Na osnovu jednostavnog keramičkog piezoelektričnog detektora, može se sastaviti zanimljiv i koristan modul senzora fizičkog udara, koji se može primijeniti na vrata, izloge i prozore za detekciju vibracija i udaraca.
Sam senzor šoka (keramički piezoelektrični detektor) ima "unimorfnu" dijafragmu, koja se sastoji od piezoelektričnog keramičkog diska uparenog sa metalnim diskom. Senzor daje napon proporcionalan ubrzanju udara ili vibracije. Na primjer, pri 40 mV/G dobićemo oko 2 V ako je udar s ubrzanjem od 60 G.
U ovom slučaju, predstavljen je niskonaponski, niskostrujni modul fizičkog senzora udara baziran na standardnom keramičkom piezoelektričnom detektoru, koji uzrokuje da jednokratno kolo (IC1) aktivira silikonski NPN tranzistor. Izlaz otvorenog kolektora ovog tranzistorskog prekidača može se spojiti na vanjski alarmni krug za daljnji rad s primljenim signalom. Budući da je potrošnja struje ovdje vrlo niska (5 do 6 mA), sam krug se može napajati baterijom od 3 V. Kada se detektuje fizički udar, jednokratni udar će uključiti tranzistor na vrijeme koje odredi RC krug koji se sastoji od R3 i C2.
M74HC123 (IC1) je brzi CMOS sa dvostrukim resetovanjem, pojedinačni snimak sa statičkim i prolaznim zaštićenim ulazima. Postoje dva ulaza okidača, padajući i rastući rub. U ovom slučaju se koristi samo dio s pozitivnim rubom okidača (pin 2). Nakon pokretanja, izlaz održava monostabilno stanje tokom vremenskog perioda određenog eksternim otpornikom R3 i kondenzatorom C2.
Prevod web stranica
Hvala na interesovanju za informativni projekat web stranica.
Ako želite zanimljivo i korisnim materijalima izlazio češće, a bilo je i manje oglasa,
Možete podržati naš projekat tako što ćete donirati bilo koji iznos za njegov razvoj.
Konzola 3 je savijena od iste žice i na jednom od njenih krajeva je čvrsto pričvršćen teret 5 težine 10...15 g olova ili lema. Nakon toga, konzola je zalemljena jednim krajem na ploču, a otprilike u sredini - na sedlo stalka 4.
Kako bi se izbjeglo odvajanje gornje ploče od piezoelektričnog elementa, prije lemljenja konzole se lagano savija tako da nakon postavljanja stvara preveliku elastičnu silu pritiska na piezoelektrični element. Dimenzije delova senzora nisu fundamentalne, stoga nisu date na slici 1. Potrebno je lemljenje sa niskim topljivim lemom.
Izlazi senzora su podloga od folije na koju je zalemljen piezoelektrični element i konzolna baza zalemljena u ploču. Ploča je fiksirana na površini,
vibracije koje treba kontrolisati. At mehanička oscilacija na ovoj površini, na terminalima senzora se pojavljuje nekoliko slabih impulsa u trajanju od 3 ... 15 ms.
Da bi se ovi impulsi pojačali i dali im oblik neophodan za dalju obradu, signal sa senzora se dovodi na ulaz pojačivača za oblikovanje (vidi dijagram na slici 2). Operativni wuxi
Litar DA1 radi u režimu maksimalnog pojačanja, a tranzistor VT1 - u režimu prebacivanja. Dioda VD1 povećava mrtvu zonu tranzistora svojim graničnim naponom.
Op-amp, zajedno s diodom i tranzistorom, čine komparator napona, karakteriziran malom potrošnjom energije. Prag za komparator je postavljen trimer otpornikom R2. Ako je amplituda negativnog polutalasa signala senzora manja od napona na otporniku R2, tranzistor VT1 ostaje zatvoren, a izlazni napon je nula.
