Ako vytvoriť obvod merača vibrácií na zisťovanie sily vibrácií

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Článok pojednáva o niekoľkých jednoduchých obvodoch merača detektorov vibrácií využívajúcich tranzistory a tiež o IC na získanie postupnosti LED stĺpcového grafu pre indikáciu úrovne. Stĺpcový graf LED sa dal kalibrovať a použiť na meranie sily vibrácií.

jednoduchý obvod detektora vibrácií

Úvod

Či už je to škrtenie nákladného vozidla po diaľnici, alebo lietadlo burácajúce po oblohe, alebo či už je to klepanie na dvere alebo vrčanie mačky alebo jednoducho vaše srdce, obvod detektora úrovne vibrácií, ktorý je tu vysvetlený, ich všetky vycíti a premení sa na nádherné sekvenčné indikácie LED svetelného stĺpcového grafu.



Počet LED diód rozsvietených v stĺpcovom grafe v ktoromkoľvek konkrétnom okamihu označuje veľkosť vibračnej sily v danom okamihu.

Čo je vibrácia

Vibrácie nie sú nič iné ako ruchanie vzduchu v dôsledku príslušnej sily generovanej externým médiom. Napríklad keď hovoríme, naše vokálne akordy vibrujú a vytvárajú zodpovedajúce vzorce rušenia v okolitom vzduchu.



Keď tieto vibrácie vzduchu vstupujú do nášho ucha, náš bubienok tiež vibruje na rovnakej frekvencii, vďaka čomu je počuteľný pre naše príslušné zmyslové orgány.

Silnejšie vibrácie silnejšie pôsobia na naše zmysly, a preto ich v porovnaní s inými úrovňami zvuku počujeme hlasnejšie.

Výška vibrácií sa tiež stáva hlavným faktorom pri určovaní ich povahy a sily. Výška a frekvencia sú pravdepodobne dva faktory, ktoré odlišujú konkrétnu vibračnú informáciu ich technickými špecifikáciami.

Napríklad pískanie môže byť prenikavé a môže dosahovať väčšie vzdialenosti, ale reptanie z mixážnej brúsky, aj keď je oveľa silnejšie, nedosiahne na väčšie vzdialenosti.

Aj keď je naše ucho vybavené veľmi pôsobivými detekčnými schopnosťami, tieto orgány vám nemôžu povedať presnú veľkosť konkrétnej vibračnej sily.

Iba pomocou tranzistorov

detektor vibrácií pomocou tranzistora a relé

Vyššie uvedený diagram funguje veľmi efektívne ako jednoduchý tranzistorový snímač vibrácií. Bude snímať aj ten najmenší zvuk z okolia alebo povrchu, nad ktorým je nainštalovaný.

C2 umožňuje perióde oneskorenia relé tak, aby relé pri každej detekcii zostalo spustené ON. Hodnota C2 by mohla byť vylepšená pre získanie požadovaného oneskorenia OFF pri prevádzke relé.

Relé je možné pripevniť k výstražnému systému, ak je obvod určený na použitie ako výstraha ovládaná vibráciami alebo výstraha dverí atď.

Zoznam položiek

  • R1 = 4k7
  • R2 = 33k
  • R3 = 2M2
  • R4 = 22 tis
  • R5 = 470 OHMS
  • R6 = 4k7
  • C1 = 0,1 uF
  • C2 = 4,7uF / 25V
  • T1, T2 = BC547
  • T3 = BC557
  • D1 = 1N4007
  • Relé = napätie cievky podľa napájacieho napätia a menovitý kontakt podľa špecifikácií záťaže
  • Mic = elektretový kondenzátor MIC.

Obvod detektora vibrácií pracujúci s LM3915

S použitím IC LM3915 na detekciu sily konkrétnej vibrácie, ktorá môže byť emitovaná z nejakého relevantného zdroja, je možné vytvoriť ďalší skvelý dizajn.

Okruh je v podstate zábavný projekt, ktorý môže postaviť školák a ktorý bude vystavený na výstave veľtrhu prírodovedných predmetov.

Schéma zapojenia nižšie ukazuje pomerne jednoduchú konfiguráciu pomocou univerzálny IC LM3915 od spoločnosti TEXAS INSTRUMENTS, ktorá sama vykonáva funkciu snímania a zobrazovania úrovní vibrácií.

Pin č. 5 IC je vstup, ktorý detekuje zmeny indukovaného zvuku prostredníctvom prvku elektretového mikrofónu.

Namiesto mikrofónu je možné vyskúšať aj piezoelektrický menič. Piezoelektrický menič je jednoduché zariadenie používané v piezo bzučiaky na vydávanie ostrého zvuku pri pripojení k obvodu frekvenčného generátora.

Tu sa však používa na opačnú odozvu, to znamená na detekciu frekvencie a nie na jej vyžarovanie.

Hluk zvukových vibrácií pôsobiacich na MIC generuje vo vnútri prístroja malé elektrické impulzy, respektíve zariadenie prevádza všetky vibrácie narážajúce na jeho povrch na malé elektrické signály meniace sa v amplitúde, ktorá zodpovedá sile nárazových vibrácií.

Tieto malé elektrické impulzy z MIC sú účinne zosilnené a spracované vo vnútri IC LM3915 a na výstupoch IC je generovaný príslušný radiaci LED displej.

LED diódy pripojené na výstupoch svietia v náhodne prebiehajúcich obrazcoch od počiatočného bodu do koncového bodu poľa, pričom zobrazujú príslušné informácie o zachytených vibračných signáloch.

Tento detektor vibrácií alebo obvod merača je možné ďalej upraviť pre závažnejšie aplikácie zahrnutím výstražného stupňa alebo stupňa budiča relé pre ich spustenie v prípade, že je zistená nebezpečná úroveň vibračnej sily.

Aplikácia môže byť špecifikovaná používateľom, a preto môže byť súčasný obvod konfigurovaný alebo optimalizovaný mnohými rôznymi spôsobmi.

Integrovaný obvod potrebuje zanedbateľný prúd, a preto by batéria 9 V PP3 poskytovala dostatočnú životnosť na udržanie obvodu takmer navždy, čo tiež robí jednotku veľmi prenosnou a môže byť inštalovaná v ľubovoľnej štrbine alebo na ľubovoľnom mieste.

Aj keď bol vyššie navrhnutý obvod merača vibrácií / detektora prevzatý z pôvodného údajového listu, má veľa nedostatkov a neprinesie uspokojivé výsledky, kým nebudú urobené niektoré vážne režimy.

Nedávno, keď som to sám testoval, som si uvedomil, aké nevýhody má. Testovaný a upravený diagram je uvedený nižšie:

jednoduchý efektívny merač vibrácií s 10 LED diódami

Videoklip ukazujúci fungovanie vibračného merača

https://youtu.be/u1_wfHTRzLA

Zoznam položiek

  • R1 = 5k6
  • R2, R9 = 1K
  • R3 = 3M3
  • R4 = 33 tis
  • R5 = 330 OHMS
  • R6 = 2K2
  • R7 = 10K
  • R8 = 10K prednastavené
  • C1 = 0,1 uF
  • C2 = 100uF / 25V
  • C3, C4 = 1 uF / 25 V
  • T1, T2 = BC547
  • T3 = BC557
  • LED = červená 5 mm typ 20 mA
  • Mic = elektretový kondenzátor MIC.



Dvojica: Jednoduchý obvod merača LED VU Ďalej: Ako si vyrobiť lacný LED štítok s podsvieteným zadným svetlom