ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
/
М ихаил Бараночников
г. Москва
E-mail:
В радиолюбительской практике часто возникает необходимость
использования в своих разработках различного рода
переклю-
чателей и манипуляторов. Большинство таких узлов использует
традиционные контактные группы, реле и переменные резисторы.
Однако, в настоящее время стали доступными для радиолюбите-
лей полупроводниковые приборы и интегральные схемы, управ-
ляемые магнитным полем. Эти элементы позволяют создавать бес-
контактные управляющие устройства, отличающиеся длительным
сроком службы и малыми габаритными размерами.
В данной статье приводятся конструкции нескольких вариан-
тов бесконтактных магнитоуправляемых переключателей и мани-
пуляторов, реализация которых возможна в радиолюбительских
условиях.
Бесконтактные магнитоуправляемые
переключатели и манипуляторы
В настоящей статье под терми-
ном “манипулятор" мы понимаем
устройство, которое преобразует
движение руки оператора в электри-
ческий аналоговый или цифровой
сигнал.
Сфера применения бесконтакт-
ных манипуляторов достаточно ши-
рока: вычислительная и бытовая тех-
ника, игрушки, медицинская и воен-
ная аппаратура, системы дистанци-
онного управления различными
объектами, системы автоматизиро-
ванного управления технологически-
ми процессами и др.
Следует отметить, что бесконтак-
тные магнитоуправляемые манипу-
ляторы имеют очевидные преимуще-
ства перед широко используемыми
в настоящее время оптическими ус-
тройствами. Они не требуют энерго-
затратных источников излучения, не
боятся грязи и пыли, работоспособ-
ны в агрессивных средах и т.п.
Принцип действия магнитоуправ-
ляемых манипуляторов широко изве-
стен и сводится к изменению поло-
жения управляющего постоянного
магнита (ПМ) относительно магнито-
чувствительного элемента преобра-
зователя магнитного поля (ПМП), что,
в свою очередь, приводит к измене-
нию (или появлению) сигнала на вы-
ходе преобразователя магнитного
поля [1].
1. Что удалось приобрести
и исследовать
Из наиболее доступных и практи-
чески пригодных для самостоятельной
разработки бесконтактных манипу-
ляторов можно отметить следую-
щие ПМП: дискретные датчики Хол-
ла и магниторезисторы, униполяр-
ные магнитоуправляемые (МУМ) и
магниточувствительные (МЧМС)
интегральные схемы. С принципом
работы этих устройств можно позна-
комиться в соответствующей лите-
ратуре [1].
В порядке подготовки данной статьи
автором были исследованы следующие
типы ПМП:
1. Кремниевые бескорпусные датчи-
ки Холла типа ДХК-05 и ДПМ-1 ;
2. Арсенид-галлиевые бескорпусные
датчики Холла типа ПХИ-611 ;
3. Кремниевые магниточувствитель-
ные интегральные схемы типа SS495A
фирмы Honeywell и типа AD22151 фир-
мы Analog Devices;
4. Магнитоуправляемые униполяр-
ные ИС серии К 1116 (К1116КП1,
К1116КП2,
К1116КПЗ,
1116КП6,
К1116КП9, К1116КП10);
5. Магнитоуправляемые ИС типа
SS443A PBF, SS443A и 2SS52M-T2
фирмы Honeywell;
6. Кремниевые полевые элементы
Холла (ПДХ) в корпусе типа 401.14-3;
7. Кремниевые двухкристальные ПДХ
в корпусе типа 401.14-3;
8. Кремниевые четырехэлементные
ПДХ в корпусе типа 401 ,|14-5;
9. Монолитные магниторезисторы
типа СМ4-1;
10. Тонкопленочные магниторезис-
торные мосты типа KMZ10A и KMZ41
фирмы Philips.
Основные параметры указанных пре-
образователей магнитного поля приведе-
ны в соответствующей литературе [2].
В порядке исследования преобразо-
вателей магнитного поля оценивалась
координатная чувствительность аналого-
вых ПМП и расстояние срабатывания/от-
пускания магнитоуправляемых ИС.
Процесс определения координатной
чувствительности ПМП сводился к конт-
ролируемому перемещению “точечного”
источника магнитного поля относитель-
но плоскости магниточувствительного
элемента (МЧЭ) с одновременным изме-
рением напряжения сигнала (11с) преоб-
разователя магнитного поля. Сканирова-
ние поверхности МЧЭ осуществлялось
поочередно по двум осям: “X” и “У”. На-
пряжение сигнала (11с) измерялось через
каждые 0,1 мм.
В качестве “точечных" источников
магнитного поля использовались два
миниатюрных постоянных магнита (ПМ),
размеры которых определялись чисто
прагматическими соображениями. Один,
наиболее доступный и качественный маг-
нит с размерами диаметром 3x3 мм из
сплава “неодим-железо-бор". Величина
индукции порядка 130 мТл. Другой - с
размерами 1x1x10 мм из сплава “альни-
ко”. Величина индукции порядка 20 мТл.
Типовая координатная характеристи-
ка для аналогового преобразователя
магнитного поля имеет вид, напоминаю-
щий “синусоиду”. В практических целях
внимание автора фиксировалось на трех
“стандартных" уровнях напряжения сиг-
нала: “0,1", “0,5" и “0,8”. Для реализации
ПМП в составе манипулятора был принят
уровень “0,8”.
58
(J
Радиолюбитель - 0 7 /2 0 0 7
предыдущая страница 58 Радиолюбитель 2007-07 читать онлайн следующая страница 60 Радиолюбитель 2007-07 читать онлайн Домой Выключить/включить текст