บทความนี้กล่าวถึงวงจรเครื่องวัดการสั่นสะเทือนแบบง่ายๆสองสามตัวโดยใช้ทรานซิสเตอร์และยังมี IC สำหรับรับลำดับ LED กราฟแท่งสำหรับตัวบ่งชี้ระดับ LED กราฟแท่งสามารถปรับเทียบและใช้สำหรับวัดความแรงของการสั่นสะเทือน
บทนำ
ไม่ว่าจะเป็นการควบคุมรถบรรทุกบนทางหลวงหรือเครื่องบินคำรามบนท้องฟ้าหรือเสียงเคาะประตูหรือเสียงแมวร้องหรือเพียงแค่เสียงหัวใจของคุณวงจรตรวจจับระดับการสั่นสะเทือนที่อธิบายไว้ในที่นี้จะรับรู้ได้ทั้งหมดและเปลี่ยนเป็นความสวยงาม การจัดลำดับตัวบ่งชี้กราฟแท่งไฟ LED
จำนวนไฟ LED ที่สว่างในกราฟแท่งในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งจะบ่งบอกขนาดของแรงสั่นสะเทือนในช่วงเวลานั้น ๆ
การสั่นสะเทือนคืออะไร
การสั่นสะเทือนไม่ใช่อะไรนอกจากการสั่นสะเทือนของอากาศเนื่องจากแรงที่สอดคล้องกันที่เกิดจากสื่อภายนอก ตัวอย่างเช่นเมื่อเราพูดคอร์ดเสียงของเราจะสั่นและสร้างรูปแบบการรบกวนที่สอดคล้องกันในอากาศโดยรอบ
เมื่อการสั่นสะเทือนของอากาศเข้าสู่หูของเราแก้วหูของเราจะสั่นด้วยความถี่เดียวกันทำให้ได้ยินไปยังอวัยวะรับสัมผัสของเรา
การสั่นสะเทือนที่แรงขึ้นจะส่งผลกระทบต่อประสาทสัมผัสของเรามากขึ้นดังนั้นเราจึงได้ยินเสียงดังกว่าเมื่อเทียบกับระดับเสียงอื่น ๆ
ระดับเสียงของการสั่นสะเทือนยังกลายเป็นปัจจัยหลักในการกำหนดลักษณะและความแข็งแรง สนามและความถี่อาจเป็นปัจจัยสองประการที่ทำให้ข้อมูลสั่นสะเทือนเฉพาะแตกต่างกันมากขึ้นด้วยข้อกำหนดทางเทคนิค
ตัวอย่างเช่นเสียงหวีดหวิวอาจโหยหวนและอาจไปได้ไกลกว่า แต่เสียงบ่นจากเครื่องบดมิกเซอร์แม้จะแรงกว่ามากก็ไม่สามารถเข้าถึงได้ในระยะทางไกล
แม้ว่าหูของเราจะมีความสามารถในการตรวจจับที่น่าประทับใจ แต่อวัยวะเหล่านี้ก็ไม่สามารถบอกขนาดที่แน่นอนของแรงสั่นสะเทือนได้
ใช้ทรานซิสเตอร์เท่านั้น
แผนภาพที่แสดงด้านบนทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากในฐานะเซ็นเซอร์สั่นสะเทือนแบบทรานซิสเตอร์แบบธรรมดา มันจะรู้สึกได้แม้เสียงเพียงเล็กน้อยจากรอบข้างหรือพื้นผิวที่ติดตั้ง
C2 อนุญาตให้มีช่วงเวลาหน่วงเวลาสำหรับรีเลย์เพื่อให้รีเลย์ยังคงเปิดใช้งานเป็นช่วงเวลาหนึ่งในการตรวจจับแต่ละครั้ง ค่าของ C2 สามารถปรับแต่งเพื่อให้ได้ปิดการหน่วงเวลาที่ต้องการในการทำงานของรีเลย์
รีเลย์สามารถติดตั้งกับระบบเตือนภัยได้หากต้องการใช้วงจรเช่นสัญญาณเตือนการสั่นสะเทือนหรือสัญญาณเตือนประตูเป็นต้น
ส่วนรายการ
- R1 = 4k7
- R2 = 33k
- R3 = 2M2
- R4 = 22K
- R5 = 470 โอห์ม
- R6 = 4k7
- C1 = 0.1uF
- C2 = 4.7uF / 25V
- T1, T2 = BC547
- T3 = BC557
- D1 = 1N4007
- รีเลย์ = แรงดันขดลวดตามแรงดันไฟฟ้าและพิกัดการติดต่อตามข้อกำหนดการโหลด
- ไมค์ = อิเล็กเตรตคอนเดนเซอร์ MIC.
