|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Kiểm soát chuyển động của tay. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Đài thiết kế nghiệp dư Trước khi mô tả thiết kế đề xuất, cần lưu ý một điều quan trọng. Phần tử điều khiển không tiếp xúc được phát triển không chỉ có thể được sử dụng trong công nghệ máy tính. Thiết kế và mục đích được mô tả của thiết bị chỉ là một ví dụ về các ứng dụng có thể có của nó. Trong số những người hâm mộ lịch sử hàng không, trò chơi máy tính "IL-2. Những trận chiến bị lãng quên" với vô số bổ sung của nó rất được yêu thích. Không một cuốn sách giáo khoa lịch sử nào có thể giải thích lòng dũng cảm điềm tĩnh của một phi công máy bay tấn công một cách cẩn thận và chính xác như trong một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, dẫn dắt một cỗ máy bị súng phòng không hành hạ trong quá trình chiến đấu. Hay sự phấn khích điên cuồng của phi công Raiden khi nhìn thấy bóng dáng của Boysan ngày càng lớn trong tầm mắt. Tuy nhiên, vị trí của phi công ảo không thoải mái bằng vị trí của phi công thật. Và hình ảnh trên màn hình kém hơn thực tế và đơn giản là không có đủ tay để vận hành bàn phím. Vấn đề cuối cùng được giải quyết một phần bằng cần điều khiển. Ở đây sẽ có thêm bàn đạp để điều khiển vô lăng. Tuy nhiên, chúng chỉ có sẵn trong các thiết bị rất hiếm và đắt tiền. Đúng vậy, ngay cả ở những mẫu xe giá rẻ cũng có bộ điều chỉnh thứ ba có thể được sử dụng theo ý muốn: làm bàn đạp hoặc bộ phận ga. Sau khi mở cần điều khiển của mình (Hình 1), tôi phát hiện ra rằng các cực cực của tất cả các điện trở thay đổi (chiết áp) của nó được kết nối song song. Rõ ràng, một hoặc một điện áp không đổi khác được loại bỏ khỏi chúng, điện áp này được cung cấp cho mạch điện. Đây là điểm khởi đầu cho sự phát triển. Giải pháp đơn giản nhất là hiển nhiên - chế tạo bàn đạp có trục là một điện trở thay đổi. Chúng có thể bổ sung cho hệ thống điều khiển mô phỏng của bất kỳ máy bay thật nào. Tuy nhiên, ngoài độ tin cậy lịch sử và kỹ thuật cao, giải pháp như vậy cũng có những nhược điểm đáng kể. Thiết kế rất cồng kềnh và nặng nề. Có vấn đề với việc gắn nó vào sàn. Vào thời điểm nóng nhất của trận chiến, hoặc khi cần phải giữ cho một “quái thú” như La-5FN quay đầu do mô men phản ứng của động cơ mạnh, thật khó để cưỡng lại việc không nhấn bàn đạp đúng cách. Phản ứng dữ dội trong các bộ phận cơ khí khiến việc điều khiển trở nên khó khăn. Sự hao mòn của các điện trở thay đổi cũng không mang lại niềm vui. Nói một cách dễ hiểu, cần phải có một số thiết kế khác, mặc dù không quá lịch sử nhưng tiện lợi và nhỏ gọn hơn. Tại sao chúng ta không “trang bị” tất cả những con chuột, bàn phím, màn hình cảm ứng của iPhone, những thứ chắc chắn cần tiếp xúc trực tiếp và xé quy trình điều khiển ra khỏi bề mặt bảng điều khiển, chuyển nó sang âm lượng phía trên? Hãy nhớ lại trong một câu chuyện của Kir Bulychev: "Người ngoài hành tinh đưa lòng bàn tay của mình lên đèn xanh. Nó tắt và sáng trở lại sáng hơn trước." Chúng ta cũng có thể làm điều này. Điều đầu tiên bạn nghĩ đến khi nghĩ về điều khiển không tiếp xúc là quang học. Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống quang học hoạt động khi truyền hoặc gián đoạn chùm tia. Đưa tay vào khoảng trống nào đó giữa nguồn sáng và máy thu? Ai cần một thiết bị “không tiếp xúc” như vậy? Các mạch phản chiếu thường xử lý các dấu hiệu và mã vạch đặc biệt, có độ tương phản. Đồng thời, độ tin cậy của phản ứng của chúng đối với một vật thể, có thể có bất kỳ màu sắc và kết cấu nào, cũng là một vấn đề đáng nghi ngờ. Một hoàn cảnh khác hạn chế quyền tự do lựa chọn của người thiết kế - quang học tốt nhất sử dụng tia laser. Nhưng bức xạ của chúng có hại cho thị lực và do đó việc sử dụng chúng trong bảng điều khiển mà một người nhìn vào là điều không mong muốn. Sự ô nhiễm và bụi bẩn không thể tránh khỏi của quang học trong quá trình hoạt động cũng đôi khi gây ra sự cố. Cuối cùng, nếu có nhiều hơn một cảm biến, điều này sẽ dẫn đến sự phức tạp đáng kể và tăng giá thành của mạch. Vì vậy, tôi quyết định đi theo con đường sử dụng cảm biến điện dung. Những hệ thống đầu tiên như vậy sử dụng mạch dao động và rất không ổn định. Hầu như mỗi lần chúng được bật, chúng đều cần được điều chỉnh. Sau đó, các thiết kế kỹ thuật số ổn định hơn dựa trên nguyên lý trễ xung đã xuất hiện. Tuy nhiên, đây là những thiết bị cảm ứng thông thường. Rõ ràng, các tác giả của chúng không có đủ trí tưởng tượng để tưởng tượng ra một thiết bị hoạt động mà không cần chạm trực tiếp. Tôi quyết định thử... Quan sát Hình 1. Bộ tạo xung trên các phần tử D1.2, D1.1 tạo ra các xung tới bộ tạo xung dọc theo cạnh tại D 1.3, D 1.4. Ở đầu ra của nó (chân 11) luôn có mức logic 1, ngoại trừ thời điểm sau khi mặt trước xung đến từ đầu ra của bộ tạo (chân 3). Trong thời gian trễ của xung trong chuỗi R4, R3, CA, logic 1.4 được đặt ở tất cả các đầu vào của D1 và logic 0 được đặt ở đầu ra. xung bằng 6, nhỏ, điện áp không đổi trung bình ở đầu ra của bộ tạo hình được làm mịn R3, C0 thực tế không khác gì một đơn vị logic. Nhưng ngay khi công suất cảm biến tăng lên, logic 100 ở đầu ra của trình điều khiển sẽ chiếm phần lớn thời gian xung đồng hồ và điện áp đầu ra sẽ giảm. Để có được độ nhạy thích hợp của thiết bị, điều cần thiết là thời lượng của các xung định hình phải tương đương với chu kỳ của các xung đồng hồ (nhưng không vượt quá chúng). Điều này có thể đạt được ở tần số bộ tạo xung nhịp ít nhất XNUMX kHz.
Bây giờ chúng ta hãy xem thiết kế của cảm biến điện dung (Hình 2). Nó là một tấm sợi thủy tinh lá nằm ngang. Lớp phủ thứ hai (mặt đất) là một màn hình vỏ thiếc, trong đó bo mạch thiết bị được đặt thẳng đứng. Chúng tạo thành một tụ điện nửa mở hơi khác thường với các bản được sắp xếp vuông góc với nhau. Nó phản ứng rõ ràng bằng cách tăng khả năng đặt bất kỳ vật thể nào, cả chất dẫn điện và chất điện môi, trong trường của nó. Vật thể được cảm nhận ở khoảng cách ít nhất 30 mm. Thiết kế này cho tín hiệu khá rộng, có thể khắc phục được nhiều hiện tượng nhiễu và mất ổn định. Và bộ khuếch đại hoạt động DA1 có thể đưa biên độ của nó đến bất kỳ giá trị yêu cầu nào. Đưa chân của bạn đến gần đĩa hơn và bánh lái máy bay của bạn sẽ quay. Di chuyển chân của bạn lên hoặc lùi lại và quá trình sẽ được đảo ngược.
