізуючі та інші прилади вмикалися автоматично, без впливу звичних і неоригінальних електричних вимикачів. Ітак, ви приходите додому після виснажливого і "недосить" дня, коли не хочеться навіть їсти, а хочеться лише прилягти, не поспішаючи підходите до улюбленого дивану, лягаєте, і, о чудо! Тут же м'яким світлом запалюється бра. Залишається взяти в руки книжку, увімкнути за допомогою ПДУ телевізор або музичний центр.

Щоб втілити в реальність такі думки, потрібно зовсім небагато - зібрати наведене на рис.1 просту схему.

Рис.1. Принципова схема датчика

До контактів виконавчого реле підключається навантаження. Фазний ізольований провід "Ф" діаметром 0,8...1 мм розміщується "улиткою" з 5...6 витків і закріплюється на внутрішній обшивці (стороні) сидіння дивану (рис.2).

Рис.2. Схема установки датчика

На відстані 5...6 см від нього, трохи нижче відносно площини крісла (дивану), ближче до підлоги, розміщується антена WA1 описуваного пристрою, а поруч закріплюється і саме воно в неекранованому корпусі. Коли хтось сідає (опирається, лягає) на диван, під вагою людини він прогинається, і електричне поле навколо проводу "Ф" наближається до датчика-антени і улавлюється ним. У результаті вмикається виконавчий пристрій. При припиненні впливу на диван антена опиняється поза зоною впливу електричного поля, реле відключається, бра гасне.

Антена являє собою відрізок металевої спиці для в'язання або аналогічної провідникової дроту загальною довжиною до 20 см, загнутий "знак питання".

Принцип дії пристрою. Коли в зоні чутливості антени WA1 немає електричних (мережевих) наводок, польовий транзистор VT1 (хороші результати отримуються з КП103Д) відкритий, і шунтує іншу частину схеми, не даючи на базу VT2 достатнього потенціалу для відкриття. Реле К1 обесточене.

При впливі електричного поля на затвор VT1 він закривається, вирівняний діодною цепочкою і відфільтрований С1 позитивний потенціал надходить на базу VT2, відкриває електронний ключ, вмикає реле і навантаження. Резистор R2 слід підібрати для стабільного відкриття ключа. Як показали дослідження, номінал R1 може знаходитися в межах 100 кОм...5 МОм. Діоди VD1...VD3 - обов'язково германієві (типу Д2, Д9). Конденсатор С1 - типу К50-6, ємністю 50...200 мкФ. Резистор R3 обмежує струм бази VT2. Замість КТ312Б можна використовувати КТ315 з будь-яким буквиним індексом. Діод VD4 виключає дребезг контактів реле і згладжує стрибки зворотного струму через К1. Якщо дребезг контактів до кінця усунути не вдається, необхідно підключити паралельно реле електролітичний конденсатор ємністю не більше 50 мкФ в відповідній полярності.

Налагодження пристрою включає в себе підбір відстані між антеною і фазним проводом, і підбір R2 в зазначених межах. При налаштуванні його потрібно замінити на підстроювальний резистор опором 2,2 МОм з послідовно підключеним постійним резистором на 100 кОм.

При виготовленні пристрою слід дотримуватись заходів електробезпеки (при монтажі і підключенні фазного проводу) і заходів захисту від статичної електрики при роботі з польовим транзистором. Проводити його монтаж і налаштування схеми слід, заземливши малопотужний паяльник (не більше 25 Вт) і надівши на руку антистатичний заземлений браслет.

Схема працездатна при напрузі живлення 9...12 В. Реле слід підібрати, виходячи з цих параметрів.

Хороші результати досягаються при використанні цього вузла на польовому транзисторі в якості пристрою пошуку несправностей у високовольтних ланцюгах автомобілів.

Таку схему можна застосувати в якості безконтактного датчика-сигналізатора відкриття дверей (антена прибирається від фазного проводу) або в якості своєрідного пристрою обмеження доступу в яке-небудь приміщення. В цьому випадку в тонку клітинку між замаскованим джерелом мережевих наводок і антеною пристрою вставляють магнітну або металеву картку. В останньому випадку принцип дії електроніки має бути змінений на зворотний (спрацьовування реле при припиненні впливу наводок).

Список радіоелементів