Mehanička pobuda senzora dovodi do pojave na izlazu oblikovnika nekoliko pravokutnih impulsa u trajanju od 3 ... 15 ms, u amplitudi pogodnoj za njihovo direktno uvođenje u digitalni analizator napravljen na CMOS mikro krugovima. Najjednostavniji takav uređaj koji može izolirati koristan signal od pozadine lažno pozitivnih, je brojač (001 na slici 2), koji se periodično resetuje na ulazu R impulsima elektronskog sata ili specijalnog generatora. Alarm - napon visoki nivo- pojavit će se na izlazu tek kada broj impulsa na ulazu brojača u intervalu između dva susjedna impulsa nuliranja dostigne određeni broj koji je podešen prekidačem SA1 (na slici 2 postavljen je na osam).
Ako ne postavite rješenje za problem eliminacije lažnih signala, tada se signal sa kolektora tranzistora VT1 može primijeniti direktno na ulaz jedinice za generiranje alarma.
Kao što iskustvo pokazuje, senzor praktički ne reagira na akustične signale koji se šire u zraku. Osjetljiv prvenstveno na normalnu komponentu vibracija, on također prilično dobro uočava smetnje koje leže u ravni piezoelektričnog elementa, očito zbog pojave reakcije na mjestima pričvršćenja stalka. Dakle, senzor reagira na vibracije proizvoljne orijentacije. Struja koju troši pojačalo za kondicioniranje u stanju pripravnosti pri naponu napajanja od 9 V ne prelazi -18 μA, pri 5 V - 10 μA.
Vibrometar je uređaj za mjerenje parametara vibracija: ubrzanja vibracije, brzine vibracije, pomaka vibracija i frekvencije vibracija. Jednostavan je za korištenje i ne zahtijeva posebnu obuku.
Postoje dvije grupe vibrometara:
- za mjerenje vibracija rotirajuće opreme;
- za mjerenje vibracija koje djeluju na osobu u svrhu zaštite rada.
Vibrometri za mjerenje vibracija rotirajuće opreme
"DPK-Vibro" u ruci Vibrometar mjeri i ocjenjuje vibracije mašina sa rotirajućim dijelovima. To su motori, pumpe, ventilatori, generatori. Vibracija takvih jedinica se ponavlja sa svakim okretom osovine.
Vibrometri mjere integralnu vrijednost vibracije (jedan broj). Najpopularnija vrijednost je , jer postoje standardi za određivanje stanja jedinice po RMS brzini vibracije. Ovaj broj je proporcionalan snazi sila koje uzrokuju vibriranje jedinice.
Najčešće se mjere vibracije u vibrometrima. Ovaj raspon je naveden u GOST-u i omogućava vam mjerenje iste vrijednosti vibracija na različitim instrumentima.
Vibrometar je vrlo koristan uređaj za procjenu stanja opreme. Maksimalna vrijednost vibracije pri kojoj se stanje jedinice smatra hitnim. Vrijednost se postavlja u pasošu za jedinicu ili u GOST ISO 10816-1-97. "Vibracije. Praćenje stanja mašina na osnovu rezultata merenja vibracija na nerotirajućim delovima". Poređenje trenutne vibracije s normom omogućava vam da procijenite stanje jedinice.
Mjerenje vibracija vibrometrom je vrlo brzo i nije potrebno pripremni rad. Moguće je izmjeriti 100 jedinica po smjeni uz izdavanje izvještaja o stanju opreme u preduzeću.
Vrijednosti vibracija izmjerene nakon nekog vremena (na primjer, nakon 1 mjeseca) omogućavaju predviđanje razvoja vibracija i planiranje vremena sljedećih popravaka. Ovo omogućava značajnu uštedu novca u poređenju sa planiranim popravkama. Takav sistem planiranja popravki koristi se u našem programu Aurora-2000.
Vrijednost vibracije izmjerena vibrometrom se također može koristiti za dijagnosticiranje kvarova jedinice. Na primjer, prema RMS brzini vibracije, neusklađenost i neuravnoteženost se savršeno dijagnosticiraju. Stanje pričvršćenosti za temelj je također lakše procijeniti vibrometrom. Moguće je čak i balansirati jedinicu vibrometrom bez upotrebe faznog markera (metoda od tri starta sa probnim masama).
