Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Kategoria: Kamery IP / Alarmy / Automatyka Bram
Montersi
Kategoria: Akumulatorki / Baterie / Ładowarki
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Indukcyjny sensor stanu przełącznika dźwigniowego

ghost666 03 Lut 2017 02:10
  • Indukcyjny sensor stanu przełącznika dźwigniowego
    Na Elektrodzie wielokrotnie pisaliśmy o czujnikach indukcyjnych, wykorzystywanych jako sensory zbliżeniowe. W poniższym artykule opiszemy przykładową aplikację tego sensora do bezstykowego wykrywania stanu przełącznika dźwigniowego, takiego jakie często występują np. w naszych skrzynkach z bezpiecznikami.

    Tego rodzaju przełączniki mają zazwyczaj dwie pozycje pracy - załączony i wyłączony. W jednym stanie prąd płynie, a w drugim nie. Mechaniczna akcja przełącznika zrealizowana jest z pomocą zwieranych ze sobą styków. Przełącznik taki musi mieć sztywną konstrukcję, aby zapewnić poprawny kontakt styków ze sobą. Niestety, z czasem i używaniem przełącznika układ mechaniczny wyrabia się, co sprawia, że w pewnych momentach może on znajdować się "w połowie drogi" - w stanie nieustalonym. Środkowe pozycje przełącznika nie gwarantują poprawnego jego działania i są niepożądane. Rysunek 1 pokazuje jakie stany przyjąć może pozycja przełącznika.

    Indukcyjny sensor stanu przełącznika dźwigniowego
    Rys.1. Trzy różne stany przełącznika dźwigniowego.


    Wykorzystując różnicowy, bezkontaktowy pomiar z wykorzystaniem sensorów indukcyjnych opartych na układach scalonych takich jak np. LDC0851 pozwalają wykryć pozycję metalowego przełącznika bez wykorzystywania elektrycznego styku z tym elementem. Dzięki temu możliwe jest wykrycie faktu, że przełącznik pozostał w stanie nieustalonym, gdzie nie jest w stanie np. zapewnić odpowiedniego kontaktu elektrycznego dla przepływu prądu przez przełącznik. W takiej sytuacji układ może np. zapalić ostrzegawczego LEDa. Dzięki temu, że ta metoda pomiarowa jest bezkontaktowa, prąd płynąc (lub nie) przez przełącznik nie ma wpływu na działanie sensora.

    Aby zrealizować różnicowy pomiar pozycji autor projektu wykorzystał dwa układy LDC0851 w konfiguracji takiej jak pokazano na rysunku 2.

    Indukcyjny sensor stanu przełącznika dźwigniowego
    Rys.2. Konfiguracja z dwoma układami LDC0851.


    W momencie gdy przełącznik znajduje się w stanie załączonym, obie cewki odniesienia (LREF1 oraz LREF2) są w pełni przykryte metalowym elementem, co sprawia, że wyjścia LDC0851 znajdują się w stanie wysokim. Z kolei gdy przełącznik jest wyłączony to obie cewki pomiarowe (LSENSE1 i LSENSE2) są przykryte metalowym elementem, co sprawia, że wyjścia obu układów są w stanie niskim.

    Gdy przełącznik jest w stanie nieustalonym to metaliczny element znajduje się nad cewką LREF1 oraz LREF2, co powoduje że pierwsze z wyjść przyjmuje stan wysoki, a drugie niski. W przykładowym układzie pokazanym w artykule stany te reprezentowane są zapalaniem i gaszeniem diod LED, ale nic nie stoi ta przeszkodzie, aby skonstruować bardziej skomplikowany system. Na rysunku 3 zaprezentowano ideowo zasadę działania układu.

    Indukcyjny sensor stanu przełącznika dźwigniowego
    Rys.3. Orientacja metalowego elementu w przełączniku względem cewek LDC0851.


    Aby przetestować swoje rozwiązanie autor wydrukował na drukarce 3D prosty model przełącznika dźwigniowegii dodał do niego metalowy element mający być wyczuwany przez cewki układów. Aby uprościć sobie działanie, wykorzystane zostały moduły ewaluacyjne LDC0851EVM oraz cewki LDCCOILEM. Warto zwrócić uwagę, na zdjęciu powyżej, iż cewki w żadnym momencie nie dotykają metalowego elementu w przełączniku - znajduj się około 1 mm od jego dźwigni.

    Film opisujący działanie układu obejrzeć można tutaj: http://bcove.me/s1gwb61q

    Źródło: https://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2017/01/17/inductive-sensing-reliably-detect-faults-in-circuit-breakers-using-contactless-inductive-switches

  • #2 03 Lut 2017 04:32
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 40  

    Więc kiedy wreszcie w dziale DYI, pompka do przepychania kibla z pomiarem podciśnienia i siły nacisku, na co najmniej Pentium III, bo na attiny 23 już chyba była ?

  • #3 03 Lut 2017 06:41
    Zbigniew 400
    Poziom 31  

    Szczyt bezsensu, wczoraj byłem przy maszynie z mechanicznym potwierdzaniem stanu bezpiecznika. Działa 17 lat i nic nie wskazuje źe się zepsuje.

  • #4 03 Lut 2017 07:07
    zgierzman
    Poziom 15  

    Krzysztof Kamienski napisał:
    Więc kiedy wreszcie w dziale DYI, pompka do przepychania kibla z pomiarem podciśnienia i siły nacisku
    Zbigniew 400 napisał:
    Szczyt bezsensu

    Chyba zbyt dosłownie podchodzicie do tego artykułu.
    Ja traktowałbym go jako przykład, coś jak pomoce szkolne w pracowni fizycznej, ma zobrazować jakąś ideę, a nie być rozwiązaniem konkretnego problemu.
    Pokazuje coś w prosty sposób, "po amerykańsku", a kto i w jakiej rakiecie kosmicznej wykorzysta te czujniki to już kwestia wyobraźni konstruktorów.

    A artykuł nie jest tak naprawdę DIY, tylko pochodzi ze strony Texas Instruments - producenta tych scalaków.

  • #5 03 Lut 2017 07:20
    chudybyk
    Poziom 25  

    Rozumiem, że to pretekst żeby napisać o przetwornikach indukcyjnych? Bo zepsute przełączniki się wymienia, a jeśli ich stan jest tak newralgiczny dla elektroniki, to dobiera się takie, żeby problem wyeliminować lub zminimalizować - typów jest multum i jest w czym wybierać.
    Tytułowy przełącznik ma być stosowany w skrzynkach bezpiecznikowych? Chodzi pewnie o USA i nie przełącznik a rozłącznik/odłącznik, którego nerwowo poszukują ofiary hollywoodzkich filmów grozy?
    Już nie wnikam w bezpieczeństwo montażu cewek obok noży takiego rozłącznika, ale celowość takiego rozwiązania może być kontrowersyjna. Czujniki miałyby sens tylko w wypadku, gdy położenie dźwigni gwarantowałoby połączenie. Natomiast dla zużytego łącznika przerwa spowodowana np. nadpaleniem styków, lub słabym dociskiem - będzie absolutnie niewidoczna, a cały misterny układ psu na budę, bo zasygnalizuje poprawność połączenia.
    Moim zdaniem to chybiony przykład implementacji ciekawego podzespołu - alternatywy dla np. transoptora refleksyjnego lub szczelinowego, kontaktrona, itp.

  • #7 03 Lut 2017 09:23
    Qdlaty78
    Poziom 11  

    Nie wspominając już o tym, że ze świecą szukać takich "przełączników" w domowych instalacjach elektrycznych w Polsce, a pewnie i Europie..

  • #8 03 Lut 2017 10:53
    Zielonka
    Poziom 19  

    Witam
    Dołączę się do poprzedników. Jako sztuka dla sztuki DYI ok. Przykład zastosowania zupełnie nietrafiony. Dwa kontaktrony załatwiły by temat. Tego typu układy maja pewnie zastosowanie w bardzo specyficznych warunkach. Wszędzie tam ,gdzie nie można zastosować układów stykowych lub nie mogą występować obce pola magnetyczne, oraz szeroko w automatyce: http://automatyka4u2.pl/czujniki/czujnik-indukcyjny-zastosowania/
    Pozdrawiam
    W.B.

  • #9 03 Lut 2017 14:54
    deus.ex.machina
    Poziom 31  

    Jak myślę tu chodzi o detekcje stanu zabronionego co do uwagi o polu magnetycznym można pomyśleć o zastąpieniu czujników indukcyjnych czujnikami pojemnościowymi.
    A przydatność... ogromna wszędzie tam gdzie zależy na informacji z całego zakresu a nie tylko położeń skrajnych.

  • #10 09 Lut 2017 22:57
    themichal
    Poziom 17  

    Miałem okazje widzieć joystick działający na troche podobnej zasadzie. Niezawodna praca od 20 lat, brak elementów ruchomych, duża precyzja. Konstrukcja oparta na 5 cewkach, jedna "nadawcza" zawieszona, pozostałe odbiorcze nawinięte względem siebie bifilarnie. Szukając hasła Fligiht link joystick JS4 można conieco znaleźć ;)