วงจรตรวจจับการสั่นสะเทือนทำงานร่วมกับ LM3915
การออกแบบที่ยอดเยี่ยมอีกอย่างสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้ IC LM3915 สำหรับตรวจจับความแรงของการสั่นสะเทือนเฉพาะที่อาจปล่อยออกมาจากแหล่งที่เกี่ยวข้อง
โดยพื้นฐานแล้ววงจรนี้เป็นโครงการที่สนุกสนานซึ่งอาจสร้างโดยเด็กนักเรียนและจัดแสดงในนิทรรศการงานวิทยาศาสตร์ของโรงเรียน
แผนภาพวงจรด้านล่างแสดงการกำหนดค่าที่ค่อนข้างง่ายโดยใช้ IC อเนกประสงค์ LM3915 จาก TEXAS INSTRUMENTS ซึ่งทำหน้าที่เพียงอย่างเดียวในการตรวจจับเช่นเดียวกับการแสดงระดับการสั่นสะเทือน
Pin # 5 ของ IC คืออินพุตที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของเสียงที่เกิดขึ้นผ่านองค์ประกอบไมโครโฟนแบบอิเลคเตรต
นอกจากนี้ยังสามารถลองใช้ตัวแปลงสัญญาณเพียโซแทนไมค์ได้ องค์ประกอบตัวแปลงสัญญาณ piezo เป็นอุปกรณ์ง่ายๆที่ใช้ใน เสียงกริ่ง Piezo สำหรับการเปล่งเสียงที่คมชัดเมื่อเชื่อมต่อกับวงจรกำเนิดความถี่
อย่างไรก็ตามมันถูกใช้สำหรับการตอบสนองที่ตรงกันข้ามที่นี่นั่นคือสำหรับการตรวจจับความถี่แทนที่จะเปล่งออกมา
เสียงสั่นสะเทือนที่กระทบ MIC ทำให้เกิดพัลส์ไฟฟ้าเล็ก ๆ ภายในอุปกรณ์หรือค่อนข้างที่อุปกรณ์จะแปลงการสั่นสะเทือนทั้งหมดที่กระทบพื้นผิวเป็นสัญญาณไฟฟ้าขนาดเล็กที่มีความกว้างแตกต่างกันซึ่งสอดคล้องกับความแรงของการสั่นที่โดดเด่น
พัลส์ไฟฟ้าขนาดเล็กเหล่านี้จาก MIC ได้รับการขยายและประมวลผลอย่างมีประสิทธิภาพภายใน IC LM3915 และจอแสดงผล LED แบบเรียงลำดับที่เกี่ยวข้องจะถูกสร้างขึ้นบนเอาต์พุตของ IC
ไฟ LED ที่เชื่อมต่อที่เอาต์พุตจะส่องสว่างในรูปแบบการทำงานแบบสุ่มจากจุดเริ่มต้นไปยังจุดสิ้นสุดของอาร์เรย์ซึ่งจะแสดงข้อมูลที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับสัญญาณการสั่นสะเทือนที่จับได้
เครื่องตรวจจับการสั่นสะเทือนหรือวงจรมิเตอร์นี้สามารถปรับเปลี่ยนเพิ่มเติมสำหรับการใช้งานที่รุนแรงมากขึ้นโดยรวมระยะการเตือนภัยหรือขั้นตอนของตัวขับรีเลย์เพื่อเรียกใช้ในกรณีที่ตรวจพบระดับแรงสั่นที่คุกคาม
แอปพลิเคชันอาจเป็นผู้ใช้ที่ระบุดังนั้นวงจรปัจจุบันอาจได้รับการกำหนดค่าหรือปรับให้เหมาะสมด้วยวิธีต่างๆมากมาย
IC ต้องการกระแสเล็กน้อยดังนั้นแบตเตอรี่ 9V PP3 จะให้อายุการใช้งานที่เพียงพอที่จะรักษาวงจรได้เกือบตลอดไปและยังทำให้อุปกรณ์พกพาได้สะดวกและสามารถติดตั้งที่รอยแยกหรือตำแหน่งที่ต้องการได้
แม้ว่าวงจรเครื่องวัดการสั่นสะเทือน / เครื่องตรวจจับที่เสนอข้างต้นจะนำมาจากแผ่นข้อมูลต้นฉบับ แต่ก็มีข้อบกพร่องมากมายและจะไม่ให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจจนกว่าจะมีการดัดแปลงที่ร้ายแรงบางอย่าง
เมื่อเร็ว ๆ นี้เมื่อฉันทดสอบตัวเองก็ตระหนักถึงข้อเสียที่มีอยู่ แผนภาพทดสอบและแก้ไขสามารถดูได้ด้านล่าง:
คลิปวิดีโอสาธิตการทำงานของเครื่องวัดความสั่นสะเทือน
https://youtu.be/u1_wfHTRzLAส่วนรายการ
- R1 = 5k6
- R2, R9 = 1K
- R3 = 3M3
- R4 = 33K
- R5 = 330 โอห์ม
- R6 = 2K2
- R7 = 10K
- R8 = 10K ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า
- C1 = 0.1uF
- C2 = 100uF / 25V
- C3, C4 = 1uF / 25V
- T1, T2 = BC547
- T3 = BC557
- ไฟ LED = RED 5 มม. ประเภท 20mA
- ไมค์ = อิเล็กเตรตคอนเดนเซอร์ MIC.
คู่ของ: วงจรมิเตอร์ VU LED แบบธรรมดา ถัดไป: วิธีสร้างป้ายชื่อ LED ราคาถูกพร้อมไฟส่องด้านหลัง