Có hai cảm biến điện dung, giống như bàn đạp trong máy bay thật. Vì tín hiệu từ một cảm biến được kết nối với đầu vào đảo ngược của bộ khuếch đại và từ cảm biến kia đến đầu vào không đảo ngược, nên điện áp đầu ra phụ thuộc vào sự cân bằng của chúng, bạn “cho” nhiều hơn vào chân nào. Đồng thời, mạch không phức tạp lắm, vì cả bộ tạo xung nhịp và thậm chí cả biến tần D1.3 đều có thể dùng chung cho một số kênh. Việc khuếch đại op-amp theo nhiều bậc độ lớn để điều chỉnh trơn tru rõ ràng là dư thừa. Bạn có thể thay đổi “tỷ số truyền” của bộ điều khiển bằng cách đưa vào mạch phản hồi âm. R9 làm giảm mức tăng và trong dòng điện xoay chiều, phản hồi thậm chí còn sâu hơn nhờ tụ điện C 5. Điều này giúp loại bỏ khả năng tự dao động. Bảng mạch in của thiết bị được thể hiện trên Hình 3. Ở những vùng bảng không có giấy bạc, khu vực nối cảm biến điện dung, nhiều lỗ có đường kính khoảng 3 mm được khoan để giảm điện dung ban đầu và tăng độ nhạy của thiết bị. Đầu vào của các phần tử D2 không sử dụng được nối đất để tránh hư hỏng do tĩnh điện. Nên làm mỏng các dây dẫn này. Sau đó, nếu cần thiết (các phần tử làm việc bị lỗi hoặc một số sửa đổi), bạn sẽ có thể cắt chúng và sử dụng các phần tử này.
Xây dựng. Các tấm cảm biến điện dung được đặt với lá hướng lên trên. Chúng có bản lề và có thể nâng lên và ép vào thành hộp, tạo thành một chiếc hộp nhỏ gọn, thuận tiện cho việc mang theo và cất giữ. Với mục đích này, trong khu vực cắt ra, các trục được hàn từ các mảnh dây đồng có đường kính 0,8 mm. Cũng được hàn vào các tấm là các dây linh hoạt vào mạch (tốt nhất là MGTF) và các vòng dây để giữ phần chưa được bóc tách của chúng và ngăn dây bị đứt tại vị trí bị tước. Sau khi hoàn tất quá trình hàn, bề mặt làm việc của cảm biến phải được cách điện khỏi tiếp xúc điện với các vật lạ. Trong nhiều trường hợp, một dải băng dính rộng là đủ cho việc này. Thân máy là khung nhựa hình chữ U dày 2 mm. Từ những mảnh nhựa vụn, các thanh dẫn hướng cho bo mạch và trùm được cắt ra và dán từ bên trong, trong đó tạo các lỗ ren để gắn vỏ màn hình. Các tấm cảm biến được chèn vào các vết cắt ở chân dưới của vỏ bằng trục của chúng và được bịt kín bằng các lớp phủ cũng cố định phần dưới của bảng. Màn hình vỏ hình chữ U được làm bằng thiếc. Để giảm công suất ban đầu và ảnh hưởng của bề mặt đỡ, nó không chạm tới đáy thùng vài mm. Một lỗ được tạo trên màn hình đối diện với điện trở điều chỉnh R4. Từ bên trong, một sợi dây mềm được hàn vào màn hình để nối với dây chung của bo mạch.