U isto vrijeme, mjerači vibracija su mnogo jeftiniji od analizatora vibracija i jednostavniji su za korištenje. Međutim, studirati teški slučajevi kvarova, potreban je analizator vibracija i iskustvo u dijagnostici vibracija.
Vibrirajuća olovka ViPen 
RMS brzina vibracije na ekranu Moderni vibrometri dodatno imaju modove za mjerenje spektra i signala, memoriju za pohranjivanje mjerenja i prenošenje istih na kompjuter, način mjerenja duž rute, senzore za temperaturu, okretaje i udarne impulse iz kotrljajućih ležajeva.
Analizatori vibracija uvijek imaju način rada mjerača vibracija. Radi se programski i ne povećava troškove izrade uređaja.
Interni i eksterni senzor Vibrometri imaju unutrašnji senzor vibracija ugrađen u tijelo uređaja ili vanjski senzor koji je sa uređajem povezan žicom. Interni senzor je kompaktnost uređaja, a eksterni senzor omogućava mjerenje vibracija na teško dostupnim mjestima.
Proizvodimo vibrometre:
Vibrometri za mjerenje vibracija koje utiču na osobu
Mjerenje takvih vibracija se koristi u oblasti zaštite rada. Instrumenti se razlikuju od instrumenata za mjerenje vibracija rotirajuće opreme. Zovu se vibrometri nivoa zvuka.
Uređaj mjeri snagu vibracije za određeni vremenski period, na primjer, za radnu smjenu, pokazuje snagu vibracije u frekvencijskim opsezima. Vibracije različitih frekvencija imaju različit učinak na osobu, pa se koriste normalizujući koeficijenti za privatne opsege. Osim toga, mjerači nivoa zvuka mogu mjeriti akustičnu buku na radnom mjestu.
Granične vrijednosti vibracija standardizira SanPiNami. biblioteka ovih normativni dokumenti možete pronaći na web stranici NTM-Protection:
Nemate dovoljno informacija?
Odgovorit ću vam i dopuniti članak korisnim informacijama.
Ovaj članak opisuje uređaj seizmičkog senzora-detektora, koji je osjetljiva elektronska jedinica sposobna da detektuje čak i vrlo slab nivo vibracija u zemljinoj kori.
Dizajn korištenog seizmičkog detektora piezoelektrični senzor vibracija koji je veoma osetljiv na vibracije i udarce. Ova šema se može koristiti za otkrivanje podrhtavanja različitih objekata, vibracija koje se javljaju u zemljinoj kori ili kao sastavni dio sigurnosnog sistema.
Opis rada seizmičkog detektora na piezoelektričnom elementu
Kao što je već spomenuto, glavni element koji je osjetljiv na vibracije je obična zujalica (piezoelektrični element). Često se koristi u uređajima dizajniranim za otkrivanje vibracija i udaraca, na primjer, u protuprovalnim alarmima za bicikle. Prednost sheme nije samo niska cijena, ali i jednostavan za montažu senzora, često jednostavnim lijepljenjem na površinu koja se nadgleda.
Mikrokrug DA1 je operativno pojačalo tipa LM741, dizajnirano da pojača slabe signale iz piezoelektričnog elementa. Pojačani signal sa izlaza operativnog pojačala kroz otpornik R6 dovodi se do baze tranzistora VT1. Kao rezultat toga, tranzistor se otvara i javlja se nizak nivo signala na ulazu 2 tajmera NE555 (manje od 1/3 napona napajanja).
Klasični standby multivibrator je izgrađen na tajmeru NE555, koji se pokreće niskim signalom na pinu 2. Kao rezultat pokretanja multivibratora, na njegovom izlazu (pin 3) se pojavljuje signal koji uključuje zujalicu (sa ugrađenim- u generatoru) i LED se pali.
