Jste zde

Jak si vytvořit vlastní indukční snímač s obvody STM ?

Antonín Vojáček, 20. Září 2011 - 23:39

Není to moc složité, když tyto integráče prakticky udělají všechnu práci za Vás. Stačí jen dobře vytvořit a navinout snímací cívku...

Možná někoho zvídavějšího napadlo, jak jsou například uvnitř realizovány běžné indukční snímače. Nic zvláštního tam nenajdete. Je tam prostě mimo pár diskrétních součástek a detekční cívky již jen jeden integrovaný obvod, který vše ostatní realizuje. Takové obvody pak například vyrábí společnost STMicroelectronics a tak si prakticky můžete i na koleně relativně snadno vytvořit vlastní "indukčák".

Integrované detektory přiblížení

V nabídce STMicroelectronics jsou monolitické integrované obvody přímo navržené pro detekci kovových předmětů pomocí snímání změn vysokofrekvenčních ztrát vířivými proudy. Obecně pracují jako externě laděné oscilátory s vyhodnocením úrovně. Velikost výstupního signálu je tak ovlivňována přiblížením kovového objektu a tak překlápí spínaný výstup v podobě napěťově nezávislého proudového výstupu nebo komplementárních spínacích tranzistorů s otevřeným kolektorem.

Obvod TDA0161

Obvod TDA0161 představuje kompletní integrovaný systém indukčních senzorů přiblížení, který opravdu stačí jen doplnit o snímací cívku, jejíž velikost a konstrukce určuje detekční citlivost a dosah. Obvod již v sobě obsahuje vysokofrekvenční 10 MHz oscilátor, detektor úrovně signálu a spínaný 10 mA proudový výstup nezávislý na připojeném napětí v širokém rozsahu 4 až 32 VDC. Jde tedy o „pravý“ proudový výstup. Široký napájecí rozsah napovídá nasazení do průmyslu, tedy lze i rovnou napojit na externí stabilizovaný zdroj 24 V bez nutnosti dalších externích součástek, které by v malém pouzdru zabíraly místo.

Vnitřní zapojení obvodu TDA0161.

Princip funkce
Vývody 3 a 7 pracují jako negativní rezistor s hodnotou rovnou externímu rezistoru R1 připojenému na vývody 2 a 4. Oscilátor se zastaví, když ztrátový odpor laděného obvodu Rp je menší než na odporu R1. Pak ve výsledku výstupní proudový výstup ICC mezi vývody poskytuje proud 10 mA. V opačném případě je výstupní proud jen 1 mA. Vířivé proudy indukované cívkou L1 v kovovém předmětu pak určují právě hodnotu parametru Rp.

Příklad zapojení a funkce obvodu TDA0161.

Základní parametry:

Napájecí napětí: 4 až 35 VDC
Výstupní proud při detekci: typ. 10 mA (8 až 12 mA)
Výstupní proud v klidovém stavu: 1 mA
Frekvence oscilátoru: 10 MHz
Frekvence výstupu: 10 kHz
Hystereze spínacího bodu: 0,5 až 5 %

Příklady vhodných rozměrů jader detekční cívky pro různé snímací vzdálenosti.

Obvod TDE0160

Obvod TDE0160 je další specializovaná součástka pro realizaci detektorů přiblížení. Stejně jako TDA0161 pracuje s širokým napájecím napětím 4 až 36 VDC, ale frekvence oscilátoru je „jen“ 1 MHz. Výstup je zde realizovaný dvěma komplementárními tranzistory s otevřeným konektorem umožňujícím spínat napětí až 36 V a proud až 20 mA.

Základní parametry: