压电- 传感开关模块——事后的想法

出处:维库电子市场网时间:2023-07-24
    在了解用于状态监测的不同类型的振动传感器时,我发现了一个隐藏在凌乱工作台的角落里的廉价压电冲击/敲击/振动传感器开关模块。
    我可能很久以前就得到了它,也许是在打折期间。我忘记了,还没有使用过。因此,现在是进行快速评估的时机。好吧,让我们开始吧……
    下面是(有点可悲的)产品描述。我进行了广泛的搜索,从一个中国卖家那里找到了它。
    工作电压:5VDC
    输出信号指示 LED
    数字/TTL信号输出DO(有效信号为高电平)
    模拟信号输出AO(振动强度越大,输出电压越高)    振幅灵敏度可通过电位器调节(左转灵敏度低,右转灵敏度高)

    到目前为止,我的理解如下:
    该模块有 4 个引脚:
    GND:接地或公共端(0V)
    VCC:电源输入(+5V)
    ADO:模拟信号输出    DO:数字信号输出

    简而言之,当压电传感器振动时,数字输出从低到高变化,模拟输出电压根据振动强度而上升。振幅灵敏度可以通过板载微调电位器进行调节。这就对了!    我已经预感到模块中发生了什么。我决定追踪它的原理图,这并不是沮丧的练习(它在一小时内就成型了)。

    压电传感器(压电盘)驱动与 5.1v 齐纳二极管并联的 1MΩ 负载电阻(中间有一个 10KΩ 电阻),只是为了保护 LM393 比较器在发生剧烈物理碰撞时免受任何大电压尖峰的影响。
    用于设置振动灵敏度的 50KΩ 电位计连接到比较器的阈值 (+) 输入。比较器的另一个 (-) 输入是压电信号。比较器的输出为逻辑电平 p 沟道功率 MOSFET A1SHB 提供直接输入交出数字信号输出。为了查看压电器件何时感应到振动,功率 MOSFET 还会驱动红色 LED。    在用示波器测试“未通电”模块的模拟信号输出时,我发现其幅度有些不可预测(参见下面的随机波形峰值)。将压电盘放置在硬木表面上,并用小锤轻轻敲击其外壳,以捕获示波器上输出的模拟信号。

    如果我没记错的话,模拟信号输出(压电盘的原始输出)似乎不适用于直接输入到微控制器的 I/O。
    类似地,数字信号输出通常是短脉冲,需要使用某种附加电路来延长以使其更加实用。
    要将短输出脉冲变成相对较长的脉冲,一种非常简单的方法是使用某种形式的 RC 定时器,例如 555 单稳态定时器。我也成功地测试了这个想法,所以让我们开始吧。
    现在轮到你了!    无需给原模块上电。只需将其模拟输出和接地连接到如下所示的单稳态电路,即可制作另一个/您版本的压电冲击/冲击/振动传感器开关。现在,对于压电盘感受到的每次冲击,您都会获得 10 秒长的逻辑高电平脉冲输出。如果您有任何疑问,请在下面发表评论。

    该方案非常基础和简单,因此元件的值不是很关键。您可以自行进行修改,以获得此设置的结果。
    不要指望这里介绍的模块会产生很好的结果。如果您的目的是捕获输出上的冲击/冲击/振动并触发事件,那么这可能是一个正确的选择并且省钱(也准备进行一些改进)。
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