Trajanje signala je određeno elementima RC kola (R8 i C2). Sa prikazanim vrijednostima na dijagramu, ovaj period je otprilike 3 minute. Nakon ovog vremena, uređaj se vraća u početno stanje.
Arduino senzori vibracija (ponekad se nazivaju i alarmni senzori) primjenjivi su za otkrivanje vanjskih vibracijskih utjecaja i naširoko se koriste u zaštiti od krađe automobilski sistemi, razni protuprovalni alarmi, omogućavaju vam da detektujete vibracije kada potres počne. U ovom članku ćemo pogledati strukturu senzora i dijagram povezivanja na Arduino ploče.
Glavni element senzora je metalna opruga fleksibilne strukture koja se nalazi u unutrašnjem dijelu plastične cijevi. U prisustvu bilo kakvih utjecaja na njega, počinje oscilirati. Pojačavanje signala nastaje zbog njegovog dovoda prvo na operaciono pojačalo, a zatim na izlaz analognog tipa. Važan element senzora vibracija je potenciometar koji regulira osjetljivost uređaja i omogućava vam da postavite potreban prag odziva.
Senzor vibracija ima tri izlaza:
- Zemlja;
- Prehrana;
- Analogni signalni izlaz A0.
Potenciometar koji se nalazi na ploči omogućava vam da podesite njegovu osjetljivost. On je varijabilni otpornik sa podesivim tipom otpora. Senzorska ploča također ima LED diode koje ukazuju na prisutnost napajanja. Osim toga, neke verzije su opremljene digitalnim izlazom D0, koji daje logičku nulu kada se dostigne granična vrijednost nivoa vibracije.
U mirovanju, modul je u otvorenom stanju i struja ne teče kroz njega. U prisustvu vanjskih vibracijskih efekata zbog njihanja opruge dolazi do kratkotrajnog zatvaranja kontakata. Kao rezultat, senzor se aktivira, a na izlazu se pojavljuje logička 0.
Senzor se aktivira bez obzira na njegovu prostornu lokaciju.
Tehnički parametri senzora vibracija za Arduino (mogu se razlikovati ovisno o modelu uređaja):
- Napon napajanja od 3 do 5 V;
- Potrošnja struje 4-5mA;
- Sa ili bez digitalnog izlaza;
- Sa ili bez podešavanja osjetljivosti.
Senzori se mogu razlikovati po težini i dimenzijama, ali uvijek sadrže montažnu rupu za pričvršćivanje na ploču.
Prijave
Najrelevantnija primena senzora vibracija može se implementirati u oblasti sigurnosnih alarma za različite namene. Zbog visokog nivoa osjetljivosti, takvi uređaji mogu reagirati na vibracije širokog raspona intenziteta, hvatajući vibracije u svim ravnima. Hvala za lak način priključke, senzori vibracija se koriste za realizaciju širokog spektra projekata:
- Sigurnosni sustavi;
- Alarmi;
- Elektroničke brave;
- detektori pokreta;
- Sistemi protiv krađe;
- Seizmičke stanice;
- Dječje igračke;
- Aparati;
- Sportska oprema.
Primjer implementacije
Dijagram ožičenja senzora vibracija na arduino
Opcija za korištenje senzora vibracija može biti sigurnosni alarm, u kojem se pri udaru u površinu s uređajem pričvršćenim na nju javlja okidač (u ovom primjeru će se upaliti LED spojen na pin 13). Za projekat treba pripremiti sljedeće detalje:
- Arduino Uno ploča;
- senzori vibracija 801S ili Logo senzori v1.5;
- matična ploča;
- spojne žice.
Montaža kola je napravljena prema slici. Digitalni izlaz DO je spojen na digitalni pin 2. U prisustvu vibracija, vrijednost signala se višestruko povećava i kada se dostigne vrijednost praga, koja je postavljena potenciometrom, logička jedinica se primjenjuje na DO izlaz. Ovu situaciju rješavamo čitanjem vrijednosti pomoću funkcije digitalRead, nakon čega primjenjujemo 5V na port 13 koristeći funkciju i LED dioda ugrađena u ploču svijetli.
