Переключатель (см. рисунок) формирует управляющие сигналы для исполнительных механизмов при приближении металлического предмета к датчику - чувствительной катушке. Устройство можно использовать в автоматике, робототехнике, охранной сигнализации.
Описанное устройство пригодно для подсчета числа деталей (или монет), а также определения материала, из которого они изготовлены. Так, например, оно легко различает материал монет (медь или серебро). По параметрам этот переключатель аналогичен промышленным БТП-101, ВПБ-18 и другим, но значительно проще и экономичнее. Кроме того, он с успехом заменяет специализированную микросхему CS209 (датчик расстояния до объекта), которой часто комплектуют различное импортное оборудование.
Принцип работы переключателя основан на воздействии металлического предмета на катушку, входящую в LC-контур генератора. Она помещена в половину броневого ферритового магнитопровода, на открытом торце которого магнитные силовые линии замыкаются через воздух. Режим генератора выбран так, что приближение к торцу металлического предмета вызывает срыв генерации. Элемент DD1.1, катушка L1 и конденсаторы С1, С2 образуют высокочастотный генератор. На диоде VD1, резисторе R2 и конденсаторе СЗ выполнен выпрямитель, а на элементах DD1.2 и DD1.3 - пороговые элементы, причем первый из них инвертирующий.
В исходном состоянии генератор вырабатывает высокочастотные колебания. При этом на конденсаторе СЗ и, значит, на нижнем по схеме входе элемента DD1.2 и на верхнем элементе DD1.3 действует положительное напряжение большее, чем пороговое Uпop и равное 0,5 U. Следовательно, на выходе 1 устройства присутствует низкий уровень, а на выходе 2 - высокий. При срыве генерации напряжение на конденсаторе СЗ уменьшается до уровня ниже порогового, в результате чего логический уровень напряжения на выходах меняется на противоположный, т.е. происходит переключение устройства. Нагрузку включают в выходную цепь транзисторного усилителя тока (он на схеме не показан), который выбирают исходя из требуемых тока и напряжения. Не исключена и оптронная связь с нагрузкой. Конечно, наличие двух противофазных выходов не всегда обязательно, и можно включить три элемента микросхемы параллельно для увеличения выходного тока. С другой стороны, для построения переключателя достаточно двух логических элементов, поэтому на одной микросхеме можно выполнить два переключателя.
В устройстве вместо К561ЛП2 можно использовать микросхему К564ЛП2 или другие логические с соответствующей коррекцией схемы и номиналов. Катушка L1- бескаркасная, содержит 100 витков провода ПЭЛШО 0,1. Ее помещают в ферритовую чашку магнитопровода Б14. Следует отметить, что число витков, провод, типоразмер магнитопровода, емкость конденсаторов не критичны и могут быть изменены в большую или меньшую сторону. Вместо диода КД503А подойдет любой кремниевый высокочастотный или импульсный. Резистор R2 предназначен для установки чувствительности переключателя. Можно регулировать ее и резистором, включенным параллельно катушке L1. Порог чувствительности переключателя с указанным магнитопроводом соответствует 1,6 мм для парамагнетиков (сталь) и вдвое меньше для ди-амагнетика. От размеров предмета, если он крупнее катушки, чувствительность почти не зависит. Для повышения надежности его срабатывания вслед за выпрямителем следует ввести триггер Шмитта, собранный на свободном элементе микросхемы. Переключатель удобно применить в электронном тахометре и системе электронного зажигания в автомобиле взамен магнитоуправляемой микросхемы серии К1П6. В этих случаях для катушки L1 необходимо использовать магнитопровод П-образной формы.
В. Е. Тушнов, г Луганск, РАДИОАМАТОР № 5, 2001
