Недорогий датчик удару на основі п’єзоелектричного перетворювача

Хоча п'єзоелектричні елементи і раніше використовувалися в якості датчиків ударів і вібрацій, пропонована схема, що представляє собою дешеву альтернативу твердотілим датчикам удару загального застосування, відрізняється особливою дешевизною. У схемі використовується стандартний п'єзоелемент (PZT), що сприймає що відбуваються в безпосередній близькості вібрації і удари (Малюнок 1).

Малюнок 1. При впливі механічного удару п'єзоелектричний датчик (PZT) виробляє сигнал, що перемикає моностабільний мультивибратор (IC1), який, в свою чергу, керує світлодіодами двоканального Оптоізолятори (IC2).

У початковому стані на виході таймера LM555 (IC1), включеного за схемою чекає мультивібратора, зберігається низький рівень напруги. У базу транзистора T1 включений п'єзоелемент PZT, на якому при ударі виникає імпульс напруги. Посилений транзистором, цей імпульс надходить на вхід IC1 (висновок 2) і перемикає вихід мікросхеми в протилежний стан. Напруга на виході IC1 (висновок 3) на короткий час, яке визначається номіналами времязадающих компонентів R4 і C3, стає високим. Вихід таймера підключений до висновків 2 і 3 двоканального транзисторного оптрона IC2 (TLP621-2).

При низькому рівні напруги на виході IC1 перший світлодіод Оптоізолятори IC2 (висновки 1 і 2) почне працювати, а, відповідно, відкриває фототранзистор першого каналу (висновки 7 і 8). При високому рівні напруги на виході мультивібратора перший світлодіод гасне, а другий (висновки 3 і 4) запалюється, відкриваючи другий фототранзистор. Таким чином, вийшло пристрій з нормально відкритим і нормально закритим виходами, які можна підключити до зовнішньої схемою. При використанні оптрона іншого типу, можливо, вам доведеться змінити значення опорів R5 і R6.

Зібравши схему на макетної платі, підберіть для неї відповідний пластиковий корпус. Потім підключіть пьезодатчик до схеми, використовуючи короткий відрізок коаксіального кабелю. Наклейте круглу гумову шайбу з лицьового боку керамічної підкладки пьезодатчика і за допомогою нанесеного на шайбу клею закріпіть датчик на поверхні, що захищається.