Thành lập. Đặt R4 ở vị trí giữa. Thay vì RЗ, hàn một điện trở đã điều chỉnh có điện trở khoảng 1 MOhm trên dây ngắn. Đặt nó ở giá trị tối thiểu. Đảm bảo rằng tông đơ, dây điện của nó và bất kỳ vật thể nào khác không rơi vào vùng cảm biến CA. Tăng dần điện trở cho đến khi điện áp không đổi ở chân 11 của DD1 giảm 20 - 25%. Đây là tín hiệu cho thấy thiết bị đã bắt đầu cảm nhận được không gian xung quanh. Đo điện trở của tông đơ và thay thế bằng điện trở không đổi tương tự, đồng thời di chuyển tông đơ đến vị trí R5 để nó không rơi vào trường của cảm biến SB. Đặt đầu ra của trình điều khiển thứ hai có cùng điện áp với đầu ra của trình điều khiển thứ nhất. Đặt cân bằng cuối cùng với điện trở R4 bằng tuốc nơ vít điện môi mỏng sau khi lắp ráp hoàn chỉnh thiết bị. Lấy tuốc nơ vít ra và kiểm tra điện áp ở đầu ra của op-amp - nó phải bằng gần một nửa điện áp nguồn. Thiết bị đã được thử nghiệm thành công với chương trình IL-2 và bộ mô phỏng khung máy bay Condor. Mức độ hiện thực hóa ra rất gần với một chiếc máy bay thật. Tuy nhiên, các chương trình được đề cập không được tạo ra cho những người không có cánh. Hãy nhìn vào quả bóng Pioneer và sau một thời gian luyện tập, mọi thứ sẽ ổn thôi. Như đã đề cập, phần tử điều khiển không tiếp xúc được đề xuất không chỉ có thể được sử dụng trong công nghệ máy tính. Trong hầu hết các trường hợp, không cần mạch cân bằng hai kênh như mô tả. Một phần tử kênh đơn có thể được tạo như trong Hình 5.
Do đầu ra của bộ tạo hình được kết nối với đầu vào đảo ngược của op-amp nên ở trạng thái ban đầu, điện áp ở đầu ra của thiết bị thấp. Điện áp ở đầu vào không đảo được đặt bằng tông đơ R10 ngay dưới ngưỡng chuyển mạch. Nếu bạn đưa tay tới gần cảm biến điện dung, điện áp ở đầu ra của thiết bị sẽ bắt đầu tăng. Nó có thể được sử dụng để điều chỉnh hoặc đơn giản là bật và tắt bất kỳ thiết bị nào. Trong trường hợp sau, không cần có mạch OOS. Trong quá trình thử nghiệm với thiết bị, tùy chọn này tỏ ra khá khả thi. Khi tích hợp điều khiển không tiếp xúc vào bất kỳ thiết bị nào, bạn nên nhớ rằng cảm biến sẽ phản ứng với công suất được đưa vào bởi các vật thể không chỉ ở phía trước mà còn ở phía sau nó, tức là trong thân thiết bị. Điều quan trọng là điện dung ký sinh này phải nhỏ hơn và quan trọng nhất là không thay đổi. Giá đỡ cảm biến lỏng hoặc dây treo lủng lẳng bên cạnh có thể gây nhầm lẫn cho các cài đặt. Điều này sẽ không cho phép độ nhạy tốt. Thật thú vị khi sử dụng điều khiển không tiếp xúc (hai kênh độc lập) cho chuyển động của bất kỳ cửa, khung cửa, v.v. Bằng cách lắp hai cảm biến trên tay cầm, như trong Hình 6, bạn có thể “đẩy” khung đến bất kỳ vị trí mong muốn nào mà không cần chạm vào nó.
Tất nhiên, các công tắc và bộ điều chỉnh chuyển đổi cổ điển đơn giản hơn và rẻ hơn. Nhưng vẫn có những lĩnh vực ứng dụng mà các phần tử điều khiển không tiếp xúc được đề xuất sẽ được ưu tiên hơn. Ví dụ, trong điều kiện làm việc nguy hiểm, khi cần loại bỏ hoàn toàn tiếp xúc điện với thiết bị, lây truyền nhiễm trùng, v.v. Do đó, nhiều thiết bị trong tương lai sẽ có thể được điều khiển chỉ bằng một cái vẫy tay mà không cần trang bị điều khiển từ xa. điều khiển, mã thông báo hoặc bất kỳ thiết bị nào khác. Tác giả: A.Lisov
Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024 Bàn phím Primium Seneca
05.05.2024 Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024
▪ Archaeopteryx không phải là một con chim
▪ phần trang web Mô hình hóa. Lựa chọn bài viết ▪ bài Đổ bùn. biểu hiện phổ biến ▪ bài báo Ai tin rằng bạn có thể chết trong đêm vì chiếc quạt đi kèm? đáp án chi tiết ▪ bài báo Máy cắt tỉa. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài báo dò FM trên ba nguyên tố 2I-He. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Thiết bị quấn cuộn dây stato. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này