Вибрационный датчик приближения

Вибрационный датчик приближения представляет собой удивительное инфракрасное детекторное устройство, которое сканирует ограниченную область перед ним. Когда он обнаруживает близость объекта в пределах своего поля зрения, будет вибрировать.Эта новаторская идея невероятно полезна для тех, кто слепые, глухие и / или имеют плохое зрение. Цель здесь состоит в том, чтобы создать очень маленькую схему с батарейным питанием, которую вы можете втиснуть в миниатюрный корпус прототипа. Для удобства схема работает на одной литий-ионной (литиево-ионной) батарее емкостью 3,7 В для удобства. Ниже приведена полная схема (и некоторые дополнительные лакомые кусочки), с которыми вы можете играть.

Ключевым компонентом схемы является недорогой отражающий датчик TCRT5000 (IRS1) от Vishay ( www.vishay.com ), который включает инфракрасный излучатель и фототранзистор в свинцовой упаковке, которая блокирует видимый свет. Здесь резистор 33 Ом (R1) ограничивает рабочий ток инфракрасного излучателя. Остальные компоненты подключаются для привода двигателя вибрационного двигателя / пейджера (VBM1), когда отражающий датчик находится в активном состоянии. Вибрационный двигатель (двигатель с микро-постоянным током с небольшой эксцентриковой нагрузкой на его валу) создает навязчивое колебательное движение при повороте нагрузки / веса на валу. Эмиттер (E) фототранзистора в отражающем датчике соединен с базой транзистора NPN S8050 (T1); его коллектор (C) подключается непосредственно к положительному рельсу. В случае обнаружения объекта (активного состояния) транзистор S8550 (T2) PNP управляется T1, и на этот раз вибромотор приводится в действие через T2. Задержка выключения в течение нескольких секунд вводится конденсатором 100 мкФ (C1). Регулярный диод 1N4007 (D2), антипараллельный с вибромотором, обеспечивает эффективную защиту цепи, поскольку он обеспечивает путь для диссипации накопленной энергии (без протекания назад) при открытии T2; т.е. двигатель застопорился. Другой (дополнительный) диод 1N4007 (D1) последовательно с батареей обеспечивает простейшую защиту от случайной полярности обратной полярности. Тем не менее, он вводит характерное падение напряжения в диапазоне от 0,6 до 0,7 В.Примечательно, что выбор компонентов вовсе не критичен. Для отражающего датчика вы можете использовать практически любой доступный тип, в то время как для T1 и T2 подходят все стандартные транзисторы с минимальным сигналом NPN и PNP. Кстати, небольшая батарея, подходящая для очень маленького корпуса, постепенно начнет не достаточно эффективно производить выход через несколько дней и быстро падать в течение недели. Одно жизнеспособное решение - использовать тонкую (но здоровую) батарею с богатой силой тока. Моя схема работает именно так и работает на одном литий-ионном аккумуляторе емкостью 3,7 В / 1,560 мАч (5,8 Вт) для удобства. Батарея может даже заряжаться комфортно с помощью готового модуля «Li-ion battery charger». В моем прототипе дешевый «модуль зарядного устройства для аккумулятора Li-ion TP4056» (купленный у eBay) надежно склеивался на плоской стороне литий-ионной батареи, как показано на следующем рисунке.

Аналогично, TP4056 представляет собой легкодоступную чип SOP-8; следовательно, вы можете построить свою собственную схему зарядки аккумулятора Li-ion на небольшой прототипирующей панели SMD, если у вас есть большой интерес и достаточная ловкость.TP4056 - это линейное зарядное устройство постоянного тока / постоянного напряжения для одноячеечных (1S) литий-ионных батарей. Здесь также приведена проверочная схема этой схемы для любопытных любителей / производителей.

Я намерен доказать, что микроконтроллер не всегда необходим для создания электронных схем, которые будут выполнять простые задачи или решать проблемы. Иногда аналоговые конструкции могут быть очень простыми, например, два транзистора, объединяющих в себе «опрятный» датчик близости. Взгляните на мой «макетированный» прототип и помните, что я здесь, чтобы помочь вам начать что-то другое!

• В случае повторного ложного срабатывания снимите значение R2 (<100K), чтобы уменьшить чувствительность обнаружения 
• Наблюдаемый диапазон обнаружения (закрытый в дневное время) моего прототипа составляет около 10 дюймов 
• Приблизительное потребление тока прототипом: 55 мА (режим ожидания) / 100 мА (активный)