Come realizzare un circuito per misuratore di vibrazioni per rilevare la forza delle vibrazioni

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L'articolo discute un paio di semplici circuiti misuratori di rilevatori di vibrazioni che utilizzano transistor e anche un circuito integrato per ottenere una sequenza LED del grafico a barre per le indicazioni di livello. Il LED grafico a barre potrebbe essere calibrato e utilizzato per misurare la forza della vibrazione.

semplice circuito rilevatore di vibrazioni

introduzione

Che si tratti di un camion che rallenta sull'autostrada, o di un aereo che ruggisce nel cielo, o che si tratti di un bussare alla porta o delle fusa del gatto o semplicemente dei tuoi battiti cardiaci, il circuito di rilevamento del livello di vibrazione spiegato qui li percepirà tutti e si trasformerà in bellissimi sequenza di indicazioni del grafico a barre luminose a LED.



Il numero di LED accesi nel grafico a barre in un determinato istante indica l'entità della forza di vibrazione in quel particolare istante.

Cos'è la vibrazione

La vibrazione non è altro che l'increspatura dell'aria dovuta a una corrispondente forza generata da un mezzo esterno. Ad esempio, quando parliamo, le nostre corde vocali vibrano e generano i corrispondenti schemi di disturbo nell'aria circostante.



Quando queste vibrazioni d'aria entrano nel nostro orecchio, anche il nostro timpano vibra alla stessa frequenza rendendolo udibile ai nostri rispettivi organi sensoriali.

Le vibrazioni più forti hanno un impatto più forte sui nostri sensi e quindi le sentiamo più forti rispetto ad altri livelli sonori.

Il tono di una vibrazione diventa anche un fattore importante nel determinare la loro natura e forza. Il passo e la frequenza sono probabilmente i due fattori che rendono una particolare informazione vibrante più distinta con le loro specifiche tecniche.

Ad esempio, un suono di fischio può essere acuto e potrebbe raggiungere distanze maggiori, ma il suono borbottante di un frullino mixer, anche se molto più forte, non raggiungerà distanze maggiori.

Sebbene il nostro orecchio sia dotato di capacità di rilevamento piuttosto impressionanti, questi organi non sono in grado di dirti l'entità esatta di una particolare forza di vibrazione.

Utilizzando solo transistor

rilevatore di vibrazioni tramite transistor e relè

Il diagramma mostrato sopra funziona in modo molto efficiente come un semplice sensore di vibrazioni transistorizzato. Sentirà anche il minimo suono dall'ambiente circostante o dalla superficie su cui è installato.

C2 consente un periodo di ritardo per il relè in modo che il relè rimanga attivato per qualche tempo ad ogni rilevamento. Il valore di C2 potrebbe essere modificato per ottenere il ritardo desiderato OFF sul funzionamento del relè.

Il relè può essere collegato a un sistema di allarme se il circuito è destinato ad essere utilizzato come un allarme a vibrazione o un allarme porta ecc.

Elenco delle parti

  • R1 = 4k7
  • R2 = 33k
  • R3 = 2M2
  • R4 = 22K
  • R5 = 470 OHMS
  • R6 = 4k7
  • C1 = 0,1uF
  • C2 = 4.7uF / 25V
  • T1, T2 = BC547
  • T3 = BC557
  • D1 = 1N4007
  • Relè = tensione della bobina secondo la tensione di alimentazione e valore nominale del contatto secondo le specifiche di carico
  • Mic = condensatore elettrete MIC.

Circuito rilevatore di vibrazioni funzionante con LM3915

Un altro design interessante può essere costruito utilizzando IC LM3915 per rilevare la forza di una particolare vibrazione che potrebbe essere emessa da una fonte rilevante.

Il circuito è fondamentalmente un progetto divertente, che può essere costruito da un bambino della scuola e visualizzato nella mostra della fiera della scienza della scuola.

Lo schema del circuito seguente mostra una configurazione piuttosto semplice utilizzando il versatile IC LM3915 da TEXAS INSTRUMENTS, che da solo svolge la funzione di rilevamento e di visualizzazione dei livelli di vibrazione.

Il pin # 5 dell'IC è l'ingresso che rileva le variazioni del suono indotto tramite un elemento del microfono a elettrete.

Si può anche provare un trasduttore piezo al posto di un microfono. Un elemento trasduttore piezoelettrico è un dispositivo semplice utilizzato in cicalini piezoelettrici per emettere un suono acuto quando è collegato a un circuito generatore di frequenza.

Tuttavia qui viene utilizzato per una risposta opposta, cioè per rilevare una frequenza piuttosto che emetterla.

Il rumore delle vibrazioni sonore che colpisce il MIC genera piccoli impulsi elettrici all'interno del dispositivo, o meglio il dispositivo converte tutte le vibrazioni che colpiscono la sua superficie in piccoli segnali elettrici di ampiezza variabile che corrisponde alla forza delle vibrazioni che colpiscono.

Questi minuscoli impulsi elettrici dal MIC vengono efficacemente amplificati ed elaborati all'interno dell'IC LM3915 e il relativo display LED di sequenziamento viene generato attraverso le uscite dell'IC.

I LED collegati alle uscite si illuminano in modo casuale dal punto iniziale al punto finale dell'array, visualizzando le informazioni rilevanti sui segnali di vibrazione catturati.

Questo rilevatore di vibrazioni o circuito misuratore può essere ulteriormente modificato per applicazioni più serie includendo uno stadio di allarme o uno stadio di pilotaggio del relè per attivarli nel caso in cui venga rilevato un livello minaccioso di forza vibrante.

L'applicazione può essere specificata dall'utente e quindi il presente circuito può essere configurato o ottimizzato in numerosi modi diversi.

L'IC ha bisogno di una corrente trascurabile e quindi una batteria PP3 da 9V fornirebbe una durata sufficiente per sostenere il circuito, quasi per sempre e anche questo rende l'unità molto portatile e può essere installata in qualsiasi fessura o posizione desiderata.

Sebbene il circuito del misuratore / rilevatore di vibrazioni sopra proposto sia stato preso dalla scheda tecnica originale, ha molti difetti e non produrrà risultati soddisfacenti fino a quando non verranno apportate alcune modifiche serie.

Recentemente, quando l'ho provato, mi sono reso conto degli svantaggi che possedeva. Lo schema testato e modificato può essere visto di seguito:

misuratore di vibrazioni semplice ed efficiente con 10 LED

Video clip che mostra il funzionamento del misuratore di vibrazioni

https://youtu.be/u1_wfHTRzLA

Elenco delle parti

  • R1 = 5k6
  • R2, R9 = 1K
  • R3 = 3M3
  • R4 = 33K
  • R5 = 330 OHMS
  • R6 = 2K2
  • R7 = 10K
  • R8 = 10K preimpostato
  • C1 = 0,1uF
  • C2 = 100uF / 25V
  • C3, C4 = 1uF / 25V
  • T1, T2 = BC547
  • T3 = BC557
  • LED = ROSSO 5mm tipo 20mA
  • Mic = condensatore elettrete MIC.



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